Masiniai išnykimai ir faunos virsmai

Masveida izmiršana un faunas pārveidošanās

Tādi notikumi kā Permas–triāsa un Triāsa–jūras robežas, kas pārveidoja dzīvības virzību

1. Masveida izmiršanas loma

4,6 miljardu gadu Zemes vēsturē dzīvība ir piedzīvojusi vairākas masveida izmiršanas krīzes, kad salīdzinoši īsā ģeoloģiskā periodā izzuda nozīmīga daļa pasaules sugu. Šādi notikumi ir:

  • Noņem dominējošās klādes, atverot ekoloģiskās nišas.
  • Veicina saglabājušos grupu ātru evolūcijas radiāciju.
  • Mainās sauszemes un jūras biotas sastāvs.

Kamēr "fonālais izmiršana" notiek pastāvīgi (galvenais izmiršanas rādītājs), masveida izmiršanas ievērojami pārsniedz parasto līmeni, atstājot globālas "rētas" fosiliju ierakstā. No "Pieciem lielajiem" notikumiem Permas–triāsa ir viskatastrofālākā, taču arī Triāsa–jūras pāreja izraisīja lielas faunas pārmaiņas. Abi rāda, kā Zemes vēsturi „satrauc“ nozīmīgas ekoloģiskas krīzes.

2. Permas–triāsa (P–Tr) izmiršana (~252 milj. g. atpakaļ)

2.1 Krīzes mērogs

Vēlā Permas periodā notikušais Permas–triāsa (P–Tr) masveida izmiršana, saukta arī par "Lielo nāvi", tiek uzskatīta par lielāko zināmo izmiršanas notikumu:

  • Jūrās: izzuda aptuveni 90–96 % jūras sugu, tostarp nozīmīgas bezmugurkaulnieku grupas kā trilobīti, ragveida (rugose) koraļļi un daudzi brahiopodi.
  • Zemē: izzuda aptuveni 70 % sauszemes mugurkaulnieku sugu; arī liela daļa augu pazuda.

Neviens cits izmiršanas gadījums nesasniedza šādu mērogu, būtiski iznīcinot Paleozoja ekosistēmas un atverot ceļu Mezozojam.

2.2 Iespējamie cēloņi

Iespējams, sakrita daudzi faktori, lai gan to precīzs ieguldījums joprojām ir diskutabls:

  1. Sibīrijas trapu vulkanisms: Milzīgi bazalta izliejumi Sibīrijā izdalīja lielu daudzumu CO2, SO2, halogēnu un aerozolu emisiju, izraisot globālu sasilšanu, okeānu skābēšanos un iespējamu ozona slāņa izzušanu.
  2. Metāna hidrāta atbrīvošana: Sasilstošie okeāni varēja destabilizēt metāna klatrātus, vēl vairāk pastiprinot siltumnīcefekta ietekmi.
  3. Okeānu anoksija: Ūdens stagnācija dziļumos, paaugstinātas temperatūras un cirkulācijas izmaiņas izraisīja plašu jūras anoksiju vai euksīniju (H2S parādīšanos).
  4. Trieciena?: Ir mazāk datu par lielu triecienu (atšķirībā, piemēram, no Kreidas–paleogēna gadījuma). Daži piedāvā mazākus bolīdu notikumus, taču vulkanisms un klimata pārmaiņas joprojām ir galvenie [1], [2].

2.3 Sekas: arhozauru uzplaukums un triasas atjaunošanās

Pēc izzušanas ekosistēmām bija jāatgūstas no ļoti zemas daudzveidības. Tradicionālās paleozoinās grupas (daži „mammal-like reptiliai“ sinapsīdi) tika stipri samazinātas, tāpēc arhozauri rāpuļi (no kuriem radās dinozauri, pterozauri, krokodili) ieņēma dominējošas pozīcijas triasā. Jūras vidē sāka parādīties jaunas grupas (piemēram, ichtiozauri), kā arī pārbūvēti rifi veidojoši organismi. Šis „jaunais starts“ skaidri redzams fosiliju straujajās izmaiņās, kas iezīmē pāreju no Paleozoja uz Mezozoju.

