Masiniai väljasuremised ja faunamuutused
Linas JuozėnasJaga
Teadmiste laegas · Maa muutuv biosfäär
Massilised väljasuremised
ja fauna muutumine
Mis juhtub siis, kui tavalised ökosüsteemid lagunevad ning ellujäänud organismidele jääb sisuliselt teistsugune maailm?
Kui elusloodus muudab suunda
Kujutlege, et naasete samale rannikule geoloogilise ajaloo eri ajastutel. Kaljud ja lained võivad tunduda tuttavad, kuid riffe ehitavad, merepõhjas karjatavad ja selle kohal jahti pidavad loomad võivad olla peaaegu tundmatuseni muutunud.
Mõiste „fauna muutumine” kirjeldab loomakoosluse muutumist: milliseid rühmi seal leidub, kui arvukad nad on ja millist rolli nad täidavad. Massilised väljasuremised võivad põhjustada eriti ulatuslikke muutusi, sest nende käigus katkevad evolutsiooniliinid ning muutuvad võimalused, mis avanevad ellujäänud organismidele. Kujunevat maailma mõjutavad nii väljasuremine kui ka sellele järgnev mitmekesistumine. [1]
Millal nimetatakse väljasuremist „massiliseks”?
Liike sureb välja kogu Maa ajaloo vältel. Massiline väljasuremine paistab aga silma selle poolest, et kaotused on erakordselt ulatuslikud, hõlmavad paljusid rühmi ja leiavad aset geoloogiliselt lühikese aja jooksul suurtel Maa aladel. Tuntud „Suurde Viisikusse” kuuluvad ordoviitsiumi lõpu, hilisdevoni, permi lõpu, triiase lõpu ja kriidiajastu lõpu kriisid. Need on mereorganismide fossiilses andmestikus olulised pidepunktid; Maal on toimunud ka teisi suuri väljasuremisepisoode. [2]
Kriis, mis haaras nii mandreid kui ka ookeane
Meregeoloogilise andmestiku põhjal oli permi lõpu väljasuremine Suurest Viisikust kõige laastavam. Enamik mereliike suri välja. Sageli korratav 90–96% hinnang ei põhine täpsel loendusel: hilisemad analüüsid on hinnanguid märkimisväärselt muutnud, kuid kinnitanud kaotuste erakordset ulatust. [4]
Trilobiidid surid välja koos rugoossete ja tabulaatsete korallidega, mis olid varasemate perioodide meredele iseloomulikud organismid. Teised rühmad jäid ellu, kuid nende mitmekesisus vähenes järsult. Need muutused kujundasid kooslusi, millest hiljem arenesid mereökosüsteemid. [5]
Siberi trapid
Peamine selgitus seostub praeguse Siberi alal toimunud hiiglasliku ulatusega magmalise tegevusega. Magma ei tunginud üksnes maapinnale, vaid levis ka maa all, moodustades kihtidevahelisi intrusioone – kivimikihtide vahele tunginud lamedaid magmakehi. Süsinikurikkad setted võisid kuumutamisel eraldada täiendavaid kasvuhoonegaase. Täpne dateerimine seostab ulatuslike kihtidevaheliste intrusioonide tekke alguse väljasuremisega ning tugevdab seisukohta, et magmatismi ajastus ja laad olid olulised. [6]
Ka maismaaloomade kooslused kogesid suuri vapustusi, kuid nende muutusi on raske võrrelda merelise geoloogilise ürikuga. Lõuna-Aafrika kivimite dateerimine seab kahtluse alla eelduse, et maismaafauna muutuste sageli kasutatav tähis langeb täpselt kokku mereorganismide peamise väljasuremisega. Teadlased täpsustavad jätkuvalt neid piirkondlikke ajajooni. [7]
Kuidas keskkonna stressitegurid koos toimivad
Suured vulkaanilised provintsid võivad mõjutada keskkonda kaugel laavaväljadest väljaspool. Oluline küsimus on, kuidas gaasid ja muud heitmed muudavad organismide ellujäämiseks vajalikke tingimusi. Kõige paremini põhjendatud selgitused seovad kriisi põhjustanud geoloogilised protsessid konkreetsete bioloogiliste stressiteguritega.
