TEMA BROJA
Dr Ana Paunović
Evolucija, drvo sa mnogo grana / Masovna izumiranja
Nastanak prostora za nove vrste?
Živi svet na Zemlji je nastao pre oko 3,5 milijardi godina i značajno se razlikovao od današnjeg, i u broju i u složenosti organizama.Izumiranje vrsta je prirodna pojava koja omogućava da se postigne prirodna ravnoteža. Biljne i životinjske vrste evoluiraju, preživljavaju one koje se adaptiraju. Ovakve ekološke krize predstavljaju prelaze između pojedinih geoloških perioda.Masovno izumiranje je naziv za veoma brzo smanjenje broja živih vrsta u relativno kratkom vremenskom razdoblju. Preko 97% svih vrsta koje su ikad živele na našoj planeti je danas izumrlo. Izumiranja se javljaju u nejednakim intervalima. Prema evidenciji fosila, stopa izumiranja na Zemlji je oko dve do pet taksonomskih porodica morskih beskičmenjaka i kičmenjaka, svakih milion godina. Morski fosili se većinom koriste da bi se izmerila stopa izumiranja, jer su svestraniji i pokrivaju veći vremenski razmak od fosila kopnenih organizama.
Vreme trajanja masovnih izumiranja je relativno. Ono može trajati hiljadama i desetinama hiljada godina. Ovaj vremenski interval zavisi od prirodnih faktora koji su uticali na izumiranje ekosistema: promene temperature vazduha, menjanje nivoa mora, vulkanska aktivnost, promena količine kiseonika u morima ili sudar sa nekim nebeskim telom. Svaki od ovih događaja imao je različit vremenski tok, pa često manja izumiranja koja su se protezala milionima godinama možemo smatrati kao jedan događaj.
Veliku ulogu u tumačenju i analiziranju ovakvih kataklizmičkih događaja igra pozadinska stopa izumiranja. Ona predstavlja broj izumrlih vrsta u vremenu, bez dodatnih uticaja iz prirodne sredine. Magnituda izumiranja predstavlja procenat vrsta koji su izumrle u odnosu na ukupan broj živog sveta. Uzevši ovo u obzir, možemo zaključiti da masovno izumiranje predstavlja povećana stopa izumiranja živog sveta u odnosu na pozadinsku stopu izumiranja. Da bi se događaj kvalifikovao kao masovno izumiranje, potrebno je da nestanak živog sveta bude veći od 75% u kraćem intervalu vremena, obično manje od dva miliona godina. Od početka života na Zemlji bilo je nekoliko masovnih izumiranja koja su prekoračila normu stope izumiranja.
Procene o broju masovnih izumiranja u poslednjih 540 miliona godina sežu od pet do više od dvadeset, u zavisnosti od toga koji se kriterijumi uzimaju kad se izumiranje nazove „masovnim”. Klasičnih „velikih pet” masovnih izumiranja koje su 1982. utvrdili Džek Sepkoski i Dejvid Raup, naučnici generalno prihvataju kao najznačajnije: kraj ordovicijuma, kasni devon, kraj perma, kraj trijasa i kraj krede.U tih poslednjih 540 miliona godina izumrlo oko 50% životinjskih vrsta, a najveće izumiranje u istoriji dogodilo se pre 251 miliona godina kada je, prema procenama izvedenim iz fosilnih dokaza, oko 96% tadašnjeg života u moru izgubljeno, dok je na kopnu više od tri četvrtine svih živih bića izumrlo, te se smatra da uzrok izumiranja verovatno nije bio vezan isključivo za događaj na kopnu. Moguće je da je bilo i nekoliko izumiranja u arheju, ali pre fanerozoika nije bilo životinja sa čvrstim delovima tela koje bi ostavili fosilne tragove.
