Masovno izumiranje

Intenzitet izumiranja živih vrsta u zadnjih 540 miliona godina

Masovno izumiranje je pojam za događanje naglog smanjenje broja živih vrsta na Zemlji, u geološki relativno kratkom periodu. Prema fosilnim podacima to nisu preživjeli ni mnogu sisari, ptice, gmizavci, vodozemci, ribe, beskičmenjaci). Preko 97% svih vrsta koje je ikada živjelo na ovoj planeti do sada je izumrlo, pri čemu se to nije dešavalo u jednakim intervalima. Prema fosilnim dokazima, oko dva do pet taksonomskih porodica morskih beskičmenjaka i kičmenjaka izumre svakih milion godina.[1] Za procjenu stope izumiranja, obično se uzimaju fosili morskih organizama, zato što su svestraniji i pokrivaju veći vremenski interval od fosila kopnenih životnih formi. Planetu dijeli otprilike procijenjenih 10 miliona vrsta.

Otkad je počeo život na Zemlji, bilo je nekoliko masovnih izumiranja koje je prekoračilo prosječnu stopu izumiranja. Na prijelazu krede u tercijar, prije 65 miliona godina, desilo se masovno izumiranje koje je privuklo najviše pažnje i postalo najpoznatije zbog istrebljenja dinosaura. U zadnjih 540 miliona godina dogodilo se pet masovnih izumiranja, u kojima je nestalo oko 50 % životinjskih vrsta; najmasovnije izumiranje dogodilo se prije 251 milion godina, kada je, prema procjenama fosiliziranih dokaza, izgubljeno oko 96% tadašnjeg života u moru, dok je na kopnu nestalo više od tri četvrtine svih živih bića; to ukazuje na mogućnost da uzrok izumiranja vjerovatno nije bio vezan isključivo za događaj na kopnu. Pretpostavlja se da je bilo i nekoliko izumiranja i tokom arhaika, ali prije fanerozoika nije bilo životinja s čvrstim skeletom i drugim strukturama koje su mogle ostavili fosilne tragove.

Procjene o broju masovnih izumiranja u zadnjih 540 miliona godina kreću se od pet do više od dvadeset, ovisno o tome koji se kriteriji uzimaju pri procjeni masovnosti nestajanja taksona.

Masovna izumiranja

[uredi | uredi izvor]

Klasičnih tzv. “Pet velikih'” masovnih izumiranja koje su 1982. utvrdili Jack Sepkoski i David M. Raup, naučna zajednica općenito prihvata kao najznačajnije: kraj ordovicija, kasni devon, kraj perma, kraj trijasa i kraj krede:[2] Zanimljivo je zapaziti da se većina tih događaja zbila na prijelazima geoloških jedinica.

  1. Kambrij – ordovicij, prije 488 miliona godina, kada se desila serija masovnih izumiranja koja su eliminirala mnoge vrste Brachiopoda i smanjile broj trilobita.
  2. Ordovicij – silur, prije 450-440 miliona godina, kada su se dogodila dva masovna izumiranja, koje zajedno, prema procentu nestalih rodova, neki smatraju drugim najvećim u Zemljinoj prošlosti. Izumrlo je oko 27% svih porodica i 57% svih rodova.[3] U tom razdoblju bila su čak dva veća izumiranja, međusobno odvojena po milion godina.[4] Tada se sav živi svijet se još nalazio u okeanima.
  3. Devona – karbon, prije 360-375 miliona godina: Dogodio se produženi niz izumiranja koje je oko 70% svih živih vrsta zbrisalo sa lica Zemlje. To nije bio kratak i iznenadan događaj jer je trajao oko 20 miliona godina, a postoje dokazi i za seriju izumiranja unutar tog razdoblja. Tada je izumrlo oko 19 % svih porodica i 50% svih rodova.[3] Među ostalima, od tada su se prestali pojavljivati fosili svih bezviličnih riba. Po nekima, u tom periodu, bilo je čak sedam različitih izumiranja.
  4. Perm – trijas, prije 251 milion godina: Dogodilo se najveće izumiranje, koje je odnijelo oko 53% svih porodica morskih organizama, 84% morskih rodova, 96% svih morskih vrsta te, prema procjeni, 70% svih kopnenih vrsta (uključujući biljke, kičmenjake i, u jedinom zabilježenom slučaju u historiji Zemlje do sada, izumiranje insekata). Teorije o uzroku te pojave su različite, od pada meteora do globalnog zatopljenja.[5][6].

