Tokie įvykiai kaip Permo–triaso ir Triaso–juros ribos, kurie iš naujo suformavo gyvybės kryptį
1. Masinių išnykimų vaidmuo
Per 4,6 milijardo metų Žemės istorijoje gyvybė patyrė ne vieną masinio išnykimo krizę, kai per gana trumpą geologinį laikotarpį išnykdavo reikšminga dalis pasaulio rūšių. Tokie įvykiai:
- Pašalina dominuojančias klades, atverdami ekologines nišas.
- Skatina greitą išlikusių grupių evoliucinę radiaciją.
- Keičia sausumos ir jūrų biotos sudėtį.
Kol „fono išnykimas“ vyksta nuolatos (pagrindinis išnykimo rodiklis), masiniai išnykimai labai viršija įprastą lygį, palikdami globalius „randus“ fosilijų įraše. Iš „Penkių didžiųjų“ įvykių Permo–triaso yra pats katastrofiškiausias, tačiau Triaso–juros perėjimas taip pat sukėlė didelius faunos pokyčius. Abu rodo, kaip Žemės istoriją „sudrumsčia“ svarbios ekologinės suirutės.
2. Permo–triaso (P–Tr) išnykimas (~252 mln. m.)
2.1 Krizės mąstas
Vėlyvuoju Permo periodu vykęs Permo–triaso (P–Tr) masinis išnykimas, dar vadinamas „Didžiuoju mirimu“, laikomas didžiausiu žinomu išnykimo įvykiu:
- Jūrose: ~90–96 % jūrų rūšių išnyko, tarp jų reikšmingos bestuburių grupės kaip trilobitai, rageliniai (rugose) koralai ir daugelis brachiopodų.
- Sausumoje: ~70 % sausumos stuburinių rūšių išnyko; taip pat didžiulė dalis augalų pradingo.
Jokie kiti išnykimai neprilygo šio mastui, iš esmės panaikindami Paleozojaus ekosistemas ir atverdami kelią Mezozojui.
2.2 Galimos priežastys
Veikiausiai sutapo daugybė veiksnių, nors tikslus jų indėlis vis dar ginčijamas:
- Sibiro trapų vulkanizmas: Milžiniški bazaltų išsiliejimai Sibire išskyrė gausias CO2, SO2, halogenų ir aerozolių emisijas, sukeldami globalų atšilimą, vandenynų rūgštėjimą ir galbūt ozono sluoksnio nykimą.
- Metano hidrato išlaisvinimas: Šylantys vandenynai galėjo destabilizuoti metano klatratus, dar labiau stiprindami šiltnamio efektą.
- Vandenynų anoksija: Vandens stagnacija gelmėse, suaukštėjusios temperatūros bei cirkuliacijos pokyčiai lėmė plačią jūrų anoksiją ar euksiniją (H2S atsiradimą).
- Smūgis?: Turima mažiau duomenų apie didelį smūgį (priešingai nei, pvz., Kreidos–paleogeno atveju). Kai kas siūlo mažesnius bolidų įvykius, tačiau vulkanizmas ir klimato pokyčiai tebelieka svarbiausiais [1], [2].
2.3 Pasekmės: archozaurų iškilimas ir triaso atsinaujinimas
Po išnykimo ekosistemos turėjo atsigauti nuo labai mažos įvairovės. Tradicinės paleozoinės grupės (kai kurie „mammal-like reptiliai“ sinapsidai) buvo stipriai apgenėtos, tad archozaurai ropliai (iš kurių kilo dinozaurai, pterozaurai, krokodilai) užėmė dominuojančias padėtis triaso laikais. Jūrų aplinkoje ėmė rastis naujų grupių (pvz., ichtiozaurai), taip pat perstatyti rifus kuriantys organizmai. Šis „naujas startas“ aiškiai matomas staigiuose fosilijų pokyčiuose, žyminčiuose perėjimą nuo Paleozojaus į Mezozojų.
3. Triaso–juros (T–J) išnykimas (~201 mln. m.)
3.1 Mastas ir paliestos grupės
Triaso–juros riba, nors ne tokia baisi kaip P–Tr įvykis, vis dėlto buvo reikšminga: išnyko apie 40–45 % jūrų genčių, taip pat daugybė sausumos grupių. Vandenynuose labai sumenko konodontai bei tam tikri stambūs varliagyviai, be to, kentėjo ir keletas bestuburių grupių, pvz. amonitai. Sausumoje įvairūs archozaurai (fitosaurai, aetosaurai, rauisuchidai) stipriai nukentėjo, atverdami erdvę dinozaurams, kurie klestėjo juros periodu [3], [4].