Zahlađenje i okeani sa malo kiseonika
Prvo masovno izumiranje počelo je u paleozoiku, pri prelazu kambrijuma u ordovicijum. Ordovicijum je trajao od pre oko 485 miliona do pre oko 445 milona godina. Period koji je trajao oko 40 miliona godina može se podeliti na gornji, srednji i donji, a u ovom periodu svetsko kopno činilo je južni superkontinent Gondvanu. Preko severne polulopte pružao se okean Pantalas. Na kopnu se javljaju prve biljke, dok u okeanima dominiraju beskičmenjaci i primitivne ribe. Postojala su najmanje dva talasa izumiranja sa intervalom od oko milion godina. Najveća svetska transgresija (nadiranje) mora desilo se na početku ordovicijuma. Pri kraju ordovicijuma došlo je do naglog povećavanja i smanjivanja kopnenog leda što je uticalo na promene u ekosistemu. Veruje se da je do tog istrebljenja dovelo kratko, ali veoma snažno ledeno doba. U prvoj fazi je povećanje kopnenog leda bila posledica zahlađenja, dok je nivo Svetskog mora opao za 50-100 m. Drugu fazu je pratilo globalno otopljenje, pa su organizmi koji su uspeli da prežive i adaptiraju se na hladnije uslove počeli da izumiru kada je temperatura vazduha počela da raste. Nestalo je oko 22% porodica živog sveta. Najviše su bile pogođene životinjske vrste jer se smatra da je nestalo oko 50% porodica. Morski organizmi poput sunđera i algi su najviše stradali, kao i školjke, primitivni glavonošci i ribe bez vilica, zvane ostrakoderm.
Drugo, devonsko izumiranje, desilo se pre 360-375 miliona godina. Pri prelazu devona u karbon dogodio se produžen niz izumiranja koji je istrebio oko 70% svih živih vrsta. To nije bio iznenadan događaj jer je trajao oko 20 miliona godina. Postoje i dokazi za seriju izumiranja unutar tog razdoblja - 19% svih porodica i 50% svih rodova je izumrlo. Između ostalog, tada su nestali svi fosili riba bez vilica. Po nekima naučnicima, bilo je čak sedam različitih izumiranja u tom razdoblju. Dva najverovatnija uzroka za izumiranje su bila globalno zahlađenje i gubljenje kiseonika u okeanima. Na izumiranje morskih vrsti delovao je ovaj drugi uzrok, čak i u plićim sredinama jer je evidentirano masovno izumiranje planktona. Pojačana glacijacija je jedna od teorija razloga izumiranja vrsta na kopnu ali nisu pronađeni dokazi za nju. Jedna od alternativnih teorija je udar nekog nebeskog tela. U ovom izumiranju najviše su stradali organizmi u ekvatorijalnom području. Fauna u nižim geografskim širinama je potisnuta ka ekvatoru. Interesantno je da su plitkomorski organizmi pretrpeli veće gubitke, ribe su ozbiljne gubitke imale samo u morima. Rani vodozemci su gotovo potpuno nestali. Verovatno najpoznatija žrtva „Kasnodevonskog izumiranja“ bili su trilobiti, zglavkari koji su živeli na okeanskom dnu.
Pre 251 miliona godina, pri prelazu perma u trijas, dogodilo se treće, najveće izumiranje u istoriji Zemlje, koje je odnelo oko 53% svih morskih porodica, 84% morskih rodova, 96% svih morskih vrsta te, prema proceni, 70% svih kopnenih vrsta uključujući biljke, kičmenjake i, u jedinom zabeleženom slučaju u istoriji Zemlje do sada, izumiranje insekata. Nestale su i poslednje preživele vrste trilobita, kao i neke vrste ajkula i riba. Teorije o uzroku tog najvećeg izumiranja su različite - od pada meteora, vulkanskih erupcija do globalnog zagrevanja. Veliko izumiranje je imalo ogromno evolucijsko značenje: na kopnu je završilo dominaciju Sinapsida i stvorilo mogućnost za arhosaure, a potom i dinosauruse koji su postali dominantni kičmenjaci; u morima je postotak životinja koje se ne mogu kretati smanjen sa 67% na 50%. Ceo kasniji perm je bio težak i nemilosrdan barem za morski život - čak i pre izumiranja, nivo izumiranja je bio dovoljno velik da bi se uključio u Velikih pet.Neki naučnici veruju da je trajala milionima godina, dok drugi smatraju da je trajala samo 200.000 godina.
