Maa ajaloo suurimale massilisele väljasuremisele umbes 251 miljonit aastat tagasi eelnes väljasuremise kõrgem määr enne põhisündmust ja sellele järgnes miljonite aastate pikkune viivitatud taastumine. Washingtoni kahe ülikooli teadlase tehtud uued uuringud viitavad sellele, et atmosfääri hapnikusisalduse järsk langus oli tõenäoliselt suurenenud väljasuremismäära ja väga aeglase taastumise peamine põhjus.
Maa maa oli toona endiselt Pangea-nimelises superkontinendis ja enamik merepinnast kõrgemat maad muutus elamiskõlbmatuks, kuna madal hapniku hulk muutis enamiku organismide hingamise liiga raskeks, ütles UW-i bioloogiaprofessor Raymond Huey.
Veelgi enam, paljudel juhtudel katkestati sama liigi läheduses olevad populatsioonid üksteisest, kuna isegi madala kõrguse läbimisel polnud hapnikku piisavalt, et loomad saaksid ühest orust teise ületada. See rahvastiku killustatus tõstis tõenäoliselt väljasuremismäära ja aeglustas taastumist pärast massilist väljasuremist, ütles Huey.
"Bioloogid on varem mõelnud madala hapnikusisalduse füsioloogilistest tagajärgedest Permi hilisperioodil, kuid mitte nende biogeograafiliste mõjude kohta," ütles ta.
Atmosfääri hapnikusisaldus, täna umbes 21 protsenti, oli Permi varasel perioodil väga rikas 30 protsenti. Yale'i ülikooli Robert Berneri varasem süsinikutsükli modelleerimine on aga välja arvutanud, et atmosfääri hapnik hakkas varsti pärast seda langema, ulatudes Permi lõpus umbes 16 protsendini ja põhjast alla 10 miljoni aasta jooksul Triasia perioodil vähem kui 12 protsenti.
"Hapnik langes kõige kõrgemal tasemel kõigi aegade madalaimale tasemele vaid 20 miljoni aasta jooksul, mis on üsna kiire, ja loomadel, kes kunagi suutsid üpris kergesti ületada mäekuru, oli nende liikumine järsku piiratud," ütles Huey.
Ta arvutas, et kui hapniku tase jõudis 16 protsendini, oleks merepinnal hingamine olnud justkui püüdnud hingata täna 9200-jalase mäe tippkohtumisel. Varase triaasia perioodil oleks merepinna hapnikusisaldus alla 12 protsendi olnud sama, mis praegu õhu käes 17 400 jala kõrgusel, mis on kõrgem kui ükski püsiv inimelu. See tähendab, et isegi merepinnal olevad loomad oleksid saanud hapniku.
Huey ja UW paleontoloog Peter Ward on tööd kirjeldava paberi autorid, mis avaldati ajakirja Science 15. aprilli väljaandes. Tööd toetati Riikliku Teadusfondi ning Riikliku Lennundus- ja Kosmoseagentuuri Astrobioloogia Instituudi toetuste kaudu.
Teadlased ütlesid, et atmosfääri hapnikusisaldus ei langenud mitte ainult Permi lõpus, vaid ka süsinikdioksiidi tase tõusis, põhjustades globaalset kliimasoojenemist.
"Hapniku langus ja soojenenud temperatuur oleks Permi hilisloomadele olnud topelt stressi tekitav," ütles Huey. „Kliima soojenedes tõusevad kehatemperatuurid ja ainevahetuse kiirus. See tähendab, et hapnikuvajadus suureneb, nii et loomad seisaksid silmitsi suurenenud hapnikuvajaduse ja väiksema pakkumisega. See oleks nagu sunniks sportlasi rohkem treenima, kuid annaks neile vähem toitu. Nad oleksid hädas. ”
Ward oli selle aasta alguses ajakirjas Science ilmunud artikli juhtiv autor, esitades tõendusmaterjali selle kohta, et maismaaselgroogsete väljasuremise määr oli kogu hilis-Permi piirkonnas tõenäoliselt tõusnud, tõenäoliselt kliimamuutuste tõttu, ning kulmineerus massilise väljasuremisega Permi lõpul. Sündmus, mida sageli nimetatakse suureks suremiseks, oli Maa ajaloo suurim massiline väljasuremine, tappes 90 protsenti kogu mereelust ja peaaegu kolmveerand maismaataimedest ja loomadest.
Ward ütles, et paleontoloogid on juba varem arvanud, et Pangea pole mitte ainult mandriosa, vaid ka „ülikiirtee”, mille liikidel oleks ühest kohast teise liikumisel olnud vähe liiklusummikuid.
Kuid näib, et oluliselt vähendatud hapniku tase lõi tegelikult läbimatud tõkked, mis mõjutasid loomade liikumis- ja ellujäämisvõimet, ütles ta.
"Kui see on tõsi, siis arvan, et peame tagasi vaatama hapniku ja selle rolli evolutsioonis ning selle, kuidas erinevad liigid arenesid," sõnas Ward. “Võite paar nädalat ilma toiduta minna. Võite paar päeva veeta minna. Kui kaua võib hapnikuta minna, paar minutit? Pole midagi, millel oleks suurem evolutsiooniline mõju kui hapnikul. ”
Algne allikas: UW pressiteade
