30 ноември 2022
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Първото известно масово измиране на Земята е лишило живота от кислород

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 10 ноември 2022 в 00:01 184480
Изображение на Земята от Аполо 17. Кредит: NASA

Преди 650 милиона години Земята е била напълно или почти напълно замръзнала според хипотезата за "Земята - снежна топка". С промяната на атмосферата и затоплянето на Земята се поставя началото на Едиакарския период, когато за първи път се разпостранява многоклетъчният живот. Той предшества един по-известен период, когато се появява, разнообразява и процъфтява по-сложен живот в т. нар. "Камбрийски взрив".

Животът по време на едиакарския период се сблъсква с масово измиране и това е първото измиране на Земята.

Какво се случва?

Едиакарските фосили са доста редки, тъй като черупките и скелетите се появяват едва през камбрийския период. Но на някои места се срещат повече на брой и видове вкаменелости от меките същества от едиакарския живот. Едно от тези места е едноименният регион на периода - хълмовете Едиакара в Южна Австралия.

През едиакарския период животът се усложнява и става многоклетъчен. По-голямата част от едиакарската биота е била закрепена на място, подобно на мидите. Мобилността още не е изобретена. Животът е бил с тръбовидна или с радиално симетрична  форма и е бил закотвен на дъното на океана. Други форми на живот по онова време приличат на сегментирани червеи и неподвижни торби. Според някои изследвания едиакарските форми на живот вероятно са абсорбирали хранителни вещества от морето през кожата си.

Земята е била много по-различна по време на едиакарския период. Свръхконтинентът Панотия е предшествал по-известния суперконтинент Гондвана, а Панотия се е образувала и разпаднала през този период. Океаните също станали по-наситени с кислород, а също и на по-голяма дълбочина. Окисляването е създало повече местообитания за кислородолюбиви форми на живот. Животът процъфтява, става по-сложен и се разпространява по цялото земно кълбо по време на Едиакария.

Концепция на художник на живота през едиакарския период. Животът е ставал все по-сложен и се е разпространявал по цялото земно кълбо. Тогава нещо се случило. Кредит: Ryan Somma - Life in the Ediacaran SeaUploaded by FunkMonk, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=24277381

Но се случило нещо, което предизвикало масово измиране и почти цялата уникална едиакаранска биота изчезнала. Камбрийският период последва едиакария и камбрийската флора и фауна почти напълно замениха едиакарската. Повечето съществуващи планове на тялото на сега живеещите животни водят началото си от камбрия, а не от едиакария. Сякаш еволюцията е имала чиста дъска, за да опита отново след едиакарското измиране.

Авторите на нова статия твърдят, че намалената наличност на кислород е довела до края на едиакаранското измиране. Водещ автор е Скот Евънс (Scott Evans), постдокторант в катедрата по геонауки във Вирджинския политехнически институт. Евънс е автор и съавтор на множество статии, разглеждащи едиакарския период.

Някои изследвания предполагат, че самият живот е причинил изчезването в края на едиакария. Тази линия на мислене гласи, че с развитието на новите форми на живот те са се държали по различен начин. Това поведение е довело до фундаментална промяна в екосистемата, като явление, наречено "екосистемно инженерство".

Поддръжниците на тази идея смятат, че мобилните форми на живот са се появили, когато е настъпил Камбрийският взрив. Те са се хранили с неподвижните едиакарски същества и са ги унищожили. В статия от 2015 г. се казва, че "... това изследване предоставя първите количествени палеоекологични доказателства, които предполагат, че еволюционните иновации, екосистемното инженерство и биологичните взаимодействия в крайна сметка може да са причинили първото масово измиране на сложния живот".

Концепция на художник за формите на живот, съществували през камбрийската ера - време на бърза промяна за сухоземните видове. Кредит: Smithsonian Natural Museum of History

Но Еванс и колегите му не са съгласни с това. Те твърдят, че рязкото намаляване на нивата на кислород е причинило изчезването на около 80% от едиакарския живот.

