Το μυστήριο της μεγαλύτερης μαζικής εξαφάνισης ειδών της Γης
Αντιπροσωπευτικά δείγματα της σύγχρονης πανίδας (αριστερά τρία δείγματα) και της παλαιοζωικής πανίδας (δεξιά τέσσερα δείγματα). Από: Sarah Leibovitz.
Οι επιστήμονες έλυσαν επιτέλους το μυστήριο της μεγαλύτερης μαζικής εξαφάνισης ειδών της Γης.
Γιατί οι παραλίες σήμερα έχουν κοχύλια από αχιβάδες και σαλιγκάρια αντί για βραχιόποδα; Μια νέα μελέτη υποδηλώνει ότι η απάντηση βρίσκεται στη μεγαλύτερη μαζική εξαφάνιση της Γης, όταν η θέρμανση των ωκεανών και η πτώση των επιπέδων οξυγόνου εξαφάνισαν ζώα που δεν μπορούσαν να προσαρμοστούν. Είδη με σωματικά σχέδια και μεταβολισμούς που ήταν πιο προσαρμοσμένοι στις μεταβαλλόμενες συνθήκες επιβίωσαν και συνέχισαν να κυριαρχούν στις θάλασσες, προσφέροντας μια γεύση από το πώς η σύγχρονη θαλάσσια ζωή θα μπορούσε να αντιδράσει στην κλιματική αλλαγή.
Οι επιστήμονες λύνουν το μεγάλο μυστήριο του θανάτου
Μια νέα μελέτη με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο Στάνφορντ παρείχε τα ισχυρότερα μέχρι σήμερα στοιχεία για το γιατί ορισμένα θαλάσσια ζώα επέζησαν από τη μεγαλύτερη μαζική εξαφάνιση της Γης, ενώ πολλά άλλα εξαφανίστηκαν για πάντα. Τα ευρήματα όχι μόνο εξηγούν πώς δημιουργήθηκαν τα σύγχρονα ωκεάνια οικοσυστήματα, αλλά προσφέρουν και μια προειδοποιητική ματιά στο πώς οι σημερινοί θερμαινόμενοι ωκεανοί θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη θαλάσσια ζωή.
Πριν από περίπου 252 εκατομμύρια χρόνια, η εξαφάνιση της Πέρμιας-Τριαδικής περιόδου, που συχνά αποκαλείται «Μεγάλος Θάνατος», εξαφάνισε περίπου το 96% των θαλάσσιων ειδών και το 70% των χερσαίων ζώων. Ωστόσο, η καταστροφή δεν κατανεμήθηκε ομοιόμορφα σε όλο το δέντρο της ζωής.
Πριν από την εξαφάνιση, οι αρχαίοι βυθοί κυριαρχούνταν για περίπου 280 εκατομμύρια χρόνια από βραχιόποδα, τα οποία μοιάζουν με μύδια, μαζί με θαλάσσια κρίνα (κρινοειδή) και άλλα ζώα που ζούσαν στον βυθό. Μετά την καταστροφή, αυτές οι κάποτε κυρίαρχες ομάδες σχεδόν εξαφανίστηκαν. Αντίθετα, μόνο περίπου τα μισά μαλάκια, συμπεριλαμβανομένων των μυδιών και των σαλιγκαριών, εξαφανίστηκαν. Τα επιζώντα, μαζί με ψάρια και εχινόδερμα όπως αστερίες και αχινούς, συνέχισαν να κυριαρχούν στους ωκεανούς της Γης, ένα μοτίβο που συνεχίζεται μέχρι σήμερα.
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στις 6 Ιουλίου στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών , είναι η πρώτη που συνδυάζει βιολογικά δεδομένα τόσο από τις ομάδες που επλήγησαν από την εξαφάνιση όσο και από εκείνες που επέζησαν. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν μια σημαντική διαφορά: τα είδη των οποίων ο μεταβολισμός ήταν λιγότερο ικανός να αντεπεξέλθει σε θερμότερο, φτωχό σε οξυγόνο νερό υπέστησαν τα υψηλότερα ποσοστά εξαφάνισης.