“Veliko izumiranje” je imalo ogromno evolucijsko značenje: na kopnu je završena dominaciju y, što je dalo mogućnost za arhosaure a potom i dinosaure koji su postali dominantni kičmenjaci; u morima je procenat sesilnih životinja smanjen sa 67% na 50%. Cijeli kasniji dio perma je bio težak i teško podnošljiv, osobito za morski život – čak i prije izumiranja, razina izumiranja je bila dovoljno velika kako bi se uključila u “Velikih pet”.

  1. Trijas – jura, prije 205-199 miliona godina: Na samom prijelazu izumrlo je oko 20% svih morskih vrsta, 48% svih rodova, ali i mnogi arhosauri i većina terapsida, a eliminirani su posljednji od velikih vodozemaca.[3] Izumrla je bar polovina poznatih vrsta koje su tada živjele na Zemlji, ali su dinosauri uspjeli preživjeti i postati dominantni u juri.
  2. Kreda – palogen, prije 65 miliona godina: Izumrlo je oko 75% svih živih vrsta i 17% porodica. To je bilo od velikog značaja za prasisare. jer je označilo kraj doba dinosaura i otvorilo put za njihov razvoj pa su sisari postali dominantni kopneni kičmenjaci. U okeanima, broj vrsta smanjio se za oko 33%.[3] Izumiranje je bilo neravnomjerno – neki organizmi su nestali, neki su doživjeli teške gubitke, dok su pak drugi imali tek minimalne gubitke, poput krokodila.
  3. Današnje vrijeme – holocensko masovno izumiranje: Oko 70% biologa smatraju da je današnja era dio masovnog izumiranja, prema anketi Američkog muzeja prirodne historije, vjerojatno najbrža ikada, . Neki, kao što su E. O. Wilson sa Univerziteta Harvarda, predviđaju da bi antropogeno uništavanje biosfere moglo označiti izumiranja polovine svih današnjih vrsta u sljedećih 100 godina. Istraživanja i napori za očuvanje ugroženih vrsta slažu se da smo usred razdoblja izumiranja, iako neki predviđaju puno niže stope i puno optimističnije verzije trajanja tog procesa i izbjegavaju katastrofična predviđanja. Izumiranje mnogih predstavnika megafaune pred kraj ledenog doba također se smatra dijelom izumiranja u holocenu.[7]. Neki paleontolozi pak osporavaju da raspoložive informacije podupiru poređenja s masovnim izumiranjem u prošlosti.[8]

Neki su predložili da su navodne varijacije bioraznolikosti morskog života zapravo samonastale, nakon izobilja koje je direktno povezano s kvantitetom raspoloživih stijena za uzorke kroz različita vremenska razdoblja[9]. Ipak, mnogi dokazi ukazuju da su se masovna izumiranja doista dogodila.

Manja izumiranja

[uredi | uredi izvor]

Pojave manjih izumiranja, prema većini procjena, uključuju ona vezana za: prekambrij –

  • izumiranje u ediakariju, prije 542 miliona godina;

kambrij –

  • prije 517 miliona godina;
  • prije 502 miliona godina;
  • prije 488 miliona godina;

silur –

  • prije 428 miliona godina

karbon – jura

  • prije 183 miliona godina;

kreda –

  • prije 117 miliona godina;

paleogen –

neogen –

Moguće smanjenje učestalosti izumiranja

[uredi | uredi izvor]
Na prijelazu perma u trijas dogodilo se najveće izumiranje u historiji: fosil izumrle biljke Rhachyphyllum schenkii

Dijagram izumiranja pokazuje da:

  • Razmak između masovnih izumiranja postaje sve veći;
  • Prosječne rate izumiranja se smanjuju;