Četrvrto masovno izumiranje desilo se pre 205-199 miliona godina. Pri prelazu trijasa u juru, oko 20% svih morskih vrsta, 48% svih rodova, ali i mnogi arhosauri i većina terapsida su izumrli, a poslednji od velikih vodozemaca su eliminisani. Barem polovina poznatih vrsta koje su tada živele na Zemlji je izumrlo, ali dinosaurusi su uspeli da prežive i da postanu dominatna vrsta u juri. Prema jednoj teoriji, okidač su bile masivne erupcije lave usled razbijanja superkontinenta Pangee, što je pratilo i oslobađanje velikih količina ugljen-dioksida koje je dovelo do brzih klimatskih promena. Među mogućim uzrocima izumiranja često se spominje takozvana hipoteza “metan hidratnog topa” ili “hipoteza hidrata”, prema kojoj povećanje temperature okeana oslobađa metan iz sedimenata koji se nalaze ispod morskog dna. Metan je gas koji uzrokuje efekat staklene bašte, tako da temperatura počinje skokovito da raste, što dovodi do još većeg oslobađanja metana. To je kao začarani krug i nemoguće je zaustaviti proces, kao što je nemoguće zaustaviti pucanj ako je okidač već povučen. Oslobođen metan više od dvadeset puta ima jači efekat na zagrevanje atmosfere od ugljen-dioksida O drugim verzijama se također aktivno raspravlja.Iako neki naučnici sumnjaju i na asteroide, do sada nije pronađen nijedan krater Na prelazu iz perioda trijasa u juru nestale su brojne vrste velikih kopnenih životinja, među kojima i najveći broj arhosaurusa, predaka dinosaurusa ali i današnjih ptica i krokodila. Istrebljen je i najveći deo vrsta džinovskih vodozemaca.
Udar iz vasione
Do petog, najpoznatijeg, masovnog izumiranja došlo je na prelazu krede u tercijar, pre 65 miliona godina.Decenijama su vođene naučne debate o tome da li je udar asteroida bio presudan za nestajanje živog sveta. Ipak jedno naučno istraživanje iz 2010. godine dokazalo je da je udar nebeskog tela bio presudan.
Pre oko četiri decenije došlo je do otkrića velike količine iridijuma i sličnih platinastih elemenata u glinskim sedimentima iz doba krede. To je bila anomalija jer se ti metali ne nalaze u tim količinama na Zemlji. Ovo je navelo naučnike na hipotezu o udaru asteroida. Geološkim proučavanjima došlo se do zaključka da se udar desio na širem prostoru Meksičkog zaliva. To je potvrđeno pronalaskom kratera u Čiksulubu, na poluostrvu Jukatan, u današnjem Meksiku. Pomoću naučne metode raspada argona utvrđena je velika sličnost između udara asteroida i izumiranja krajem krede. Matematički modeli su pokazali da su udarna moć i izbacivanje velike količine karbonata i sulfata u atmosferu tragično uticali na ekosistem.