3.2 Galimos priežastys
T–J priežastingumo versijos apima:
- CAMP (Central Atlantic Magmatic Province) vulkanizmas: Platus bazaltų išsiliejimas Pangeai skilinėjant, išleidęs didelius šiltnamio dujų kiekius ir sukėlęs globalų atšilimą, vandenynų rūgštėjimą bei kitus klimato sutrikimus.
- Jūros lygio kitimai: Tektoniniai pokyčiai galėjo veikti seklių jūrų buveines.
- Smūgis?: Mažiau aiškių duomenų apie stambų asteroidą T–J riboje, kitaip nei K–Pg. Galbūt nedideli smūgiai buvo, bet vulkanizmas ir klimatiniai trikdžiai, atrodo, vyrauja.
3.3 Dinozaurų iškilimas
T–J išnykimas smarkiai paveikė daug triasonių archozaurų, o dinozaurai – išlikę mažesnėmis formomis – netrukus pasinaudojo proga. Ankstyvoji Jura liudija didžiulį pažįstamų dinozaurų grupių išplitimą (nuo sauropodų iki teropodų), kurie per kitus 135+ mln. metų dominavo stambių sausumos augalėdžių ir plėšrūnų nišose, taip tvirtindami pilną „Roplių amžių“.
4. Masinių išnykimų mechanizmai ir ekologinės pasekmės
4.1 Anglies ciklo ir klimato sutrikimai
Masiniai išnykimai dažnai sutampa su staigiais klimato pokyčiais, pavyzdžiui, šiltnamio suintensyvėjimu, vandenynų anoksija ar rūgštėjimu. Vulkaninės CO2 emisijos ar metanas iš klatratų dar labiau didina atšilimą, mažina ištirpusio deguonies kiekį vandenynuose, o tai kerta jūrų bestuburiams. Sausumoje kyla karščio stresas ir ekosistemų žlugimai. Tokiomis radikaliomis sąlygomis rūšys, kurios nebegali prisitaikyti, staiga pasitraukia, sukeldamos išnykimų „laviną“.
4.2 Ekosistemų žlugimas ir atsigavimas
Kai žūva pagrindinės (keystone) rūšys, rifų bendruomenės ar svarbūs pirminiai producentai, susiformuoja laikinos „katastrofinės faunos“, kuriose įsigali oportunistai ar atsparūs organizmai. Per dešimtis tūkstančių ar milijonus metų naujos grupės išnaudoja laisvas nišas ir stipriai išsiskleidžia, tad masiniai išnykimai turi dvigubą efektą: tragišką praradimą ir paskesnę evoliucinę naujovę. Archozaurų dominavimas po P–Tr ir dinozaurų šuolis po T–J yra to pavyzdžiai.
4.3 Domino efektas ir mitybos tinklai
Masiniai išnykimai pabrėžia mitybos tinklų tarpusavio priklausomybę: žuvus svarbiausiems producentams (pvz., planktonui) žūva aukštesnių pakopų organizmai, išplisdamas išnykimas. Sausumoje stambių augalėdžių netektis veikia plėšrūnus. Kiekvienas išnykimas rodo, kaip ekosistemos gali sugriūti, jei pagrindiniai veiksniai peržengiami.
5. Fosilijų rašto ženklai: kaip atpažįstame masinius išnykimus
5.1 Ribinės zonos ir biostratigrafija
Geologai nustato masinio išnykimo įvykius pagal ribinius sluoksnius uolienose, kur didelė dalis fosilijų rūšių staiga išnyksta. P–Tr atvejui būdingas pasaulinis „ribinis molis“ su būdingu anglies izotopų (δ13C) pokyčiu ir staigia fosilijų įvairovės netektimi. T–J riba panašiai turi geocheminius (anglies izotopų) pasikeitimus bei fosilijų atnaujinimą.