Süsiniku eraldumine
Magmalised heitmed ja ümbritsevate setete kuumutamine võivad paisata atmosfääri rohkem süsinikdioksiidi ja muid kasvuhoonegaase. Nende mõju kliimale võib kesta palju kauem kui üksainus purskeimpulss. [6]
Soojus ja hapnik
Soojemas vees lahustub vähem hapnikku ning soojenedes võib loomadel seda rohkem vaja minna. Muutused veeringluses ja hapnikutarbimises võivad hapniku kättesaadavust veelgi piirata. Permi lõpu ookeanimudelid toetavad nende tegurite kombinatsiooni kui üht peamist elupaikade kadumise põhjust. [8]
pH vähenemine
Lahustunud süsinikdioksiid muudab merevee keemilist koostist, alandab pH-d ja muudab tingimused paljudele karpe või kodasid moodustavatele organismidele ebasoodsamaks. See hapestumine on eraldi stressitegur, mis erineb soojenemisest või hapnikusisalduse vähenemisest, kuigi need võivad esineda koos. [9]
Teadlased eristavad hüpoksiat – hapnikupuudust – ja anoksiat – tingimusi, kus hapnikku sisuliselt pole. Need terminid kirjeldavad hapniku kättesaadavust; need ei tähenda, et vesi muutus happeliseks. Neid mehhanisme eraldi käsitledes on lihtsam selgitada, miks eri organismid ja piirkonnad kannatasid erinevalt. [8]
Sekite priežasčių grandinę: geologinis sutrikimas pakeičia aplinką, o šie pokyčiai – išgyvenimo sąlygas. Aptikti didelį išsiveržimą – tik pirmas žingsnis aiškinant išnykimą.
Kitas vulkaninis pasaulis, kita biologinė krizė
Praėjus maždaug 51 milijonui metų po permo pabaigos katastrofos, kilo dar viena didelė krizė. Ji glaudžiai siejama su Centrinės Atlanto magmine provincija, arba CAMP, – milžiniško masto magmatizmo epizodu, vykusiu skylant Pangėjai. [10]
Poveikis aplinkai laikui bėgant galėjo kisti. Viename tyrime keliama prielaida, kad laike susitelkę išsiveržimų impulsai sukėlė trumpalaikį atšalimą dėl Saulės šviesą atspindinčių sulfatų aerozolių. Ilgiau trunkančios anglies emisijos galėjo skatinti šiltėjimą ir rūgštėjimą. Atšalimo hipotezė tebėra aktyviai tiriama interpretacija; kol kas nė vienas atskiras poveikis nepaaiškina nuostolių visose buveinėse. [10]
Išnyko konodontai – jūrų gyvūnai, geriausiai žinomi iš mažyčių, į dantis panašių jų elementų. Sausumoje išnyko kelios svarbios roplių evoliucinės linijos. Dinozaurai ir žinduolių giminaičiai šį pereinamąjį laikotarpį išgyveno ir tapo juros laikotarpiu susiformavusių bendrijų dalimi. [11]
Kodėl išlikusieji nebuvo tiesiog „geresni“
Dinozaurai atsirado ne po triaso pabaigos išnykimo. Jie jau buvo išsiskaidę į įvairias formas, o kai kurios augalėdės formos buvo stambios. Vėlesnio jų vyravimo negalima paaiškinti pasakojimu, esą kiekvienas dinozauras išgyveno todėl, kad buvo mažas, o vėliau staiga evoliucionavo į milžiną. [11]
Tyrėjai tikrina išlikimą aiškinančias hipotezes, lygindami išnykusių ir išlikusių organizmų požymius bei giminystės ryšius. Archozauromorfų – platesnės roplių grupės, kuriai priklauso dinozaurai ir krokodilų giminaičiai, – tyrime nustatyta, kad išnykimai telkėsi giminingose evoliucinėse linijose, tačiau tarp tirtų požymių ir kūno dydžio reikšmingo ryšio neaptikta. Šis rezultatas verčia abejoti paprasta dydžio taisykle, tačiau nenustato visuotinės taisyklės, galiojančios visiems išnykimams. [12]
Krizę išgyventi ir po jos suklestėti – skirtingi dalykai. Evoliucinė linija gali išlikti, bet neatgauti ankstesnio gausumo, o kita gali užimti naujų ekologinių nišų. Po išnykimo susiformavusios bendrijos atspindi ir patirtus nuostolius, ir nevienodą atsikūrimą. [1]
Kui mõni rühm muutub pärast kriisi valitsevaks, siis mil määral tuleneb see tema enda bioloogilistest omadustest ja mil määral teda ümbritsenud maailma hävingust?
Kuidas taastame ammu toimunud kriisi ajalugu
Geoloogid uurivad paljusid paljandeid ja settesüdamikke, taastades ajalugu puudulike ja mõnikord raskesti ühitatavate andmete põhjal. Eesmärk on sõltumatute tõendite abil siduda keskkonnamuutused, bioloogilised kaod ja neid põhjustanud geoloogilised tegurid.