3. Triasa–jūras (T–J) izzušana (~201 milj. g.)

3.1 Apjoms un skartās grupas

Triasa–jūras robeža, lai gan ne tik dramatiska kā P–Tr notikums, tomēr bija nozīmīga: izzuda apmēram 40–45 % jūras dzimtu, kā arī daudzas sauszemes grupas. Okeānos ļoti samazinājās konodonti un daži lieli abinieki, kā arī cieta vairākas bezmugurkaulnieku grupas, piemēram, amonīti. Sauszemē dažādi arhozauri (fitosauri, aetozauri, rauisuhidi) smagi cieta, atverot vietu dinozauriem, kuri plauka jūras periodā [3], [4].

3.2 Iespējamie cēloņi

T–J izzušanas cēloņu versijas ietver:

  • CAMP (Central Atlantic Magmatic Province) vulkanisms: Plaša bazalta izplūde Pangejas plaisā, izdalot lielu siltumnīcefekta gāzu daudzumu un izraisot globālu sasilšanu, okeānu skābēšanos un citus klimata traucējumus.
  • Jūras līmeņa izmaiņas: Tektoniskās pārmaiņas varēja ietekmēt seklās jūras dzīvotnes.
  • Trieciena?: Mazāk skaidru datu par lielu asteroīdu T–J robežā, atšķirībā no K–Pg. Varbūt bija nelieli triecieni, bet vulkanisms un klimata traucējumi, šķiet, dominē.

3.3 Dinozauru uzplaukums

T–J izzušana būtiski ietekmēja daudzus triasu arhozaurus, bet dinozauri – kas palika mazākās formās – drīz vien izmantoja iespēju. Agrīnā jūra liecina par plašu pazīstamu dinozauru grupu izplatību (no sauropodiem līdz teropodiem), kuri nākamos 135+ miljonus gadu dominēja lielo sauszemes zālēdāju un plēsēju nišās, tā nostiprinot pilnīgu „Rāpuļu laikmetu“.

4. Masu izmiršanas mehānismi un ekoloģiskās sekas

4.1 Oglekļa cikla un klimata traucējumi

Masu izmiršanas bieži sakrīt ar pēkšņām klimata izmaiņām, piemēram, siltumnīcas efekta pastiprināšanos, okeānu anoksiju vai skābuma palielināšanos. Vulkāniskās CO2 emisijas vai metāns no klatrātiem vēl vairāk pastiprina sasilšanu, samazina izšķīdušā skābekļa daudzumu okeānos, kas ietekmē jūras bezmugurkaulniekus. Sauszemē rodas karstuma stress un ekosistēmu sabrukumi. Šādos radikālos apstākļos sugas, kas nespēj pielāgoties, pēkšņi izzūd, izraisot izmiršanas “lavīnu”.

4.2 Ekosistēmu sabrukums un atveseļošanās

Kad mirst galvenās (keystone) sugas, rifu kopienas vai svarīgi primārie producenti, veidojas pagaidu “katastrofālās faunas”, kurās dominē oportunisti vai izturīgi organismi. Desmitiem tūkstošu vai miljonu gadu laikā jaunas grupas izmanto brīvās nišas un strauji attīstās, tādējādi masu izmiršanas rada dubultu efektu: traģisku zaudējumu un vēlāk evolūcijas jauninājumu. Arhozauru dominēšana pēc P–Tr un dinozauru uzplaukums pēc T–J ir šī piemēri.

4.3 Domino efekts un barošanas tīkli

Masu izmiršanas uzsver barošanas tīklu savstarpējo atkarību: kad mirst svarīgākie producenti (piemēram, planktons), mirst augstāku līmeņu organismi, izplatoties izmiršanai. Sauszemē lielu zālēdāju zudums ietekmē plēsējus. Katrs izmiršanas gadījums rāda, kā ekosistēmas var sabrukt, ja galvenie faktori tiek pārsniegti.

5. Fosiliju raksta zīmes: kā atpazīt masu izmiršanas

5.1 Robežzonas un biostratigrāfija

Ģeologi nosaka masu izmiršanas notikumus pēc robežslāņiem iežos, kur liela daļa fosiliju sugu pēkšņi izzūd. P–Tr gadījumam raksturīga pasaules mēroga “robežmāls” ar raksturīgām oglekļa izotopu (δ13C) izmaiņām un pēkšņu fosiliju daudzveidības zudumu. T–J robežai līdzīgi ir ģeohīmiskas (oglekļa izotopu) izmaiņas un fosiliju atjaunošanās.

