Które gatunki przetrwają szóste masowe wymieranie na Ziemi? Bycie dużym wydaje się zwiększać ryzyko wyginięcia, gdy nastąpi masowe wymieranie. Mohan Raj/wikimedia, CC BY-SA

Naukowcy niedawno zasugerowali, że szóste masowe wymieranie na Ziemi zaczęła. Choć brzmi to przerażająco, z pewnością ludzie są zbyt mądrzy i zbyt ważni, by zginąć? Paleontolodzy od dawna próbują rzucić światło na tę kwestię, szukając ogólnych reguł, które mogą przewidywać przetrwanie gatunku.

Chociaż nie jest to do końca proste ćwiczenie, dotychczasowe badania wskazują, że szanse nie są dla nas korzystne.

Ograniczenia różnorodności

Życie na Ziemi może być prześledzić wstecz do jednego gatunku jednokomórkowego, być może około 3.5 miliarda lat temu. Od tego czasu wzrosła różnorodność i maksymalna złożoność, a miliony gatunków wyewoluowały.

Ale jak przeszliśmy od jednego gatunku do milionów gatunków? Zróbmy prosty eksperyment myślowy. Linie można podzielić na dwie, tak że jeden gatunek daje dwa, dwa dają cztery, cztery dają osiem i tak dalej. Jeśli wykreślimy ten proces jako krzywą, liczba gatunków z czasem wzrośnie wykładniczo. Oczywiście gatunki również wyginą, ale pod warunkiem, że zdarza się to rzadziej niż pojawiają się nowe, i tak otrzymasz wykładniczo rosnącą krzywą.


wewnętrzna grafika subskrypcji


Ale czy różnorodność może rosnąć w nieskończoność? Karol Darwin na pewno nie myślałemi wierzyli, że Ziemia prawdopodobnie ma nośność. Porównał gatunki do klinów wbitych w kłody, z których każdy zajmuje własną niszę lub skrawek ekoprzestrzeni. W miarę jak liczba klinów zbliża się do nośności, coraz trudniej jest włożyć nowe, dopóki dodanie nowych klinów nie spowoduje wymuszenia starszych.

 

 

Pomysł, że Ziemia może pomieścić tylko skończoną liczbę gatunków, modyfikuje nieco nasz prosty model. Na początku procesu liczby są dalekie od zdolności do przenoszenia, a wzrost jest wykładniczy. Później coraz mocniej hamuje się, a tempo wzrostu zwalnia, tak że różnorodność osiąga poziom plateau. Razem siły te dają krzywą w kształcie litery S lub sigmoidalną.

Co więc widzimy, gdy przyjrzymy się prawdziwej historii życia w zapisie kopalnym? Na szczęście paleontolodzy systematycznie kompilowali katalogi rodzajów kopalnych, co umożliwia porównanie. To, co pokazują, jest jednak znacznie bardziej złożonym obrazem.

Masowe wymieranie zmienia zasady gry

Niektóre z najwcześniejsze krzywe różnorodności zostały wyprodukowane dla organizmów morskich. Te ujawnione pięć wydarzeń masowego wymierania na przestrzeni ostatnich pół miliarda lat, w których różnorodność wyraźnie i szybko się zmniejszała. Pierwsze dwa z nich – te koniec ordowiku, około 444 mln lat temu, a koniec dewonu, około 359 milionów lat temu, miało miejsce w czasie, gdy różnorodność wydawała się osiągać poziom plateau. Różnorodność po prostu wróciła do poprzednich poziomów po uderzeniu.

Trzecie masowe wymieranie, nazwane „Great Dying”, jakieś 252 mln lat temu na pograniczu permu i triasu była znacznie większa. Przyćmił zarówno swoich poprzedników, jak i tego, który później zabił dinozaury – być może unicestwiając 96% wszystkich gatunków morskich.

Jego następstwa były również znacznie bardziej radykalne: liczba rodzajów i rodzin nie tylko nie powróciła do poprzedniego poziomu, ale ostatecznie przerosła pozorny pułap od ordowiku do permu i trwała aż do obecnego kryzysu bioróżnorodności.

Jak taka zmiana biegów była możliwa? Masowe wymierania prawie na pewno wynikają z: katastrofalne zmiany fizyczne do środowiska, z prędkością, która utrudnia lub uniemożliwia zwierzętom przystosowanie się i ewolucję, aby się przystosować. Niektóre grupy są uszczuplone znacznie bardziej niż inne i to w sposób trudny do przewidzenia.