5.2 Geocheminiai žymenys
Izotopų anomalijos (C, O, S), pėdsakiniai elementai (pvz., iridžio padidėjimas K–Pg sluoksnyje) ar nuosėdiniai pokyčiai (juodosios skalos, rodančios anoksiją) rodo aplinkos sukrėtimus. P–Tr riboje stiprios neigiamos δ13C rodo CO2/CH4 antplūdį į atmosferą; ties T–J riba CAMP vulkanizmas galėjo palikti bazaltų sluoksnius ir susijusius klimato pėdsakus.
5.3 Nuolatinės diskusijos ir patikslinamos chronologijos
Tęstiniai paleontologiniai tyrimai detalina kiekvieno įvykio laiką, greitį ir selektyvumą. Dėl P–Tr kai kurie siūlo kelis pulsus, o ne vieną. Dėl T–J aiškinamasi, ar išnykimai vyko palaipsniui, ar staiga ties riba. Mūsų supratimas pildomas naujais radiniais ir tobulesniais datavimo metodais.
6. Evoliucinis palikimas: faunos virsmai
6.1 Nuo Permo–triaso iki Triaso
P–Tr masinis išnykimas užbaigė paleozoinį dominavimą (pvz., trilobitų, daugybės sinapsidų, tam tikrų koralų) ir suteikė erdvę:
- Archozaurų iškilimui – atsiradę dinozaurai, pterozaurai, „krokodilinės“ šakos.
- Jūrinių roplių išsiplėtimui – ichtiozaurai, notozaurai, vėliau pleziozaurai.
- Naujiems rifų kūrėjams – skleraktiniai koralai, ežiai, nauji dvigeldžių dominavimai.
6.2 Nuo Triaso–juros iki „vidurinio“ Mezozojaus
Triaso–juros įvykyje dideli triaso krurotarsanai ir kiti archozaurai buvo paveikti, o dinozaurai tapo dominuojančiais sausumos gyvūnais, lemiančiais gerai žinomą juros–kreidos dinozaurų fauną. Jūrų ekosistemos irgi persitvarkė: amonitai, dabartiniai koralai ir naujos žuvų linijos klestėjo. Tai pasirengimas dinozaurų „aukso amžiui“ juros ir kreidos epochose.
6.3 Ateities įžvalgos apie išnykimus
Tyrimas šių senųjų katastrofų padeda suprasti, kaip gyvybė atsakytų į antropogeninę klimato krizę ar dabartinius trikdžius. Žemės praeitis atskleidžia, kad masiniai išnykimai – išties ypatingi, bet kartais pasikartojantys reiškiniai, po kurių lieka visiškai pertvarkytas gyvybės peizažas. Tai pabrėžia kartu ir atsparumą, ir pažeidžiamumą.
7. Išvada
Permo–triaso ir Triaso–juros ribų išnykimai iš pagrindų perkrovė gyvybės raidą Žemėje, išnaikindami ištisas grupes ir suteikdami laisvę naujiems klodams (ypač dinozaurams). Nors P–Tr įvykis buvo pats baisiausias, T–J išnykimas taip pat labai svarbus, nes pašalino triaso konkurentus, išlaisvindamas dinozaurų dominavimą likusiam Mezozojui. Kiekvienas parodo, kad masiniai išnykimai, nors katastrofiški, veikia kaip lūžio taškai evoliucijos istorijoje, skatinantys naujas evoliucines bangas bei formuojantys Žemės biotą dar dešimtims milijonų metų.
Net dabar paleontologai ir geologai tobulina supratimą – kas sukelia šias krizes, kaip ekosistemos sugriūva ir kaip išlikusieji prisitaiko. Aiškindamiesi senovinių išnykimų istorijas, gauname vertingų žinių apie gyvybės trapumą ir atsparumą, geologijos ir biologijos sąveiką bei nenutrūkstamus žlugimo ir atsinaujinimo ciklus, kurie apibrėžia dinamišką Žemės istoriją.
Nuorodos ir tolesnis skaitymas
- Erwin, D. H. (2006). Extinction: How Life on Earth Nearly Ended 250 Million Years Ago. Princeton University Press.
- Shen, S. Z., et al. (2011). “Calibrating the End-Permian Mass Extinction.” Science, 334, 1367–1372.
- Benton, M. J. (2003). When Life Nearly Died: The Greatest Mass Extinction of All Time. Thames & Hudson.
- Tanner, L. H., Lucas, S. G., & Chapman, M. G. (2004). “Assessing the record and causes of Late Triassic extinctions.” Earth-Science Reviews, 65, 103–139.