Gubitak staništa i hlađenje tropa glavni krivci za masovna izumiranja
Drugo najveće masovno izumiranje u Zemljinoj povijesti podudarilo se s kratkim, ali žestokim ledenim dobom tijekom kojeg su se uzdigli ogromni glečeri, a razina mora je pala. Iako se dugo smatralo da je tako zvano ordovicijsko izumiranje – koje se dogodilo prije otprilike 450 milijuna godina - bilo povezano s promjenom klime, kako točno klimatske promjene izazivaju izumiranje, nije bilo poznato.
Tim, vođen znanstvenicima s Tehnološkog instituta iz Kalifornije (Caltech), je napravio osnovu za određivanje faktora koji su mogli voditi do masovnog izumiranja te su iskoristili tu osnovu da utvrde da je većina izumiranja uzrokovana gubitkom staništa koje pak je uzrokovano padom razine mora te hlađenjem tropskih oceana.
Posao, koji su obavili znanstvenici u Caltechu i znanstvenici iz Madisona sa Sveučilišta u Winsconsinu, je opisan u radu koji je trenutno online u nedavnom izdanju časopisa Proceedings of the National Academy of Sciences.
Istraživači su usporedili podatke o fosilima na sedimentnim stijenama iz dvije različite baze podataka da bi pokrili sva njihova pojavljivanja u Sjevernoj Americi za vrijeme izumiranja koje je istrijebilo 75% tadašnjih morskih vrsta. U to vrijeme je Sjeverna Amerika bila otočni kontinent koji geolozi nazivaju Laurentia te se nalazila u tropskom pojasu.
Uspoređujući vrste koje su u tom periodu izumrle s onima koje su preživjele, istraživači su uspjeli saznati relativnu važnost nekoliko varijabli koje odlučuju je li vrsta izumrla u intervalu od 50 milijuna godina oko masovnog izumiranja.
„Ono što smo učinili je otprilike isto što se čini kada ste suočeni s epidemijom bolesti,“ kaže Seth Finnegan, znanstvenik na postdoktoratu u Caltechu i glavni autor istraživanja. „Pitate se tko je pogođen bolešću, a tko ne i to vam može otkriti mnogo o tome što je uzrokovalo epidemiju.“
Pokazalo se da su najveći faktori koji su ukazivali na izumiranje na Laurenciji bili postotak izgubljenog staništa nakon pada razine mora i sposobnost vrste da se prilagodi većim temperaturnim razlikama. Grupe koje su izgubile velik dio svog staništa jer se ledeni pokrov širio, a razina mora je pala i one koje su uvijek bile vezane za tople tropske vode, bile su te za koje je bilo najvjerojatnije da će izumrijeti kao rezultat nagle promjene klime.
„Ovo je atraktivna demonstracija kako možete koristiti multivarijatne pristupe da bi pokušali razumjeti izumiranja, koja navjerojatnotnije odražavaju skupine procesa,“ kaže Woodward Fischer, docent geobiologije na Caltechu i glavni istraživač u ovom istraživanju. „Budući da smo geoznanstvenici, volimo diskutirati o raznim okolišnim i ekološkim faktorima vezanima uz izumiranje, ali istina je da svi ti faktori djeluju uzajamno na komplicirane načine i treba pronaći način na koji bi se te interakcije razmrsile. Siguran sam da će ova osnova biti korisno primijenjena na izumiranja i u drugim geološkim intervalima.“
Analiza je omogućila istraživačima da uvelike isključe hipotezu poznatiju kao record – bias hypothesis (hipoteza naklonjena evidenciji) koja tvrdi da izumiranje može biti objašnjeno značajnom prazninom u evidenciji fosila koja je povezana s glacijacijom. Na kraju, kad bi se razina mora snizila i kad kontinenti više ne bi bili poplavljeni, sedimentne stijene s fosilima se ne bi nakupile. Stoga, posljednji zapis vrste u evidenciji, a koja je izumrla za vrijeme praznine, vidio bi se neposredno prije te praznine što bi se prikazalo kao masovno izumiranje.
Finnegan uvjerava da ova record – bias hypothesis tvrdi da je duljina praznine u evidenciji uzajamno povezana s brojem izumiranja – ako praznina dulje traje, više skupina vrsti je trebalo izumrijeti u to vrijeme, nego kad praznina traje kraće. Također bi se kod dulje praznine trebalo vidjeti kako su neke vrste izumrle naglo i odjednom. Ali u slučaju kasnog Ordovicija, istraživači su shvatili da duljina praznine nije bila bitna, ukazujući da se masovno izumiranje ipak najvjerojatnije dogodilo.
„Ustanovili smo da masovno izumiranje u kasnom Ordoviciju najvjerojatnije predstavlja istinski puls izumiranja jer su u tom periodu doista mnoga živa bića izumrla. Nije stvar u tome da postoji greška u evidenciji, već ta živa bića nakon toga jednostavno više nismo pronašli,“ kaže Finnegan.
Tim je koristio podatke o sjevernoameričkim fosilima iz javne paleobiološke baze podataka (public Paleobiologic Database) te podatke o sedimentnim stijenama iz Macrostat baze podataka Sveučilišta Wisconsin koja se nalazi u gradu Madisonu. Uz Fischera i Finnegana, suautori rada „Climate change and the selective signature of the late Ordovician mass extinction“ su Shanon Peters i Noel Heim sa Sveučilišta Winsconsin. Finnegan će najesen započeti novo zaposlenje na Berkeleyu na Sveučilištu u Kaliforniji. Ovo istraživanje je podržano od strane Instituta Agouron i Nacionalnog znanstvenog fonda.
Znanstvenici su u ovom istraživanju koristili novu metodu mjerenja drevnih temperatura (paleotermometar) pomoću koje su uspjeli dokučiti vrijeme i opseg glacijacije te kako je ona utjecala na temperature oceana blizu ekvatora. Budući da se izumiranje dogodilo tijekom ledenog doba, bilo je teško izračunati temperaturu jer nije lako razlikovati temperaturne promjene od promjene u veličini ledenog pokrivača. Oba faktora su mogla imati ulogu u izumiranju.
Dosadašnja metoda određivanja drevne temperature bazirala se na izotopima kisika u mineralima, ali nije bila u potpunosti pouzdana jer je za to potrebna veličina ledenog pokrivača što se ne može zasigurno dokučiti, dok se s novom metodom, koja se bazira na teškim izotopima u fosilima, može izračunati prosječna temperatura određenog intervala u povijesti i odrediti kada se određeno izumiranje dogodilo.