Αυτές οι σκληρές συνθήκες στον ωκεανό αναπτύχθηκαν μετά από μαζικές ηφαιστειακές εκρήξεις που απέσπασαν τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου στην ατμόσφαιρα, θερμαίνοντας δραματικά τον πλανήτη.
«Με αυτή τη μελέτη, ουσιαστικά θέλαμε να λύσουμε το μυστήριο του γιατί, όταν πηγαίνεις στην παραλία, μαζεύεις τα κελύφη από μύδια και σαλιγκάρια και όχι από βραχιόποδα», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Χοσέ Αντρές Μάρκες, πρώην διδακτορικός φοιτητής στο εργαστήριο του Έρικ Άντερς Σπέρλινγκ στο Στάνφορντ. «Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι, σε διαφορετικές ομάδες οργανισμών, οι εξαφανίσεις συνέβησαν με πολύ υψηλότερα ποσοστά για όσους ήταν πιο ευάλωτοι στις αυξήσεις της θερμοκρασίας του νερού και στις μειώσεις στη διαθεσιμότητα οξυγόνου».
Η αρχαία εξαφάνιση προσφέρει μια σύγχρονη κλιματική προειδοποίηση
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η εργασία έχει επίσης σημαντικές επιπτώσεις για το παρόν. Οι περιβαλλοντικές συνθήκες πριν από τον Μεγάλο Θάνατο έμοιαζαν με τους σχετικά δροσερούς, πλούσιους σε οξυγόνο ωκεανούς που υπήρχαν για εκατομμύρια χρόνια πριν οι ανθρώπινες δραστηριότητες αρχίσουν να αλλοιώνουν ραγδαία το κλίμα της Γης μέσω των εκπομπών ορυκτών καυσίμων.
«Αυτή η μελέτη είναι πραγματικά το τελευταίο καρφί στο φέρετρο για την αιτία της μαζικής εξαφάνισης Πέρμιας-Τριαδικής περιόδου», δήλωσε ο Sperling, κύριος συγγραφέας της μελέτης και αναπληρωτής καθηγητής Γεωεπιστημών και πλανητικών επιστημών στη Σχολή Βιωσιμότητας Stanford Doerr. «Η μεγαλύτερη μαζική εξαφάνιση όλων των εποχών ξεκίνησε από έναν κόσμο που είναι πολύ παρόμοιος με τον σημερινό, έχοντας έναν σχετικά δροσερό, σχετικά καλά οξυγονωμένο ωκεανό, και στη συνέχεια υπήρξε μια γιγαντιαία έγχυση διοξειδίου του άνθρακα στο γήινο σύστημα. Η κατανόηση του πώς αντέδρασε η Γη και ο βιόκοσμος της Γης τότε θα μπορούσε να μας ενημερώσει για το τι μέλλει γενέσθαι».
Γιατί ο μεταβολισμός καθόρισε την επιβίωση
Ο μεταβολισμός περιλαμβάνει όλες τις χημικές διεργασίες που επιτρέπουν στους ζωντανούς οργανισμούς να παράγουν ενέργεια και να παραμένουν ζωντανοί. Κατά τη διάρκεια της Παλαιοζωικής εποχής, η οποία έληξε με τον Μεγάλο Θάνατο, πολλά θαλάσσια ζώα κινούνταν αργά, ζούσαν στον βυθό και τρέφονταν με φίλτρα, συμπεριλαμβανομένων των βραχιόποδων, των κρινοειδών (κρίνων της θάλασσας, συγγενικά με τους αστερίες) και ορισμένων κοραλλιών και θαλάσσιων ανεμώνων.
Τα θαλάσσια ζώα που άκμασαν αργότερα ήταν γενικά πολύ πιο δραστήρια. Τα ψάρια, τα κινητά σαλιγκάρια, οι αχινοί και τα δίθυρα όπως τα μύδια, τα στρείδια απαιτούν ταχύτερους μεταβολισμούς για να υποστηρίξουν την κίνηση και, σε πολλές περιπτώσεις, τον αρπακτικό τρόπο ζωής.