"Това включва загубата на много различни видове животни. Въпреки това, тези, чиито структури на организма и поведение показват, че разчитат на значителни количества кислород, изглежда са били засегнати особено силно", посочва Еванс. "Това подсказва, че събитието е било контролирано от околната среда, както и всички други масови измирания в геоложката история."

Учените разделят едиакаранската биота на три отделни фосилни групи: Авалон (около 575-560 млн. г.), Бяло море (около 560-550 млн. г.) и Нама (около 550-539 млн. г.). Около 80 % от таксоните в съобществото в Бяло море отсъстват в съобществото в Нама. Екологичните разлики между Бяло море и Нама са минимални, което означава, че е малко вероятно формите на живот да са били изтласкани и заменени от други форми на живот, което се нарича биотична подмяна.

Групите от форми на живот, изчезнали по време на измирането, са имали разнообразна морфология и поведение. Това показва, че се е променила някаква основна характеристика на околната среда, нещо толкова елементарно, че почти нищо не е могло да се адаптира. Но оцелелите същества са имали обща черта: високо съотношение между повърхността и обема.

"Преференциалното оцеляване на таксони с високо съотношение между повърхността и обема може да подскаже, че това е било свързано с намалената наличност на кислород в глобалния океан", се казва в статията. "По този начин нашите данни потвърждават връзката между изменението в едиакарската биота и промените в околната среда, подобно на други големи масови измирания в геоложкия запис."

Запознайте се с Pteridinium simplex, една от формите на живот, изчезнали в края на Едиакария. Няма научен консенсус за това какво точно е представлявала, но е описвана като "торба, пълна с кал". Не са известни потомци на Pteridinium. Кредит: От Ghedoghedo - Собствена работа, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=63769265

С едиакария са свързани две измирания, които са разделени от около 10 милиона години. Първата рязка загуба на разнообразието е настъпила по време на беломорските и наманските съобщества. Второто се случва на границата между едиакария и камбрия.

В научните задочни дискусии относно едиакаранското измиране някои изследователи изтъкват потенциалната грешка при вземането на проби във фосилните записи. Като част от изследването си екипът проучва всяко потенциално отклонение на извадката, което може да съществува. За тази цел те изследват палеосредата и начините на запазване на вкаменелостите от трите едиакарски групи.

Изследователите стигат до заключението, че "... промените в разнообразието не могат да бъдат приписани на отклонения при вземането на проби...".

Тази фигура от изследването показва палеогеографското разпределение на фосилните находища (А) в рамките на трите асоциации на едиакарската биота въз основа на континенталните конфигурации на Merdith et al. и кръгови диаграми с разпределението на палеосредата (B) и начините на съхранение (C), взети за всяка асоциация. "n" се отнася до броя на формациите/факторите, от които са взети проби във всеки времеви интервал. Кредит: Evans et al. 2022 г.

Ако намаляването на нивата на кислород е обрекло на гибел едиакарския живот, следващият очевиден въпрос е защо нивата на кислород са спаднали?

Тази статия не дава отговор, но авторите споделят някои мисли.

"Крайните причини за масовите измирания включват основни фактори, като например удари на болиди, изригване на големи магмени провинции и/или тектонични промени, които предизвикват големи промени в окислително-редукционното състояние, температурата и/или океанското рН, водещи до намаляване на разнообразието. Въпреки че нашите данни не предоставят пряка информация за крайния двигател на това събитие, широкият спектър от палеоекологии, засегнати през измирането на Бяло море-Нама, съответства на прогнозираните ефекти от катастрофално смущение на околната среда."

Нещо на Земята се е променило и това е било ужасно за живота. Животът оцелява, разнообразява се и процъфтява отново през камбрийския период, последвал едиакария, в това, което учените понякога наричат камбрийска експлозия. Всички съвременни животински видове са били представени за първи път по време на камбрийската експлозия. Но особените форми на живот от едиакария са изчезнали и сега животът не прилича на този от едиакария, с много малки изключения.

