Masovna izumiranja

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Intenzitet izumiranja živih vrsta u zadnjih 540 milijuna godina

Masovno izumiranje je pojam za oštro smanjenje broja živih vrsta (sisavci, ptice, gmazovi, vodozemci, ribe, beskralješnjaci) u relativno kratkom vremenskom razdoblju. Preko 97 % svih vrsta koje je ikada živjelo na našem planetu je danas izumrlo, no izumiranja se javljaju u nejednakim intervalima. Prema evidenciji fosila, rata izumiranja na Zemlji je oko dva do pet taksonomskih obitelji morskih beskralješnjaka i kralješnjaka svakih milijun godina.[1] Morski fosili se većinom koriste kako bi se izmjerila rata izumiranja jer su svestraniji i pokrivaju veći vremenski razmak od fosila kopnenih organizama.

Otkada je počeo život na Zemlji, bilo je nekoliko masovnih izumiranja koje je prekoračilo normu rate izumiranja. Nedavno je bilo na prijelazu Krede u Tercijar, prije 65 milijuna godina, koje je privuklo najviše pažnje te je najpoznatije zbog istrebljenja dinosaura. U zadnjih 540 milijuna godina bilo je 5 masovnih izumiranja gdje je odumrlo oko 50 % životinjskih vrsta, a najveće izumiranje u povijesti dogodilo se prije 251 milijun godina kada je prema procjenama fosiliziranih dokaza oko 96 % tadašnjeg života u moru izgubljeno, dok je na kopnu više od tri četvrtine svih živih bića izumrlo, čime uzrok izumiranja vjerojatno nije bio vezan isključivo za događaj na kopnu.[2] Vjerojatno je bilo i nekoliko izumiranja i u Arhaiku, no prije Fanerozoika nije bilo životinja sa čvrstim dijelovima tijela koji bi ostavili tragove fosila.

Procjene o broju masovnih izumiranja u zadnjih 540 milijuna godina sežu od pet do više od dvadeset, ovisi o tome koji se kriteriji uzimaju kad se jedno izumiranje nazove “masovnim”.

Masovna izumiranja[uredi VE | uredi]

Mass extinction timeline.svg

Klasičnih “Velikih pet” masovnih izumiranja koje su 1982. utvrdili Jack Sepkoski i David M. Raup, znanstvenici općenito prihvaćaju kao najznačajnije: kraj Ordovicija, kasni Devon, kraj Perma, kraj Trijasa i kraj Krede. To su sljedeći:[3]

