"Masowe wymieranie" to nie tylko dinozaury. To wierzchołek góry lodowej

Co w ogóle możemy uznać za masowe wymieranie? Udzielenie jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie nie jest proste, aczkolwiek zazwyczaj wskazuje się na kilka elementów. Wbrew pozorom masowe lub też wielkie wymieranie nie musi mieć miejsca w krótkim okresie. Nie musi to być nawet rok czy kilka lat. Mogą być ich nawet miliony, by w dalszym ciągu pewien ciąg wydarzeń został zaklasyfikowany jako jedno i to samo wymieranie.

David Jablonski wskazuje w tym kontekście trzy kryteria. Po pierwsze, epizod wymierania musi być zdarzeniem krótkim w stosunku do średniego czasu trwania taksonu (jako takson w skrócie możemy rozumieć grupę spokrewnionych ze sobą organizmów). Taki okres przykładowo w odniesieniu do morskich bezkręgowców nie powinien trwać dłużej niż od 1 do 10… milionów lat. Po drugie, musi dojść do wymarcia wielu taksonów, a zakres geograficzny tego wymierania powinien być znaczący. I wreszcie po trzecie, samo tempo wymierania w stosunku do tła powinno być znaczące. Ale jak coś takiego w ogóle można oszacować?

Możemy też wskazać przykładowe typologie wymierań, jak chociażby tę podaną przez Erle G. Kauffmana. Wyróżnił on przede wszystkim wymierania katastroficzne oraz zachodzące w krótkim pod względem geologicznym okresie. Wśród tych ostatnich wskazał na wymierania gradualne (znikanie taksonów jeden po drugim) oraz schodkowe (stepwise), zachodzące etapami, przy czym na każdym z nich znika od kilku do kilkunastu taksonów.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Próbując określić, z jakimi wielkimi czy też masowymi wymieraniami mieliśmy do czynienia do tej pory, musielibyśmy zdecydować się na jakieś ich ramy czasowe. Naukowcy podchodzą do tego w różny sposób. Silna jest pozycja propozycji z 1982 roku, której autorami są paleontolodzy z Uniwersytetu Chicago John Sepkoski oraz David Raup. Na podstawie dotychczasowych badań stwierdzili oni, że w dotychczasowych dziejach naszej planety pięciokrotnie dochodziło do masowego wymierania gatunków. O zaproponowanych przez nich wariantach tych wymierań mówi się jako o tzw. "Wielkiej Piątce" – Big Five. Przyjrzyjmy się zatem im po kolei.

Miało miejsce jakieś 445–450 milionów lat temu, w późnym ordowiku. Należy tutaj podkreślić, że wtedy życie na lądzie niemalże jeszcze nie istniało. Zdecydowana większość tak fauny, jak i flory zlokalizowana była pod powierzchnią wody. Ocenia się, że wymieranie ordowickie trwało od 1–2 do kilkunastu milionów lat i zapewne przebiegało dwuetapowo, z odstępem liczącym około miliona lat. Objęło swoim zasięgiem większość, bo 60% rodzajów istniejących wtedy morskich bezkręgowców, 85% gatunków. Dotknięte nim zostały przede wszystkim trylobity, ramienionogi, liliowce, mszywioły, łodzikowate i koralowce.

Co było jego przyczyną? Spekulowano co do możliwego wybuchu supernowej, który spowodowałby wyrwę w powłoce ozonowej, lub rozbłysku gamma, który wysłałby w kierunku Ziemi dawkę szkodliwego promieniowania. Wiadomo, że doszło wtedy do ochłodzenia się klimatu na Ziemi. Wiąże się je z wystąpieniem zlodowacenia, czemu towarzyszyło również obniżenie poziomu wody w morzach, która uwięzła w pokrywie lodowej. Niestety przystosowanie się gatunków, które przetrwały, do nowej rzeczywistości bynajmniej im nie pomogło. Gdy klimat dość gwałtownie się ocieplił, doszło do kolejnej fali wymierania.