Smatra se da je predstava o tome masovna izumiranja postaju sve rjeđa je prilično spekulativna, prema prospektivoj statistici primjera od oko 10 događaja izumiranja, što je premalo da bi bio značajan znak za bilo kakav trend. Prosječne pozadinske stope oslanjaju se na stotine primjeraka tokom perioda od 550 miliona godina, pa je očito da je potrebno objasniti uzroke smanjenja tih stopa. Oba fenomena se mogu objasniti na više od jedne varijante tumačenja.[11]:

  • Razumljivo je da su potpuni fosili su jako rijetki, a većina izumrlih organizama je predstavljeno samo po nekoliko djelimičnih fosila, a potpuni su najrjeđi u najstarijim stijenama i sedimentima. Neki paleontolozi su, dakle, krivo stavili nađene dijelove organizama u drugačiji rod koji je često definiran samo da objasni te nalaze. Takav rizik je veći za starije fosile jer su netipski dijelovi za bilo kakav živi organizam.

R.E. Martin smatra da su okeani postali prihvatljiviji za život u zadnjih 500 miliona godina a manje osjetljivi na masovna izumiranja: otopljeni kisik se proširio te je prodro u velike dubine; razvoj života na kopnu smanjio je hranjive tvari i rizik povećanja hemijkslijs i iscrpljivanja kisika. Isto tako, morski ekosistemi postali su raznolikiji, tako da su lanci i mreže ishrane postali stabilniji i teže se mogu narušiti.[12][13]

Mogući uzroci

[uredi | uredi izvor]
Dinosauri su najpoznatija izumrla grupa

Postoji nekoliko teorija o uzrocima masovnih izumiranja. Macleod je sažeo odnos između masovnih izumiranja i događaja koji se često spominju kao njihovi neposredni uzroci,[14], upotrebljavajući podatke iz Courtillot et al (1996)[15], Hallam (1992)[16] i Grieve et al (1996)[17]:

  • Bujice bazalta: Od 11 nalazišta, sva su povezana sa značajnim izumiranjem, ali Wignall je zaključio da se samo pet od velikih izumiranja podudara s erupcijom bazalta i da su glavne faze počele prije njih.[18].
  • Pad razina vodenih bazena desilo se u 12 masovnih izumiranja, od kojih je 7 povezano sa značajnim izumiranjem.
  • Pad asteroida. koji su napravili kratere veće od 100 km: samo jedan je povezan s izumiranjem.
  • Pad asteroida koji su stvorili kratere manje od 100 km: preko 50, velika većina ipak nije povezana s velikim izumiranjima.

Bazaltne bujice

[uredi | uredi izvor]

Stvaranje velikih okolinskih magmatskih stijena od bujica bazalta moglo je:

  • stvoriti prašinu i male čestice koje su zaustavile fotosintezu, izazivajući kolaps lanaca ishrane.
  • izbaciti okside sumpora koje su mogle stvoriti kisele kiše i otrovati mnoge organizme.
  • izbaciti ugljik-dioksid koji je izazvao globalno zatopljenje koje ubilo veliki broj organizama.

Razni istraživači su pretpostavili da su masovne erupcije vulkana mogle uzrokovati i pridonijeti izumiranjima pred kraj krede, perma, trijasa i jure.

Sniženje razine mora

[uredi | uredi izvor]

Opadanje morske linije često j vidljivo po istodobni sedimentaciji koja pokazuju prijelaz od jedne razine mora do zone plime i oseke, od plaže do kopna - a gdje nema dokaza da su se stijene datog relevantim područja uzdignule u geološkim procesima kao što je orogeneza. Pad razine more mogao je smanjiti područje kontinentalnog praga toliko da uzrokuju masovno izumiranje morskog života, poremećajima dovoljno da uzrokuju izumiranje na kopnu. No pad razine mora je vjerojatno posljedica globalnog hlađenja ili potonuća tektonike ploča.