Proučavanja su pokazala da je udar tolikog nebeskog tela prouzrokovao zemljotrese jačine 11 stepeni na Rihterovoj skali. Najjači izmereni zemljotres bio je jačine 9,6 stepeni na skali 1960. godine, u Čileu. Pri ovakvoj jačini došlo je do pucanja i tonjenja kontinentalnih šelfova pri obalama, što je uzrokovalo pojave više razornih cunamija. Izbačeni materijal u atmosferi se vezivao i utopio u pljusak koji je bio mešavina vrelog vazduha, kamenih projektila i sumporovitih kiša. Ovaj pljusak imao je brzinu do oko 10 km/s. To je zagrejalo prizemne slojeve atmosfere i zemljište na skoro 100 stepeni celzijusa. Sumporne aerosoli u atmosferi su verovatno bili uzrok da se temperatura vazduha smanji i do 10 stepeni na period od nekoliko decenija. Oko 75% svih živih vrsta i 17% porodica je izumrlo.U okeanima, smanjio se broj morskih vrsta za oko 33%. Izumiranje je bilo neravnomerno - neki organizmi su nestali, neki su doživeli teške gubitke, dok su drugi imali tek minimalne gubitke, poput krokodila. U morima je stradao fitoplankton jer je u tamnim uslovima proces fotosinteze bio drastično smanjen. Na kopnu je šumska flora bila potpuno uništena u nekoliko dana od udara. Time se poremetio lanac ishrane na kopnu.Izumrli su svi neleteći dinosaurusi, ali su na kopnu preživeli veliki broj vrsta sisara, kornjače, žabe i ptice. U morima su opstale ajkule, morske zvezde i ježevi. Ovo izumiranje, iako ne katastrofalno kao devonsko, završilo je period mezozoika. Era gmizavaca se završila i ušlo se u kenozoik, eru sisara. Nestanak dinosaurusa je omogućio širenje sisara, što je na kraju dovelo do nastanka čoveka, vrste odgovorne za izvesno šesto masovno izumiranje.
Današnje vreme-šesto holocensko masovno izumiranje?
U poslednjih nekoliko stotina godina, a pogotovo u 20. veku, prvi put se javlja čovek kao mogući uzrok većeg izumiranja živog sveta. Dve trećine biologa smatra da je današnja era deo masovnog izumiranja, verovatno najbrža ikada. Neki naučnici predviđaju da bi ljudsko uništavanje biosfere moglo označiti izumiranja polovine svih današnjih živih vrsta u sledećih 100 godina. Neka istraživanja pokazuju da je stopa izumiranja živog sveta tokom 20. veka u odnosu na pozadinsko izumiranje bila tolika da bi u normalnim okolnostima za takav nestanak biljnih i životinjskih vrsta bilo potrebno od 1.000 do 10.000 godina. To upućuje na zaključak da delovanje čoveka utiče na ubrzano nestajanje živog sveta. Nestajanje biljnih i životinjskih vrsta pod uticajedm čoveka evidentirano je i ranije, pogotovo prilikom kolonizacije Novog sveta od strane evropskih doseljenika.
Istraživanja i napori za očuvanjem ugroženih vrsta upućuju na mišljenje da se nalazimo usred razdoblja izumiranja, iako neki nude puno manje stepene i puno optimističnije verzije trajanja tog procesa koje izbegavaju katastrofična predviđanja.Izumiranje znatnog dela megafaune pred kraj ledenog doba se isto smatra delom izumiranja u holocenu.
Neki paleontolozi međutim osporavaju upoređivanje sa masovnim izumiranjem u prošlosti. Neki drugi su predložili da su navodne varijacije bioraznolikosti morskog života zapravo samo veštačke tvorevine, sa procenama izobilja koje su direktno povezane s kvantitetom kamenja raspoloživog za uzorke, kroz različita vremenska razdoblja. Ipak, mnogi dokazi ukazuju da su se masovna izumiranja zaista dogodila.
Ukoliko se posmatraju brojke izumrlih jedinki živog sveta u poslednjih pola milenijuma, vidljivo je da stope umnogome premašuju one koje su procenjene za svih pet ranijih masovnih izumiranja. Posle svakog od prethodnih, živi svet se oporavljao i razvijao nove vrste. Postavlja se pitanje: da li će ljudska vrsta imati sudbinu svih prethodnih ili će biti dovoljno razvijena da nastavi život u nekim novim ekosistemima na Zemlji ili van nje?
Dr Ana Paunović
Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"
|