Do kolejnego wymierania doszło pod koniec dewonu, około 375 milionów lat temu. Ponownie poniesione straty w liczbie gatunków, które wyginęły były znaczące: zniknęło około 70–80% z nich. Ucierpiały koralowce, małżoraczki, trylobity, ramienionogi, mszywioły, tentakulity, amonity i konodonty. Wymieranie dewońskie jest jednym z najsłabiej poznanych wymierań w historii Ziemi. Nic też dziwnego, że informacje o nim w źródłach znacząco się różnią. Można oszacować, że trwało ono około 20 milionów lat. Prawdopodobnie również przebiegało etapowo.

Co do niego doprowadziło? Możliwe, że tak jak w przypadku późnego ordowiku doszło do ochłodzenia, a następnie ocieplenia się klimatu. Można też spotkać informację o tym, że przyczyniły się do tego zakorzeniające się na lądzie rośliny: żyzna ziemia zaczęła trafiać do oceanu, czego skutkiem był masowy rozrost alg i powstanie "martwych stref" pozbawionych tlenu. Nie można też wykluczyć czynnika wulkanicznego lub uderzenia obiektu kosmicznego.

Nazywa się je czasem "wielkim wymieraniem", ponieważ to, co wydarzyło się około 250 milionów lat temu, w istocie było niszczycielskie. Wyginęło wtedy aż do 95% żyjących wcześniej gatunków morskich oraz 75% istniejących już wtedy gatunków lądowych. Łatwiej zatem byłoby tutaj wskazać te gatunki, którym udało się przetrwać. Również tutaj wydaje się, że mieliśmy do czynienia z pewnymi etapami. Samo wymieranie na pograniczu permu i triasu trwało jednak zdecydowanie krócej niż oba opisane powyżej. Jako wartości graniczne wymienia się od 15 milionów lat do zaledwie kilkudziesięciu tysięcy.

Naukowcy nie są zgodni co do tego, co je wywołało. Szczególnie często wspomina się o wzmożonej i intensywnej aktywności wulkanicznej, która miała miejsce szczególnie na terenie obecnej Syberii. Doprowadziła ona do znaczącego wzrostu zawartości dwutlenku węgla w atmosferze. W efekcie doszło do zanieczyszczenia środowiska przez osady bogate w węgiel i siarkę. Ratunku nie było również dla zwierząt morskich, ponieważ wody uległy w dużej mierze zakwaszeniu. Jednocześnie spadła zawartość tlenu w wodzie. Oczywiście wydarzenia te nie mogły pozostać bez wpływu na klimat.

Trias nie był przyjemnym okresem do życia. Od wspomnianego powyżej wymierania minęło zaledwie 50 milionów lat, gdy doszło do kolejnego – około 200 milionów lat temu. Jego skala była może mniejsza, ale w dalszym ciągu niszczycielska: dotknęła 80% gatunków, w tym przede wszystkim zwierząt. Wyginęły ostatnie konodonty, ponownie zmniejszyła się różnorodność ramienionogów. Zniknęły całe rodziny (w znaczeniu systematyki gatunków) lądowych czworonogów, w tym np. prehistoryczne krokodyle. Nie przeżyła również część pterozaurów.

Wiele wskazuje na to, że historia znowu się powtórzyła. Oto bowiem ponownie na naszej planecie w znaczący sposób dały o sobie znać wulkany. Lecz tym razem za wyginięcie tak wielu gatunków odpowiedzialny był obszar, który obecnie znajduje się pod dnem Oceanu Atlantyckiego. Ponownie zatem doszło do zanieczyszczenia atmosfery toksycznymi pyłami, a szkodliwe osady pokryły planetę.

To właśnie w tym czasie wyginęły dinozaury. Stało się to około 66 milionów lat temu. Ale "ofiarą" wymierania kredowego padły nie tylko wielkie gady. Jak szczegółowo wymienia Danuta Peryt: Nastąpiło wówczas masowe wymieranie morskiego planktonu wapiennego, mezozoicznych mięczaków (rudysty, inoceramy, amonity, belemnity, ostrygi, ślimaki i inne), jeżowców, korali, morskich i lądowych gadów oraz roślin. Ogółem około 75% gatunków.