Andmed bioloogilisest minevikust
Fossiilid näitavad, milliseid organisme setetes leidus ja kuidas kooslused muutusid. Ent liik võib konkreetsest leiukohast kaduda seetõttu, et tema elupaik nihkus mujale, või seetõttu, et tema nooremad jäänused ei säilinud või neid ei leitud. Liigi viimane esinemine kohalikus fossiiliregistris ei tähenda iseenesest, et see kogu maailmas välja suri. [13]
Andmed geoloogilisest minevikust
Sobivate mineraalide radiomeetriline dateerimine aitab kindlaks teha sündmuste aega. Fossiilikooslused ja keemilised mustrid aitavad eri kivimijadasid omavahel seostada. Teadlased võrdlevad neid andmeid, selle asemel et eeldada, et igas leiukohas on säilinud kiht, mis tähistab sama piiri. [14]
Ühel probleemil on nimi – Signori–Lippse efekt. Kuna fossiilide valim on puudulik, võib noorim teadaolev fossiil olla vanem kui liigi tegelik väljasuremisaeg. Paljude selliste lünkade tõttu võib järsk väljasuremine näida järkjärguline. Täiendavaid raskusi tekitavad muutused setete kuhjumises, mistõttu tuleb ka selgena näivat mustrit hoolikalt kontrollida. [13]
Süsiniku isotoopide suhte muutused annavad veel ühe vihje: need võivad paljastada süsinikuringe häire. Ent üksinda ei võimalda need üheselt kindlaks teha gaasi allikat ega tõestada suremuse põhjust. Tõlgendus muutub kindlamaks, kui keemilised andmed, dateeringud, keskkonnatõendid ja fossiilides nähtavad kaod langevad kokku. [9]
Taastumist ei mõõda üksainus kell
Pärast permi lõpu kriisi hakkasid mõned kooslused taastuma suhteliselt kiiresti, samal ajal kui teised mereökosüsteemide osad jäid vaesunuks või sattusid uuesti stressi alla. Taastumine oli ebaühtlane ja kestis miljoneid aastaid. Liikide arvukuse taastumine varasemale tasemele, toiduvõrgustike taastumine ja stabiilsete koosluste kujunemine ei pruugi toimuda samal ajal. [5]
Taastumine ei toonud tagasi ka endist maailma. Väljasurnud evolutsioonilised liinid olid kadunud ning ellujäänud organismid ja nende järglased moodustasid teistsuguseid kooslusi. Seetõttu küsivad teadlased nii seda, kui palju mitmekesisusest taastus, kui ka seda, mille poolest kujunenud ökosüsteemid erinesid kriisieelse aja omadest. [5]
Mida need sündmused meile õpetavad
Permi lõpu ja triiase lõpu sündmused näitavad, miks väljasuremiste uurimisel ühendatakse paleontoloogia vulkanoloogia, keemia ja kliimateadusega. Kriisi selgitamiseks tuleb jälgida nii keskkonnahäiringut kui ka sellest mõjutatud organismide erinevaid reaktsioone.
Need võrdlused aitavad ka täpsemalt hinnata praegust elurikkuse kriisi käsitlevaid väiteid. Liikide kadumise kiirus ja juba väljasurnud liikide koguproportsioon on eri näitajad. Andmete võrdlemisel geoloogilise aja skaalal tuleb arvestada, et paljude fossiilide andmete ajaline lahutusvõime on palju väiksem. Ilma selle kontekstita ei saa „muistseid“ ja „tänapäevaseid“ mõõtmisi lihtsalt kõrvutada. [2]
Maa ajalugu edasi tundma õppides pidage meeles kolme küsimust: mis keskkonnas muutus? Millised tõendid seostavad seda muutust väljasuremisega? Ja millised eluslooduse osad taastusid, korraldusid ümber või kadusid jäädavalt?
Ellujäämine on üks peatükk. See, mis juhtub hiljem, on juba teine.
Massilised väljasuremised jätavad endast maha kaks põimunud lugu: katkenud evolutsiooniliinide ja hiljem kujunenud koosluste loo. Mõlema lugemine aitab paremini mõista, kuidas Maa elusloodus kujunes selliseks, nagu me seda tunneme.
Allikad ja lisalugemist
Teadusartiklid, ekspertide ülevaated ja asutuste selgitused. Allikad kontrollitud 2026. aasta septembris. Geoloogilise vanuse väärtused on ümardatud; väljasuremise ulatuse, selle eri piirkondades toimumise aja ja taastumise hinnangud sõltuvad kasutatud tõenditest ning meetoditest.