"По същество това измиране може би е помогнало да се проправи пътят за еволюцията на животните, каквито ги познаваме."

"Краткият отговор на въпроса как се е случило това е, че всъщност не знаем", коментира Евънс. "Може да е било всякакъв брой и комбинация от вулканични изригвания, движение на тектонични плочи, удар на астероид и т.н., но виждаме, че изчезналите животни изглежда реагират на намалената глобална наличност на кислород", коментира Скот Евънс.

Има ли поука за човечеството във всичко това?

"Промените в околната среда, като например глобалното затопляне и събитията, свързани с деоксигенацията, могат да доведат до масово измиране на животни и до дълбоки смущения и реорганизация на екосистемата", заявява Шухай Сяо (Shuhai Xiao), съавтор, също свързан с Вирджинския политехнически институт. "Това е демонстрирано многократно при изучаването на историята на Земята, включително тази работа върху първото измиране, документирано във фосилните записи. По този начин това изследване ни информира за дългосрочното въздействие на настоящите промени в околната среда върху биосферата."

Със затоплянето на Земята се затоплят и океаните. А по-топлите океани задържат по-малко кислород. Прекомерното изтичане на хранителни вещества от селското стопанство също играе роля. Тъй като микробите разграждат отпадните вещества, те консумират повече кислород. Тъй като ние сме отговорни за затоплянето и оттичането, ние сме инженери на екосистемите. Но инженерингът е случаен.

"Нашето изследване показва, че както при всички други масови измирания в миналото на Земята, това ново, първо масово измиране на животни е причинено от големи климатични промени - още една от дългия списък с поучителни истории, показващи опасностите от настоящата климатична криза за животинския свят", смята Еванс.

Измиранията са изиграли всеобхватна роля в развитието на живота на Земята. Вкаменелостите от едиакария представляват еволюционни проекти, които не са се запазили след Едиакарското измиране.

"Тези организми се срещат толкова рано в еволюционната история на животните, че в много случаи изглежда, че те експериментират с различни начини за изграждане на големи, понякога подвижни, многоклетъчни тела", посочва Еванс. "Има много начини да се пресъздаде как изглеждат, но изводът е, че преди това измиране вкаменелостите, които откриваме, често не се вписват добре в начините, по които класифицираме животните днес. По същество това измиране може да е помогнало да се проправи път за еволюцията на животните, каквито ги познаваме."

Животът през едиакарския период е бил до голяма степен неподвижен, така че е имало малко хищници. Понякога едиакарският период се нарича "Едиакарската градина" по тази причина. Без измирането през едиакарския период Камбрийската експлозия може би никога нямаше да се случи. Няма как да знаем със сигурност, но може би нямаше да има нито динозаври, нито бозайници, нито Хомо сапиенс. Може би Земята е щяла да остане в постоянно едиакарско състояние, с почти никакви хищници или подвижни животни, макар че това не изглежда вероятно.

Учените говорят за "Големите пет" измирания в историята на Земята: Ордовик-силурското измиране (преди 440 млн. години), Късното девонско измиране (преди 370 млн. години), Пермско-триаското измиране (преди 250 млн. години), Триаско-юрския период (преди 200 млн. години) и кредно-палеогенското измиране (преди 65 млн. години).

"Масовите измирания са добре познати като важни стъпки в еволюционната траектория на живота на тази планета", пишат авторите в своето изследване. Сега можем да добавим още едно към списъка и то може би е било най-решаващо за формирането на живота на Земята.

Справка: Environmental drivers of the first major animal extinction across the Ediacaran White Sea-Nama transition, Scott Evans, Shuhai Xiao et al., PNAS, DOI: 10.1073/pnas.2207475119 

Източник: Earth’s First Known Mass Extinction Event Starved Life of Oxygen, Universe Today


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.