Tutaj główna przyczyna wydaje się być oczywista: uderzenie w Ziemię kosmicznego obiektu w postaci asteroidy lub komety. Potwierdza to tzw. anomalia irydowa. Zresztą znane jest nawet miejsce, gdzie to nastąpiło. Jest nim Półwysep Jukatan w Meksyku. Szacuje się, że asteroida miała około 13 km średnicy i uderzyła w powierzchnię Ziemi z prędkością 72 000 km/h, wybijając otwór o średnicy 180 km i głębokości 19 km. W ten sposób powstał krater Chicxulub. Doszło do wyrzucenia do atmosfery ogromnej ilości pyłów, które zablokowały dostęp światła słonecznego, na skutek czego przerwane zostały łańcuchy pokarmowe. Również klimat znacząco się wtedy ochłodził.

Coraz więcej znaków na niebie, ziemi i w wodzie wydaje się na to wskazywać. Niestety człowiek ma tutaj sporo do powiedzenia. I może zarówno polepszyć sytuację, jak i znacząco ją pogorszyć. Sporo zależy od naszego podejścia do ochrony klimatu czy zanieczyszczenia środowiska naturalnego. Aktualnie tempo znikania gatunków jest jednym z najwyższych w historii. Zgodnie z danymi International Union for Conservation of Nature zaledwie od 1970 roku aż 35 00 gatunków zostało uznanych za zagrożone wyginięciem. A w samym tylko XX wieku wyginęły 543 gatunki lądowych kręgowców.

W porównaniu do całej prehistorii wydaje się, że to niewiele, ale musimy pamiętać o jednym istotnym aspekcie. Otóż masowe wymieranie może trwać nawet miliony lat. Jeżeli aktualne tempo znikania kolejnych gatunków utrzyma się przez kolejne tysiące lub dziesiątki tysięcy lat, za kilka ich milionów faktycznie może się okazać, że w tym momencie żyjemy w początkowej fazie szóstego wielkiego wymierania w dziejach Ziemi. Jak potoczy się historia? Czas pokaże…

Bibliografia

1. J. Benton, D. A. T. Harper, Introduction to Paleobiology and the Fossil Record, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 2020.
2. Dutfield, The 5 mass extinction events that shaped the history of Earth — and the 6th that’s happening now, www.livescience.com, dostęp: 30.06.2023.
3. M. Hull, S. A. F. Darroch, Mass Extinctions and the Structure and Function of Ecosystems, "The Paleolontological Society Papers", vol. 19/2013.
4. Kowalewski, Zapis kopalny biozróżnicowania: Co wiadomo po 150 latach liczenia skamieniałości?, "Rocznik Muzeum Ewolucji Instytutu Paleobiologii PAN", nr 2/2010.
5. B. Losos (red.), The Princeton Guide to Evolution, Princeton University Press, Princeton 2017.
6. M. Marshall, Forty years later: The status of the "Big Five" mass extinctions, "Cambridge Prisms. Extinction", vol. 1/2023.
7. Peryt, Wielkie wymierania, strategie przeżycia i odradzania się biocenoz z globalnych kryzysów – aktualny stan poznania, "Przegląd Geologiczny", vol. 47, nr 4/1999.
8. Peryt, Wielkie wymierania we fanerozoiku, "Kosmos", nr 45/1996.
9. Popkiewicz, A. Kardaś, S. Malinowski, Nauka o klimacie. Mechanizmy działania systemu klimatycznego. Zmiany klimatu w przeszłości i obecnie, Wydawnictwo Sonia Draga, Katowice 2018.
10. Racki, Wielkie wymierania i ich przyczyny, "Kosmos", nr 3-4/2009.
11. V. Solé and M. Newman, Extinctions and Biodiversity in the Fossil Record [w:] Encyclopedia of Global Environmental Change, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 2002.
12. Tarlach, The 5 Mass Extinctions That Have Swept Our Planet, www.discovermagazine.com, dostęp: 30.06.2023.
13. Weiner, Zmiany różnorodności biosfery: dawniej, dziś, jutro, "Nauka", nr 1/2023.