5.2 Ģeohīmiskie marķieri

Izotopu anomālijas (C, O, S), pēdu elementi (piemēram, irīdija pieaugums K–Pg slānī) vai nogulumu izmaiņas (melnie slāņi, kas norāda uz anoksiju) liecina par vides satricinājumiem. P–Tr robežā spēcīgas negatīvas δ13C vērtības norāda uz CO2/CH4 pieplūdumu atmosfērā; pie T–J robežas CAMP vulkāniskā darbība varēja atstāt bazalta slāņus un saistītās klimata pēdas.

5.3 Pastāvīgas diskusijas un precizētas hronoloģijas

Turpinātie paleontoloģiskie pētījumi detalizē katra notikuma laiku, ātrumu un selektivitāti. P–Tr gadījumā daži piedāvā vairākus impulsus, nevis vienu. T–J gadījumā tiek skaidrots, vai izmiršanas notika pakāpeniski vai pēkšņi pie robežas. Mūsu izpratne tiek papildināta ar jauniem atradumiem un uzlabotām datēšanas metodēm.

6. Evolūcijas mantojums: faunas pārmaiņas

6.1 No Permo–triaso līdz Triaso

P–Tr masveida izmiršana noslēdza paleozoja dominanci (piemēram, trilobīti, daudzi sinapsīdi, daži koraļi) un atvēra vietu:

  • Arhozauru uzplaukumam – parādījās dinozauri, pterozauri, “krokodilu” atzari.
  • Jūras rāpuļu izplatībai – ihtiozauri, notosaurs, vēlāk pleziozauri.
  • Jauniem rifu veidotājiem – skleraktīnie koraļi, jūras ērkšķi, jauna divspārņu dominēšana.

6.2 No Triaso–juros līdz “vidējam” Mezozojam

Triaso–juros notikumā lielie triasa krurotarsāni un citi arhozauri tika ietekmēti, bet dinozauri kļuva par dominējošajiem sauszemes dzīvniekiem, veidojot labi zināmo juras–kreidas dinozauru faunu. Jūras ekosistēmas arī pārveidojās: amonīti, mūsdienu koraļi un jaunas zivju līnijas plauka. Tas bija sagatavošanās dinozauru “zelta laikmetam” juras un kreidas periodos.

6.3 Nākotnes ieskati par izmiršanām

Šo seno katastrofu izpēte palīdz saprast, kā dzīvība reaģētu uz antropogēno klimata krīzi vai pašreizējiem traucējumiem. Zemes pagātne atklāj, ka masveida izmiršanas ir patiešām īpaši, bet reizēm atkārtojoši notikumi, pēc kuriem dzīvības ainava tiek pilnībā pārveidota. Tas uzsver gan noturību, gan ievainojamību.

7. Secinājums

Permo–triaso un Triaso–juros robežu izmiršanas pilnībā pārrakstīja dzīvības attīstību uz Zemes, iznīcinot veselas grupas un atverot ceļu jaunām grupām (īpaši dinozauriem). Lai gan P–Tr notikums bija vissmagākais, T–J izmiršana arī ir ļoti nozīmīga, jo izslēdza triasa konkurentus, atbrīvojot dinozauru dominanci pārējam Mezozojam. Katrs no tiem parāda, ka masveida izmiršanas, lai gan katastrofālas, darbojas kā evolūcijas lūzuma punkti, veicinot jaunas evolūcijas viļņus un veidojot Zemes biotu vēl desmitiem miljonu gadu.

Patlaban paleontologi un ģeologi pilnveido izpratni – kas izraisa šīs krīzes, kā ekosistēmas sabrūk un kā izdzīvojušie pielāgojas. Izpētot senču izmiršanas vēsturi, iegūstam vērtīgas zināšanas par dzīvības trauslumu un noturību, ģeoloģijas un bioloģijas mijiedarbību, kā arī nepārtrauktiem sabrukšanas un atjaunošanās cikliem, kas raksturo Zemes dinamisko vēsturi.

Nuorodos ir tolesnis skaitymas

  1. Erwin, D. H. (2006). Extinction: How Life on Earth Nearly Ended 250 Million Years Ago. Princeton University Press.
  2. Shen, S. Z., et al. (2011). “Beigās permas masveida izmiršanas kalibrēšana.” Science, 334, 1367–1372.
  3. Benton, M. J. (2003). When Life Nearly Died: The Greatest Mass Extinction of All Time. Thames & Hudson.
  4. Tanner, L. H., Lucas, S. G., & Chapman, M. G. (2004). “Vēlā triasa izmiršanas ieraksta un cēloņu izvērtēšana.” Earth-Science Reviews, 65, 103–139.
Atgriezties emuārā