Σε σύγκριση με τα βραχιόποδα, τα δίθυρα έχουν μεγαλύτερες ενεργειακές απαιτήσεις λόγω του μεγαλύτερου σώματός τους και του μυώδους «ποδιού» τους που τους επιτρέπει να σκάβουν και να σέρνονται.
«Γι' αυτό τρώμε σούπα από αχιβάδες και όχι από βραχιόποδα», είπε ο Σπέρλινγκ. «Τα βραχιόποδα δεν έχουν σχεδόν καθόλου κρέας».
Πριν από την εξαφάνιση, τα βραχιόποδα ξεπερνούσαν σε αριθμό τα δίθυρα. Σήμερα, έχουν απομείνει μόνο περίπου 400 είδη βραχιόποδων, ενώ εκτιμάται ότι υπάρχουν 10.000 έως 15.000 είδη δίθυρων.
Ο Σπέρλινγκ συνέκρινε αυτή τη δραματική οικολογική μετατόπιση με την εξαφάνιση των μη πτηνών δεινοσαύρων πριν από 65 εκατομμύρια χρόνια, «όπου τα θηλαστικά ουσιαστικά ανέλαβαν και δεν άφησαν ποτέ ξανά αυτή την θέση στα ερπετά».
Αναδημιουργώντας μια αρχαία κρίση στον ωκεανό
Η έρευνα επεκτείνει μια μελέτη του Πρίνστον και του Στάνφορντ του 2018, η οποία κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η θέρμανση των ωκεανών και η απώλεια οξυγόνου ήταν πιθανώς υπεύθυνες για τον Μεγάλο Θάνατο. Ωστόσο, αυτή η προηγούμενη εργασία βασίστηκε σε μεγάλο βαθμό σε φυσιολογικά δεδομένα που συλλέχθηκαν από σύγχρονα θαλάσσια είδη, ιδιαίτερα οικονομικά σημαντικά ψάρια και καρκινοειδή, αφήνοντας σημαντικά κενά στη γνώση σχετικά με τα ζώα που στην πραγματικότητα επλήγησαν περισσότερο.
«Στη νέα μας μελέτη, καλύψαμε αυτό το κενό σχετικά με τη φυσιολογία της παλαιοζωικής πανίδας για να δούμε αν μπορούσαμε να εξηγήσουμε όχι μόνο τη βιογεωγραφία της εξαφάνισης αλλά και την ταξινομική επιλεκτικότητα της εξαφάνισης», δήλωσε ο Sperling.
Για να κλείσει αυτό το κενό, η ομάδα διεξήγαγε χρόνια επιτόπιας έρευνας, συμπεριλαμβανομένης της συλλογής ζωντανών βραχιόποδων στα νησιά Σαν Χουάν της πολιτείας της Ουάσινγκτον, όπου παραμένουν σχετικά κοινά. Οι ερευνητές συγκέντρωσαν ένα ευρύ φάσμα θαλάσσιων ζώων που αντιπροσωπεύουν τόσο αρχαία όσο και σύγχρονα ωκεάνια οικοσυστήματα.
Σε σταθμούς πεδίου και σε εργαστήρια του Στάνφορντ, οι επιστήμονες μέτρησαν πόσο οξυγόνο κατανάλωνε κάθε οργανισμός υπό διαφορετικές θερμοκρασίες νερού. Καθώς το νερό θερμαίνεται, η μεταβολική δραστηριότητα επιταχύνεται, αυξάνοντας τη ζήτηση οξυγόνου ενός ζώου.