Globalno zahlađenje ili zatopljenje

[uredi | uredi izvor]

Globalno zahlađenje moglo je ubiti mnoge vrate polarnih i umjerenih područja, a primorati i druge da se počinju kretati prema ekvatoru, ali i smanjiti tropska područja. Zarobljena voda na polovima uvjetovala je njen nedostatak prema ekvatoru i klima bi postala sušna. Kraj ordovicija, trijasa i devona je povezan s takvim faktorima izumiranja.

S druge strane, globalno zatopljenje bi imalo suprotan učinak: ubilo bi mnoge vrste sa prevelikom sopstvenom temperaturom, proširilo pustinje po planeti i klimu učinilo vlažnijom. To se dogodilo pri prijelazu palocena u eocen, kao i trijasa u juru, kada je izumrlo 20 % svih morskih vrsta.

Pad asteroida ili kometa je mogao uzrokovati izumiranje dinosaura

Smatra e da bi današnje globalno zatopljenje moglo uzrokovati masovno izumiranje živih vrsta[19].

Pad asteroida

[uredi | uredi izvor]

Pad većeg asteroida ili komete mogao je uzrokovati katastrofalne štete na Zemlji, koje bi dovele do kolapsa mreže isg+hrane na kopnu i u moru, zbog izbacivanja prašine i čestica u atmosferu. Kisele kiše bi otrovale mnoge organizme dok bi prestanak fotosinteze doveo do izumiranja biljaka. Pad je mogao izazvati i ogromne cunamije ili požare u prašumama. Jedino se izumiranje dinosaura i drugih organizama pri prijelazu kreda – tercijar smatra posljedicom takvog pada.

Deoksikacija mora

[uredi | uredi izvor]

Nedostatak kisika u gornjim ili srednjim slojevima okeana mogao je izazvati i masovno izumiranje morskih vrsta. Posljedica te pojave su komplicirane i kontroverzne, ali su povezane s globalnim zatopljenjem zbog masovne vulkanske aktivnosti. Izumiranja pri prijelazima perm – rijas i rijasa – jura, mogao je biti posljedica takvog procesa.[20][21]

Pomjeranje kontinenata

[uredi | uredi izvor]

Pomjeranje kontinenta moglo je doprinjeti izumiranju na nekoliko načina:

  • podticanjem stvaranja ili završavanja glacijacija;
  • promijenom okeana i smjera vjetra, uz promijene klime;
  • otvaranjem morskih područja čime bi se razotkrili prije izolirane vrste;
  • stvaranjem novog super-kontinenta koji bi smanjio područje epikontinentalnog pojasa i povećao suha pustinjska područja u unutrašnjosti.

Smatra se da je nastanak superkontinenta Pangeae doprinjelo masovnom izumiranju pred kraj perma[22].

Radijacija

[uredi | uredi izvor]
Obližnja supernova mogla je (teorijski) izazvati izumiranja u prošlosti

Bliska erupcija emisije gama zračenja (udaljenosti manje od 6.000 svjetlosnih godina) mogla je izazvati zračenje površine Zemlje dovoljno jako da ubije neke organizme i uništi ozonski omotač. Prema statističkim podacima, otprilike jedna erupcija gama zraka se trebala dogoditi u bilizine naše planete u proteklih 540 miliona godina.[23]

Astrofizičar Brian Thomas, sa Univerziteta u Washburnu, u Kansasu, pretpostavlja da je erupcija gama zraka odgovorna za izumiranje pri kraju ordovicija, prije 488 miliona godina, kada je oslabljen ozonski omotač, prouzrokovana kisela kiša i pokrenuto globalno zahlađenje. Prema njemu, danas je WR104, masovna zvijezda u sazviježđu Strijelac, potencijalni kandidat za erupciju gama zraka, ali je na sreću udaljena preko 8.000 svjetlosnih godina od Zemlje.[24]

Prijedlog da je supernova uzrokovala masovno izumiranje trebao bi biti potkrepljen astronomskim dokazima. Profesor astronomije Brian Fields ima teoriju da se otkriće rijetkih radioaktivnih izotopa gvožđa-60 u dubokim morskim sedimentima može jedino objasniti ostatcima eksplozije zvijezde, udaljene oko 100 svjetlosnih godina iz od perioda prije pet miliona godina, a koja je pokrenula manje izumiranje.[25]