- Jablonski ja Edie (2025) — Massilised väljasuremised ja nendele järgnev taastumine: makroevolutsiooniline raamistikKäsitletakse vastastikku toimivaid ebasoodsaid tegureid, valikulist ellujäämist ja seda, kuidas väljasuremisjärgne mitmekesistumine elurikkust muudab.
- Marshall (2023) — Nelikėjus keturiasdešimčiai metų: „Suure viisiku“ massiliste väljasuremiste seisVaatluse all on väljasuremise definitsioonid, „Suur viisik“, valimi piirangud ning muistse ja praeguse elurikkuse vähenemise võrdlus.
- Tarptautinė stratigrafijos komisija — Tarptautinė chronostratigrafinė lentelė, 2026 m. birželisPateikiamos čia naudotos geologinių ribų amžiaus vertės, suapvalintos iki maždaug 252 ir 201 milijono metų.
- Stanley (2016) — Didžiųjų jūrinių masinių išnykimų masto įverčiai Žemės istorijojeIš naujo įvertinamas išnykimo mastas ir paaiškinama, kodėl ankstesniuose įverčiuose išnykusių jūrinių rūšių dalis buvo padidinta.
- Nicholls ir kolegos (2026) — Jūrų ekosistemų atsikūrimo po permo–triaso masinio išnykimo laikas ir pobūdisApžvelgiama, kodėl atsikūrimas skirtingose vietovėse ir tarp skirtingų organizmų skyrėsi ir kodėl ekosistemų atsikūrimas nesugrąžino ankstesnio pasaulio.
- Burgess, Muirhead ir Bowring (2017) — Pradinis Sibiro trapų silų susidarymo impulsas kaip permo pabaigos masinį išnykimą sukėlęs veiksnysIšnykimo pradžia siejama su plačiai paplitusiomis magmos intruzijomis, kurios kaitino nuosėdas ir galėjo išskirti didelius šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekius.
- Gastaldo ir kolegos (2020) — Lystrosaurus fosilijų asociacijos zonos apatinė riba Karu baseine yra ankstesnė už permo pabaigos jūrų organizmų išnykimąRemiantis datuotu pelenų sluoksniu Pietų Afrikoje tikrinami numanomi ryšiai tarp sausumos faunos kaitos ir jūrų organizmų išnykimo.
- Penn ir kolegos (2018) — Nuo temperatūros priklausanti hipoksija paaiškina permo pabaigos masinio jūrų organizmų išnykimo biogeografiją ir mastąTiriama, kaip atšilimas ir mažėjantis deguonies prieinamumas kartu sumažino jūrų gyvūnams tinkamą gyventi vandenyno dalį.
- Trudgill ir kt. (2025): Vandenynų rūgštėjimo impulsai triaso ir juros sandūrojeFosilinių austrių cheminė sudėtis liudija rūgštėjimą po pradinio išnykimo ir padeda tikrinti ilgalaikį vulkaninės kilmės anglies poveikį.
- Kent jt (2024): Kesk-Atlandi magmaprovintsi esialgsete, alla sajandipikkuste laavapurskeimpulsside korrelatsioon triiase lõpu väljasuremistegaPaleomagnetilised korrelatsioonid viitavad ajaliselt koondunud vulkaanilistele impulssidele ja sulfaatide põhjustatud lühiajalise jahtumise võimalikule rollile maismaal.
- Loodusloomuuseum: Triiase periood — dinosauruste esiletõusNäidatakse, et dinosaurused ja imetajate sugulased elasid juba enne väljasuremist, ning tuuakse esile peamised muutused triiase ja juura piiril.
- Allen jt (2019): Arhosauromorfide selektiivne väljasuremine triiase ja juura piiri massilise väljasuremise ajalUuritakse arhosauromorfide väljasuremismustreid ning vaidlustatakse eeldus, et väike kehasuurus tagas igal juhul ellujäämise.
- Florida muuseum (2018) — Fossiilide ümberpaiknemine võib massiliste väljasuremiste pilti moonutadaSelgitatakse fossiile sisaldava puursüdamikuga tehtud katset, mis näitab, kuidas fossiilide säilimise iseärasused ja elupaikade muutused võivad jätta väljasuremistest eksitava mulje.
- Burgess, Bowring ja Shen (2014): Maa ajaloo kõige katastroofilisema väljasuremise ülitäpne kronoloogiaVulkaanilise tuha dateerimise andmete, fossiilivööndite korrelatsioonide ja süsiniku isotoopide andmete põhjal määratakse kindlaks Permi lõpu kriisi sündmuste järjestus.