Τα πειράματα αποκάλυψαν ότι τα ζώα της παλαιοζωικής περιόδου μπορούσαν να επιβιώσουν σε συνθήκες χαμηλότερου οξυγόνου από πολλά σύγχρονα είδη. Ωστόσο, μόλις οι θερμοκρασίες αυξήθηκαν, ο αργός μεταβολισμός τους δεν μπορούσε πλέον να ανταποκριθεί. Οι απαιτήσεις τους σε οξυγόνο αυξήθηκαν πολύ πιο γρήγορα από ό,τι των σύγχρονων θαλάσσιων ζώων.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, οι διαφορές στη δομή του σώματος εξηγούν το αποτέλεσμα. Τα πιο δραστήρια σύγχρονα είδη απαιτούν περισσότερο οξυγόνο υπό κανονικές συνθήκες, αλλά διαθέτουν επίσης τους μύες και τα βράγχια που χρειάζονται για να αντιμετωπίσουν τις αυξανόμενες απαιτήσεις οξυγόνου κατά τη διάρκεια της θέρμανσης.
«Η θέρμανση και η απώλεια οξυγόνου είναι οι βασικοί παράγοντες», δήλωσε ο Sperling.
Άλλες μελέτες έχουν επίσης εντοπίσει την οξίνιση των ωκεανών, που προκαλείται από το διοξείδιο του άνθρακα που καθιστά το θαλασσινό νερό πιο όξινο, ως έναν ακόμη παράγοντα στρες επειδή δυσχεραίνει τον σχηματισμό κελύφους. Ο Sperling δήλωσε ότι τα νέα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η οξίνιση πιθανότατα συνέβαλε στην εξαφάνιση, αλλά ήταν πολύ λιγότερο σημαντική από την αύξηση της θερμοκρασίας και την εξάντληση του οξυγόνου.
Μαθήματα για τους σημερινούς ωκεανούς
Η ομάδα του Στάνφορντ σχεδιάζει να επεκτείνει την έρευνά της σε πρόσθετες ομάδες θαλάσσιων ζώων για να κατανοήσει καλύτερα πώς αλληλεπιδρούν η θέρμανση, η απώλεια οξυγόνου και η οξίνιση, ιδιαίτερα καθώς και τα τρία αυτά φαινόμενα γίνονται όλο και πιο σοβαρά στους σημερινούς ωκεανούς.
Οι ερευνητές προειδοποιούν ότι η ιστορία θα μπορούσε να επαναληφθεί εάν τα σύγχρονα θαλάσσια είδη αντιμετωπίσουν ολοένα και πιο ζεστά, μειωμένα σε οξυγόνο νερά.
«Τα κακά νέα είναι ότι βρισκόμαστε σε καλό δρόμο για τα επίπεδα θέρμανσης της Πέρμιας-Τριαδικής περιόδου στις προβλέψεις του χειρότερου σεναρίου», δήλωσε ο Sperling. Οι θερμοκρασίες αυξήθηκαν κατά 8-12° Κελσίου σε διάστημα χιλιάδων ετών προκαλώντας τον Μεγάλο Θάνατο, και σήμερα, σε διάστημα μόλις 100-200 ετών, οι θερμοκρασίες προβλέπεται να είναι 1,5-4° Κελσίου θερμότερες από την προβιομηχανική εποχή έως το 2100. «Αλλά τα καλά νέα είναι ότι βρισκόμαστε ακόμα στο σημείο όπου μπορούμε να αλλάξουμε τα πράγματα και να κάνουμε κάτι γι' αυτό».
Η χρηματοδότηση παρείχε το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ, η NASA, η Παλαιοντολογική Εταιρεία και το Ινστιτούτο Περιβάλλοντος Stanford Woods.
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα sciencedaily
περισσότερα,
J. Andres Marquez, Justin L. Penn, Richard G. Stockey, Thomas H. Boag, Murray I. Duncan, Kyra N. McClure, Kendall Matsumoto, Kemi F. Ashing-Giwa, Christopher P. Noll, Curtis Deutsch, Jonathan L. Payne, Erik A. Sperling. Differences in physiological tolerance to global warming caused the Permian–Triassic transition between the Paleozoic and Modern faunas. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026; 123 (28) DOI: 10.1073/pnas.2533086123
Πανεπιστήμιο Στάνφορντ
https://www.sciencedaily.com/releases/2026/07/260711010122.htm