Hipoteza o klatratima

[uredi | uredi izvor]

Klatrati su komponente u kojima mreža jedne tvari stvori kavez oko druge. Metanovi klatrati (u kojima su molekule vode kavez) formiraju se na kontinentalnim reljefima. Ovi klatrati su skloni brzom razbijanju i izbacivanju metana, ako temperatura naglo poraste ili ako se pritisak oko njih naglo smanji. Na primjer, kao reakcija na iznenadno globalno zatopljenje ili iznenadni pad razine mora. Metan je puno snažniji plin za podsticanje efekta staklenika od ugljik-dioksida, tako da bi erupcija metana mogla uzrokovati nekontrolirano zatopljenje planeta.

Najvjerovatniji znak takve erupcije bio bi iznenadan pad omjera ugljika-13 prema ugljiku-12 u sedimentima, pošto su metanskii klatrati siromašni ugljikom-13[26].

Ispuštanje vodik-sulfata iz mora

[uredi | uredi izvor]

Postoji teorija po kojoj je zatopljenje tokom prijelaza perma – trijas poremećena morska ravnoteža između fotosintskog planktona i podvodnih bakterija koje smanjuju suflate, te uzrokuju masovno izbacivanje vodik-sulfata koji je bio otrovan za dio života na kopnu i moru te oslabio ozonski omotač, zbog čega je trebalo dugo vremena za oporavak njihovih ekosistema.[27][28][29]

Evolucijski značaj

[uredi | uredi izvor]

Masovna izumiranja su u nekoliko intervala ubrzala evoluciju života na Zemlji. Kada dominacija neke ekološke uloge pređe s jedne skupine organizama na drugu, rijetko se događa da je nova skupina "superiornija" od prethodne. U većini slučajeva, izumiranje eliminira jednu skupinu organizama i stvori mjesta za novu.[30][31]. Napromjer , mammaliformes ("prasisari") i sisari živjeli su u periodu dominije vladavine dinosaura, ali nisu se mogli natjecati s njima. Izumiranje pred kraj krede izbrisalo je dinosaure i omogućilo sisarima širenje na njihove područja i zauzimanje oslobođenih ekoloških niša.

S druge strane, mnoge skupine koje prežive masovna izumiranja nikada se brojno ne oporave, niti se obnovi njihova raznolikost, a mnoge od njih ulaze u dugi period stagniranja, koji neki zovu periodom "mrtve hodajuće kladistike"[32].

Također pogledajte

[uredi | uredi izvor]

