Kuinka tiedämme, että ilmastonmuutos oli maan suurimman sukupuuton takana

Globaalin lämpenemisen, joka jätti eläimet, jotka eivät pysty hengittämään, aiheuttivat Permian massan sukupuuton valtamerissä uuden tutkimuksen mukaan.

Kun lämpötilat nousivat ja merieläinten aineenvaihdunta kiihtyi, lämpimät vedet eivät voineet pitää tarpeeksi happea, jotta he voisivat selviytyä, tutkijat raportoivat.

Suurin sukupuutto maan historiassa merkitsi Permin jakson loppua, noin 252 miljoonaa vuotta sitten. Jo kauan ennen dinosauruksia, joukko massiivisia tulivuorenpurkauksia Siperiassa hävitti enimmäkseen planeettamme asuttuja kasveja ja eläimiä.

Kuvassa on esitetty meren eläinten prosenttiosuus, joka oli sukupuuttoon levinneisyydestä, mallista (musta viiva) ja fossiilisesta tietueesta (sininen piste) hävinnyt. Suurempi osuus merieläimistä selviytyi tropiikissa kuin pylväissä. Veden väri näyttää lämpötilan muutoksen, kun punainen on vakavin lämpeneminen ja keltainen vähemmän lämpenemistä.

Kuinka tiedämme, että ilmastonmuutos oli maan suurimman sukupuuton takanaYläpuolella on supercontinent Pangea, jossa on valtavia tulivuorenpurkauksia, jotka aiheuttavat hiilidioksidia. Linjan alapuolella olevat kuvat edustavat joitakin tapahtuman aikana kuolleiden meren lajien 96-prosentista. [Sisältää Ernst Haeckelin / Wikimedian fossiiliset piirustukset; Sininen rapu kuva: Wendy Kaveney / Flickr; Hans-Petter Fjeldin Atlantin turskakuva / Wikimedia; John White / CalPhotosin kammioitu nautilus-kuva.] (Luotto: Justin Penn ja Curtis Deutsch / U. Washington) Muinaisissa merenpohjan kivissä esiintyvillä fossiileilla on kukoistava ja monipuolinen meriekosysteemi, sitten ruumiit. Jotkut 96-prosenttiosuudet merilajeista pyyhittiin ”Suuren kuoleman” aikana, jota seurasi miljoonia vuosia, jolloin elämän oli moninkertaistuttava ja monipuolistettava.


sisäinen tilausgrafiikka


Tähän asti on keskusteltu juuri siitä, mikä teki valtameret epämiellyttäviksi elämälle - veden korkea happamuus, metalli- ja sulfidimyrkytys, täydellinen hapen puute tai yksinkertaisesti korkeammat lämpötilat.

"Paeta tai hukkaa"

"Tämä on ensimmäinen kerta, kun olemme tehneet mekaanisen ennusteen siitä, mikä aiheutti sukupuuttoon, joka voidaan suoraan testata fossiilisella ennätyksellä, mikä antaa meille mahdollisuuden tehdä ennustuksia sukupuuttoon liittyvistä syistä tulevaisuudessa", sanoo coauthor Justin Penn, tohtorikoulutettava Washingtonin yliopiston okeanografiassa.

Tutkijat kävivät ilmastomallin, jossa maapallon konfiguraatio oli Permin aikana, kun maan massat yhdistettiin Pangean superkontinenssissa. Ennen Siperian tulivuorenpurkauksia syntyi kasvihuonekaasupää, valtamerillä oli samanlaiset lämpötilat ja happitasot. Tutkijat nostivat mallissa kasvihuonekaasuja tasolle, joka oli tarpeen, jotta trooppisten meren lämpötilojen pintataso olisi korkeampi kuin 10-astetta (20-asteet Fahrenheit).

Mallissa toistetaan valtamerien dramaattiset muutokset. Valtameret menettivät noin 80 prosenttiosuutensa hapesta. Noin puolet valtameren merenpohjasta, pääosin syvemmillä syvyyksillä, tuli täysin hapettomaksi.

Merilajeihin kohdistuvien vaikutusten analysoimiseksi tutkijat pitivät 61in nykyaikaisen merilajin, mukaan lukien äyriäisten, kalojen, äyriäisten, korallien ja haiden, vaihtelevia happi- ja lämpötilaherkkyyksiä julkaistujen laboratoriomittausten avulla. Nykyaikaisten eläinten sietokyky korkean lämpötilan ja alhaisen hapen odotetaan olevan samanlainen kuin Permin eläimillä, koska ne kehittyivät samanlaisissa ympäristöolosuhteissa. Tutkijat yhdistivät lajin piirteet paleoklimaalisiin simulaatioihin ennustakseen sukupuuttoon kohdistuvan maantieteellisen maantieteellisen alueen.