 

 

Ideę tę najlepiej ilustrują dwie grupy podobnych do małży, żywiących się filtrami organizmów morskich o podobnych ekologiach i zwyczajach życiowych: ramienionogi (Brachiopoda gromady) I małże (Gromada Mollusca). Przed końcem permski252 mln lat temu ramienionogi były znacznie bardziej zróżnicowane niż małże. Jednak Wielkie Umieranie uderzyło w ramienionogi znacznie mocniej niż małże, a małże również znacznie szybciej się regenerowały. W wyniku masowego wymierania małże nie tylko zyskały dominację, ale stały się znacznie bardziej zróżnicowane niż kiedykolwiek przedtem ramienionogi.

 

Takie odwrócenie sytuacji może być możliwe, gdy jedna grupa wypełniła już ekoprzestrzeń, co utrudnia innym grupom zdobycie przyczółka. Tylko gwałtowna zmiana w środowisku fizycznym może ich usunąć, dając ekologicznym konkurentom szansę, której wcześniej nie mieli. Te wznoszące się grupy mogą również bardziej precyzyjnie dzielić ekoprzestrzeń (mniejsze kliny w analogii Darwina), umożliwiając ponowne wystartowanie zablokowanej krzywej różnorodności. Nowe gatunki mogą również zmieniać środowisko w sposób, który zapewnia nisze dla innych, tworząc w ten sposób nową ekoprzestrzeń (lub powiększając dziennik Darwina).

Coś takiego wydarzyło się na lądzie wraz z wyginięciem dinozaurów podczas wymierania kredowo-paleogenicznego około 66 milionów lat temu, kiedy to ssaki były stosunkowo łagodnie dotknięte. Jak na ironię, wydarzenie Wielkiego Umierania wcześniej powaliło ówczesnych niezwykle udanych przodków współczesnych ssaków – terapsydy – w tle jakieś 186 mln lat wcześniej, co pozwoliło archozaury i ostatecznie dinozaury rozkwitły w pierwszej kolejności. To, co się dzieje, pojawia się.

Przewidywanie zwycięzców

Przy tak poważnych zmianach w bioróżnorodności Ziemi, które wydają się być zakładnikiem kaprysów losu, paleontolodzy szukali ogólnych zasad, które mogłyby przewidywać przetrwanie. Na lądzie, duży rozmiar wydaje się być niekorzystna.

 

Co niepokojące, wydarzenie kredowo-paleogeniczne przeżyło niewiele zwierząt większych od psa. Inne wady obejmują specjalizacja ekologiczna io ograniczonej dystrybucji geograficznej.

W okresie pomiędzy wymieraniami szeroki zasięg geograficzny wydaje się oferować znaczne ubezpieczenie. Jednak ostatnio pokazaliśmy ten zasięg geograficzny nie przyniosło żadnego efektu w sprawie liczby ocalałych gatunków kręgowców lądowych pod koniec Masowe wymieranie triasu jakieś 201 milionów lat temu. Zdarzenia fizyczne powodujące masowe wymierania, czy to asteroidy, masowy wulkanizm czy inne czynniki fizyczne, są tak destrukcyjne i mają tak globalne konsekwencje, że nawet najbardziej rozpowszechnione i liczne gatunki mogą zostać zmiecione z powierzchni ziemi.

Dlatego bardzo trudno jest dokonywać uogólnień i przewidywań. Ale wiemy, że nic nigdy nie jest naprawdę bezpieczne. W obliczu perspektywy szóstego masowego wyginięcia, aczkolwiek tym razem spowodowane działalnością człowieka, warto pamiętać, że wymieranie może szybko eskalować w nieprzewidywalny sposób.

Utrata jednego gatunku może mieć nieprzewidziane konsekwencje dla wielu innych, ponieważ ekosystemy są połączone złożoną siecią interakcji, której nie zawsze w pełni rozumiemy. Musimy mieć nadzieję, że taki upadek ekosystemu jest na tyle daleko, że możemy go uprzedzić. Niestety, wczesne oznaki – takie jak fragmentacja siedlisk i utrata gatunków w lasach deszczowych i rafach – nie są dobre.

O autorzeKonwersacje

Wills MateuszMatthew Wills, profesor paleobiologii ewolucyjnej w Milner Center for Evolution, University of Bath. Jego zainteresowania obejmują wzorce i trendy makroewolucyjne, w szczególności sposób, w jaki grupy szybko badają swoje morfologiczne opcje „projektu”. Wciąż nie zna czwartków.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązana książka:

at

złamać

Dzięki za odwiedziny InnerSelf.com, gdzie są 20,000 + zmieniające życie artykuły promujące „Nowe postawy i nowe możliwości”. Wszystkie artykuły są tłumaczone na 30+ języków. Zapisz się! do wydawanego co tydzień magazynu InnerSelf i Daily Inspiration Marie T Russell. Magazyn InnerSelf ukazuje się od 1985 r.