Reference

[uredi | uredi izvor]
  1. ^ Raup, D. & Sepkoski, J. (1982). "Mass extinctions in the marine fossil record". Science 215: 1501–1503
  2. ^ Morell, V., and Lanting, F., 1999. "The Sixth Extintion," National Geographic Magazine, February 1999.
  3. ^ a b c d "extinction". Math.ucr.edu. Pristupljeno 9. 11. 2008.
  4. ^ Sole, R. V., and Newman, M., 2002. "Extinctions and Biodiversity in the Fossil Record - Volume Two, The earth system: biological and ecological dimensions of global environment change pp. 297-391, Encyclopedia of Global Environmental Change John Wilely & Sons.
  5. ^ New Evidence Says Earth’s Greatest Extinction Caused By Ancient Meteorite Science Daily
  6. ^ Greatest Extinction Probably Caused By Meteorite Or Comet Impact Space Daily
  7. ^ Eldredge, Niles (June 2001). The Sixth Extinction. ActionBioscience.org
  8. ^ Regan, H.M.; Lupia, R & Drinnan, A.N. et al. (2001), "The Currency and Tempo of Extinction", The American Naturalist (University of Chicago Press) 157: 1–10, <http://www.journals.uchicago.edu/cgi-bin/resolve?id=doi:10.1086/317005&erFrom=-553768327590922063Guest>
  9. ^ Smith, A.; A. McGowan (2005). "Cyclicity in the fossil record mirrors rock outcrop area". Biology Letters 1 (4): 443–445. doi:10.1098/rsbl.2005.0345.
  10. ^ Miller Kenneth G., Fairbanks, Richard G. (1983). "Evidence for Oligocene−Middle Miocene abyssal circulation changes in the western North Atlantic". Nature. 306 (5940): 250–253. doi:10.1038/306250a0. Referenca sadrži prazan nepoznati parametar: |month= (pomoć)CS1 održavanje: upotreba parametra authors (link)
  11. ^ MacLeod, Norman (6 Jan 2001). Extinction!.
  12. ^ Martin, R.E. (1995). "Cyclic and secular variation in microfossil biomineralization: clues to the biogeochemical evolution of Phanerozoic oceans". Global and Planetary Change 11 (1).
  13. ^ Martin, R.E. (1996). "Secular increase in nutrient levels through the Phanerozoic: Implications for productivity, biomass, and diversity of the marine biosphere". Palaios 11: 209-219
  14. ^ MacLeod, N (6 Jan 2001). Extinction!
  15. ^ Courtillot, V., Jaeger, J-J., Yang, Z., Féraud, G., Hofmann, C. (1996). "The influence of continental flood basalts on mass extinctions: where do we stand?" in Ryder, G., Fastovsky, D., and Gartner, S, eds. "The Cretaceous-Tertiary event and other catastrophes in earth history". The Geological Society of America, Special Paper 307, 513-525
  16. ^ Hallam, A. (1992). "Phanerozoic sea-level changes". New York; Columbia University Press
  17. ^ Grieve, R., Rupert, J., Smith, J., Therriault, A. (1996). "The record of terrestrial impact cratering". GSA Today 5: 193-195
  18. ^ Wignall, P.B. (2001), "Large igneous provinces and mass extinctions", Earth-Science Reviews vol. 53 issues 1-2 pp 1-33
  19. ^ Fossil record supports evidence of impending mass extinction
  20. ^ Mark Lynas, Oneworld,Jochen Kazuyoshi, Paul A. Henning. "Six Steps to Hell: The Facts on Global Warming". Arhivirano s originala, 2. 5. 2009. Pristupljeno 29. 2. 2020.CS1 održavanje: upotreba parametra authors (link)
  21. ^ Friedrich, Oliver (2008). "Warm saline intermediate waters in the Cretaceous tropical Atlantic Ocean". Nature Geoscience. 1: 453. doi:10.1038/ngeo217.
  22. ^ In Geology, Rodinia is used to refer to a 'supercontinent'
  23. ^ Supernova link to ancient extinction Arhivirano 6. 2. 2012. na Wayback Machine Physicsworld.com
  24. ^ Anne Minard, Gamma-Ray Burst Caused Mass Extinction?, National Geographic, 2009.
  25. ^ Nearby Supernova May Have Caused Mini-Extinction, Scientists Say, Science Daiily.
  26. ^ Methane prime suspect for greatest mass extinction
  27. ^ Berner, R.A., and Ward, P.D. (2004). "Positive Reinforcement, H2S, and the Permo-Triassic Extinction: Comment and Reply" describes possible positive feedback loops in the catastrophic release of hydrogen sulfide proposed by Kump, Pavlov and Arthur (2005).
  28. ^ Kump, L.R., Pavlov, A., and Arthur, M.A. (2005). "Massive release of hydrogen sulfide to the surface ocean and atmosphere during intervals of oceanic anoxia". Geology v. 33, p.397–400. Abstract. Summarised by Ward (2006).
  29. ^ Ward, P.D. (2006). "Impact from the Deep". Scientific American October 2006.
  30. ^ Benton, M.J. (2004). "6. Reptiles Of The Triassic", Vertebrate Palaeontology. Blackwell
  31. ^ Van Valkenburgh, B. (1999). "Major patterns in the history of xarnivorous mammals". Annual Review of Earth and Planetary Sciences 26: 463-493. doi:10.1146/annurev.earth.27.1.463. 
  32. ^ Jablonski, D. (2002). "Survival without recovery after mass extinctions". PNAS 99 (12): 8139-8144.

Vanjski linkovi

[uredi | uredi izvor]