Najveće izumiranje živog svijeta u istoriji planete Zemlje označilo je kraj permskog perioda, prije oko 252 miliona godina. Mnogo prije dinosaurusa, naša planeta bila je naseljena biljkama i životinjama koje su uglavnom uništene nakon serije snažnih vulkanskih erupcija u Sibiru.
Fosili u drevnim stijenama morskog dna prikazuju raznolik morski ekosistem, a zatim široki sloj uginulih jedinki. Oko 96 odsto morskih vrsta je nestalo tokom „Velikog umiranja”, nakon čega su uslijedili milioni godina u kojima je život morao da se ponovo umnoži i diversifikuje.
Ono o čemu se do sada raspravljalo je upravo razlog zbog koga su okeani postali neprikladni za život – visoka kisjelost vode, trovanje metalima i sulfidima, potpuni nedostatak kiseonika ili jednostavno više temperature.
Novo istraživanje sa Univerziteta u Vašingtonu i Univerziteta Stanford kombinuje modele okeanskih uslova i metabolizma životinja sa objavljenim laboratorijskim podacima i paleo-okeanografskim zapisima kako bi pokazalo da je masovno izumiranje u okeanima uzrokovano globalnim zagrijavanjem zbog kojeg životinje nisu mogle da dišu. Kako su temperature rasle, a metabolizam morskih životinja se ubrzavao, toplije vode nisu mogle da zadrže dovoljno kiseonika kako bi one preživjele.
-Ovo je prvi put da smo uspjeli da izvršimo predviđanje koje se može direktno testirati pomoću fosilnog zapisa, a koje nam govori o tome šta je moglo izazvati masovno izumiranje. To nam potom omogućava da napravimo predviđanja o uzrocima izumiranja u budućnosti, rekao je jedan od autora studije, Džastin Pen, student doktorskih studija na Univerzitetu u Vašingtonu.
Prije nego što su vulkanske erupcije u Sibiru stvorile planetu sa gasovima staklene bašte, okeani su imali temperature i nivoe kiseonika slične današnjim. Istraživači su zatim, koristeći poseban klimatski model, povećali količinu gasova staklene bašte do nivoa potrebnog da temperatura tropskog okeana na površini bude za nekih 10 stepeni Celzijusa viša, što je odgovaralo uslovima u to vrijeme, tokom erupcija.
Model je pokazao da su usljed povećanja temperature nastale dramatične promene u okeanima. Oni su izgubili oko 80 odsto kiseonika. Oko polovine površine morskog dna okeana, uglavnom na većim dubinama, ostalo je potpuno bez kiseonika.
Kako bi analizirali efekte na morske vrste, istraživači su razmatrali 61 morsku vrstu i njihove različite osetljivosti na kiseonik i temperaturu – uključujući ljuskare, ribe, školjke, korale i ajkule. Očekuje se da će tolerancija savremenih životinja na visoke temperature i nisku količinu kiseonika biti slična permskim životinjama jer su evoluirale u sličnim uslovima životne sredine. Istraživači su zatim kombinovali osobine vrsta sa simulacijama paleoklime kako bi predvidjeli geografski šablon izumiranja.
-Vrlo malo morskih organizama je ostalo u istim staništima u kojima su živjeli – ili su pobjegli ili nestali, rekao je drugi autor studije, Kertis Dojč, vanredni profesor okeanografije na Univerzitetu u Vašingtonu.
Prema koautoru studije Džonatanu Pejnu, profesoru geoloških nauka u Školi za nauku o Zemlji, energiji i životnoj sredini Univerziteta Stanford (Stanford Earth).
Model pokazuje da su najteže pogođeni organizmi najosetljiviji na kiseonik koji su, nasuprot očekivanjima, pronađeni daleko od tropskih krajeva. Iako su mnoge vrste koje su živjele u tropima takođe izumrle, model je pokazao da su vrste koje su nastanjivale oblasti visokih geografskih širina, a koje su imale potrebu za velikom koncentracijom kisonika u vazduhu, skoro u potpunosti istrijebljene.
Studija pokazuje da kako se okeani zagrijavaju, metabolizam morskih životinja se ubrzava, a to znači da im je potrebno više kiseonika u uslovima gdje toplija voda zadržava manje tog dragocjenog gasa. Jedna ranija studija je pokazala kako topliji okeani uzrokuju selidbu životinja dalje od tropa.
Da bi testirali ovo predviđanje, Pejn i koautor Erik Sperling, analizirali su kasnopermske fosilne distribucije iz Paleobiološke baze podataka, virtuelne arhive objavljenih kolekcija fosila. Fosilni zapisi pokazuju gde su vrste bile nastanjene prije izumiranja, vrste koje su potom ili potpuno zbrisane ili ograničene na djelić svog nekadašnjeg staništa.
Fosilni zapisi potvrđuju da su vrste daleko od ekvatora najviše stradale tokom događaja. „Osnovna odlika tog mehanizma ubijanja, zagrijavanja klime i gubitka kiseonika je upravo ovaj geografski obrazac koji je najprije predviđen kroz model, a zatim i otkriven u fosilima”, rekao je Pen. Svi rezultati upućuju na to da je mehanizam zagrijavanja klime i gubitka kiseonika bio primarni uzrok izumiranja.
Nova studija kombinuje promjenljive uslove okeana sa metaboličkim potrebama različitih životinja koje žive u krajevima sa različitim temperaturama. Rezultati pokazuju da se najteže posljedice nedostatka kiseonika odnose na vrste koje žive u blizini polova.
-Pošto je metabolizam tropskih organizama već bio prilagođen prilično toplim uslovima sa nižim sadržajem kiseonika, oni su mogli da se udalje od tropskih krajeva i nađu iste uslove negde drugo. Međutim, ako je organizam prilagođen za hladno okruženje bogato kiseonikom, onda su ti uslovi prestali da postoje u plitkim okeanima, rekao je Dojč.
Takozvane „mrtve zone” koje su potpuno lišene kiseonika bile su uglavnom ispod dubina gdje je živjela većina vrsta i nisu imale veliku ulogu u stopama preživljavanja.
Zagrijvanje koje dovodi do smanjenja neophodne količine kiseonika uzrok je gubitka više od polovine morskih vrsta. Autori navode da su druge promjene, poput acidifikacije okeana (povećanja kisjelosti) ili promjene u produktivnosti fotosintetskih organizama, vjerovatno predstavljale samo dodatne uzroke izumiranja.
-Prema sadašnjim scenarijima emisija, do 2100. godine zagrijavanje u gornjim, spoljašnjim slojevima okeana će dostići 20 procenata zagrijavanja u odnosu na stanje okeana iz kasnog perioda Perma, a do 2300. godine taj nivo će biti između 35 i 50 procenata – rekao je Pen.
Ova studija glasno ukazuje na mogućnost masovnog izumiranja koje može proizaći iz već opisanog mehanizma, u uslovima antropogenih klimatskih promjena.
Prir. M.L.-M.M.
Izvor: earth.stanford.edu