”Hyvin harvat meren eliöt pysyivät samoissa elinympäristöissä, joissa he asuivat - se oli joko pakeni tai hukkuu”, sanoo merenkulkualan professori Curtis Deutsch.

Malli osoittaa, että eniten kärsineitä olivat happea herkimmät organismit, jotka ovat kaukana tropiikista. Monissa tropiikissa elävissä lajeissa oli myös kuollut sukupuuttoon, mutta se ennustaa, että suuret leveyslajit, erityisesti ne, joilla on suuret happipitoisuudet, hävisivät lähes kokonaan.

Kaksinkertaisesti tappava

Tämän ennusteen testaamiseksi osallistujat Jonathan Payne ja Erik Sperling Stanfordin yliopistossa analysoivat Paleoceanography-tietokannan, joka on julkaistujen fossiilisten kokoelmien virtuaalinen arkisto, myöhäis-Permin fossiilijakaumia. Fossiilinen ennätys osoittaa, missä lajit olivat ennen sukupuuttoa, ja jotka hävitettiin kokonaan tai rajoitettiin vain murto-osaan niiden entisestä elinympäristöstä.

Fossiilinen ennätys vahvistaa, että päiväntasaajan kaukana olevat lajit kärsivät eniten tapahtuman aikana.

”Tämän tappomekanismin allekirjoitus, ilmaston lämpeneminen ja happihäviö on tämä maantieteellinen malli, jonka malli on ennustanut ja joka sitten löydettiin fossiileista”, Penn sanoo. "Näiden kahden välisen sopimuksen mukaan tämä ilmaston lämpenemismekanismi ja happihäviö olivat ensisijainen syy sukupuuttoon."

Tutkimus perustuu aiempaan teokseen Deutsch, joka osoitti, että merien eläinten aineenvaihdunta nopeutuu, koska valtameret ovat lämpimiä, mikä tarkoittaa, että he tarvitsevat enemmän happea, kun taas lämpimämpi vesi on vähemmän. Aiempi tutkimus osoittaa, kuinka lämpimät valtameret työntävät eläimiä pois trooppisista.

Uudessa tutkimuksessa yhdistyvät meren muuttuvat olosuhteet eri eläinten aineenvaihduntatarpeisiin eri lämpötiloissa. Tulokset osoittavat, että hapen puutteen vakavimmat vaikutukset ovat lajien lähellä eläviä lajeja.

”Koska trooppisten organismien aineenvaihdunta oli jo sopeutunut melko lämpimiin, alhaisempiin happiolosuhteisiin, he voisivat siirtyä pois trooppisilta ja löytää samat olosuhteet muualle”, Deutsch sanoo. "Mutta jos organismi on mukautettu kylmään, happipitoiseen ympäristöön, nämä olosuhteet lakkasivat olemasta matalissa valtamerissä."

Niin sanotut "kuolleet vyöhykkeet", jotka ovat täysin vailla happea, olivat enimmäkseen syvyydessä, jossa lajit elivät, ja niillä oli pienempi rooli selviytymisasteissa.

”Päivän lopussa kävi ilmi, että kuolleiden vyöhykkeiden koko ei todellakaan näytä olevan kuoleman keskeinen asia”, Deutsch sanoo. ”Ajattelemme usein anoksiaa, hapen täydellistä puuttumista, sillä edellytyksenä, että tarvitset laajaa levottomuutta. Mutta kun tarkastellaan alhaisen happipitoisuuden toleranssia, useimmat organismit voidaan sulkea merivedestä hapen tasoilla, jotka eivät ole missään lähellä anoksisia. "

Samanlainen kuin tänään

Riittämätöntä happea aiheuttava lämpeneminen selittää yli puolet meren monimuotoisuuden häviöistä. Kirjoittajat sanovat, että muut muutokset, kuten happamuuden lisääminen tai fotosynteettisten organismien tuottavuuden muutokset, vaikuttivat todennäköisesti lisäsyynä.

Tilanne myöhässä Permin kasvavilla kasvihuonekaasuilla ilmakehässä, joka luo lämpimämpiä maapallon lämpötiloja, on samanlainen kuin tänään.

”Liiketoimintamallien mukaan 2100-lämpeneminen ylemmässä valtameressä on lähestynyt 20-prosenttiosuutta lämpenemisestä myöhässä Permissa, ja vuosi 2300 saavuttaa sen 35: n ja 50-prosentin välillä”, Penn sanoo.

”Tässä tutkimuksessa tuodaan esiin mahdollinen sukupuolinen sukupuutto, joka johtuu samanlaisesta mekanismista, joka liittyy ilmastonmuutokseen.”

Tutkimus näkyy tiede. Tutkimuksen rahoittivat Gordon ja Betty Moore -säätiö sekä kansallinen tiedesäätiö.

Lähde: Washingtonin yliopisto

{youtube}y6ig6zKiNTc{/youtube}

Liittyvät kirjat

at InnerSelf Market ja Amazon