  1. Prije 488 milijuna godina – pri prijelazu Kambrija u Ordovicij dogodila se serija masovnih izumiranja koja su eliminirale mnoge ramenonošce te smanjile broj trilobita.
  2. Prije 450-440 milijuna godina – pri prijelazu Ordovicija u Silur dogodila su se dva masovna izumiranja, koje zajedno neki znanstvenici svrstavaju kao drugo najveće u povijesti Zemlje prema postotku rodova koje je nestalo. 27% svih porodica i 57% svih rodova je izumrlo.[4] U tom razdoblju bila su čak dva veća izumiranja, odvojena milijun godina jedno od drugog.[5] U tom razdoblju, sav život se još nalazio u oceanima.
  3. Prije 360-375 milijuna godina – pri prijelazu Devona u Karbon dogodio se produžen niz izumiranja koje je istrijebilo oko 70% svih živih vrsta. To nije bio iznenadan događaj jer je trajao oko 20 milijuna godina, a postoje i dokazi za seriju izumiranja unutar tog razdoblja. 19 % svih porodica i 50% svih rodova je izumrlo.[4] Između ostalog, tada su nestali svi fosili besčeljustih riba. Po nekima, bilo je čak sedam različitih izumiranja u tom razdoblju.
  4. Prije 251 milijun godina – pri prijelazu Perma u Trijas, dogodilo se najveće izumiranje u povijesti Zemlje, koje je ubilo oko 53% svih morskih porodica, 84% morskih rodova, 96% svih morskih vrsta te prema procjeni 70% svih kopnenih vrsta (uključujući biljke, kralješnjake i, u jedinom zabilježenom slučaju u povijesti Zemlje do sada, izumiranje kukaca). Teorije za uzrok tog najvećeg izumiranja su različite, od pada meteora do globalnog zatopljenja[6][7][8]. “Veliko izumiranje” je imalo ogromno evolucijsko značenje: na kopnu je završilo dominaciju Sinapsida i stvorilo mogućnost za arhosaure a potom i dinosaure koji su postali dominantni kralješnjaci; u morima je postotak životinja koje se ne mogu kretati smanjen sa 67% na 50%. Cijeli kasniji Perm je bio težak i nemilosrdan barem za morski život – čak i prije izumiranja, razina izumiranja je bila dovoljno velika kako bi se uključila u “Velikih pet”.
  5. Prije 205-199 milijuna godina – pri prijelazu Trijasa u Juru oko 20% svih morskih vrsta, 48% svih rodova, ali i mnogi arhosauri i većina terapsida su izumrli, a posljednji od velikih vodozemaca su eliminirani.[4] Barem polovica poznatih vrsta koje su tada živjele na Zemlji je izumrlo, no dinosauri su uspijeli preživjeti i postati dominatna vrsta u Juri.
  6. Prije 65 milijuna godina – pri prijelazu Krede u Palogen oko 75% svih živih vrsta i 17% porodica je izumrlo. To je od velikog značaja za ljude jer je označilo kraj doba dinosaura i otvorilo put za razvoj sisavaca koji su postali dominantni kralješnjaci na kopnu. U oceanima, smanjio se broj morskih vrsta za oko 33%.[4] Izumiranje je bilo neravnomjerno – neki organizmi su nestali, neki su doživjeli teške gubitke, dok su pak drugi imali tek minimalne gubitke, poput krokodila.
  7. Današnje vrijeme – holocensko masovno izumiranje. 70% biologa smatraju da je današnja era dio masovnog izumiranja, vjerojatno najbrža ikada, prema anketi Američkog muzeja prirodne povijesti. Neki, kao što su E. O. Wilson sa Harvarda, predviđaju da bi ljudsko uništavanje biosfere moglo označiti izumiranja polovice svih današnjih živih vrsta u sljedećih 100 godina. Istraživanja i napori za očuvanjem ugroženih vrsta slažu se da se nalazimo usred razdoblja izumiranja, iako neki nude puno manje rate i puno optimističnije verzije trajanja tog procesa koja izbjegavaju katastrofična predviđanja. Izumiranje mnoge megafaune pred kraj ledenog doba se isto smatra dijelom izumiranja u Holocenu[9]. Neki paleontolozi pak spore da li raspoložive informacije podupiru usporedbu sa masovnim izumiranjem u prošlosti[10].

Neki su predložili da su navodne varijacije bioraznolikosti morskog života zapravo samo tvorevina, sa procjenama izobilja koje su izravno povezane s kvantitetom kamenja raspoloživog za uzorke kroz različita vremenska razdoblja[11]. Ipak, mnogi dokazi ukazuju da su se masovna izumiranja doista dogodila.

Manja izumiranja[uredi VE | uredi]

Manji slučajevi izumiranja uključuju: Prekambrij

  • Izumiranje u Ediakariju, prije 542 milijuna godina

Kambrij

  • Prije 517 milijuna godina
  • Prije 502 milijuna godina
  • Prije 488 milijuna godina

Silur

  • Prije 428 milijuna godina

Karbon Jura

  • Prije 183 milijuna godina

Kreda

  • Prije 117 milijuna godina

Paleogen

Neogen

Navodno smanjenje učestalosti izumiranja[uredi VE | uredi]

Prijelaz Perma u Trijas označio je najveće izumiranje u povijesti Zemlje: fosil izumrle biljke Rhachyphyllum schenkii

Dijagram izumiranja pokazuje da:

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

Ideja da masovna izumiranja postaju sve rijeđa je prilično spekulativna – kroz perspektivu statistike primjerak od oko 10 događaja izumiranja je premalen da bi bio značajan znak za bilo kakav trend. No prosječne pozadinske rate se oslanjaju na stotine primjeraka kroz period dug 550 milijuna godina, pa je očito da se treba objasniti smanjenje tih rata. Oba fenomena se mogu objasniti na više od jednog načina[13]:

  • Razumno potpuni fosili su jako rijetki, a većina izumrlih organizama je predstavljeno samo kroz nekoliko djelomičnih fosila, a potpuni fosili su najrijeđi među najstarijim kamenjem. Dakle neki paleontolozi su krivo stavili neke dijelove organizama u drugačiji rod koji su često definirani samo da objasne te pronalaske. Takav rizik je veći za starije fosile jer su netipični dijelovi za bilo kakav živi organizam.

R.E. Martin smatra da su oceani postali gostoprimljiviji za život u zadnjih 500 milijuna godina a manje osjetljivi na masovna izumiranja: rastopljen kisik se proširio te je penetrirao velike dubine; razvoj života na kopnu smanjio je hranjive tvari i rizik povećanja kemijskih tvari i iscrpljivanja kisika. Isto tako, morski ekosistem je postao više raznolik tako da su hranidbeni lanci postal stabilni i teže se mogu narušiti[14][15].

Uzroci[uredi VE | uredi]

Dinosauri su najpoznatija izumrla vrsta

Znanstvenici imaju nekoliko teorija o uzrocima masovnih izumiranja. Macleod je sažeo odnos između masovnih izumiranja i događaja koji se često spominju kao uzroci tih izumiranja[16], upotrebljavajući podatke iz Courtillot et al (1996.)[17], Hallam (1992.)[18] i Grieve et al (1996.)[19]:

  • Bujica bazalta: 11 nalazišta, sva povezana sa značajnim izumiranjem, no Wignall je zaključio da se samo 5 od velikih izumiranja podudara sa erupcijom bazalta, te da su glavne faze počele prije erupcija[20].
  • Pad vodenih razina: 12, od kojih je 7 povezano sa značajnim izumiranjem.
  • Pad asteroida koji su stvorili kratere veće od 100 km: 1, povezan sa izumiranjem.
  • Pad asteroida koji su stvorili kratere manje od 100 km: preko 50, velika većina pak nije povezana sa velikim izumiranjima.

Bujica bazalta[uredi VE | uredi]

Stvaranje velikih okolina Magmatskih stijena od bujice bazalta moglo je:

  • stvoriti prašinu i male čestice koje su zaustavile fotosintezu te tako prouzrokovale kolaps hranidbenog lanca.
  • izbaciti okside sumpora koje su stvorile kisele kiše i otrovale mnoge organizme.
  • izbaciti ugljikov dioksid koji je uzrokovao globalno zatopljenje koje ubilo velik broj organizama.

Razni znanstvenici su iznjeli svoje mišljenje da su masovne erupcije vulkana mogle uzrokovati i pridonjeti tim izumiranjima pred kraj Krede, Perma, Trijasa i Jure.

Pad razine mora[uredi VE | uredi]

Označavaju često svjetske sekvence istodobnog sedimentiranja koja pokazuju prijelaz od jedne razine mora do zone plime i oseke do plaže do kopna - a gdje nema dokaza da su se stijene u relevantim područjima uzdignuli geološkim procesima kao što je orogen. Pad razine more mogao je smanjiti područje kontinentalnog grebena dovoljno da uzrokuju masovno izumiranje morskog života, te su mogle poremetiti vremenske uzorke dovoljno da uzrokuju izumiranje na kopnu. No pad razine mora je vjerojatno rezultat globanog hlađenja ili potonuća tektonike ploča.

Globalno zahlađenje ili zatopljenje[uredi VE | uredi]

Globalno zahlađenje moglo je ubiti mnoge polarne i umjerene vrste, te prisiliti druge da se počinju kretati prema ekvatoru, ali i smnajiti tropska područja. Voda bi se zarobila na polovima te bi tako klima postala sušna. Kraj Ordovicija, Trijasa i Devona je povezan sa takvom vrstom izumiranja. S druge strane, globalno zatopljenje bi imalo suprotan učinak: ubilo bi mnoge vrste sa svojom prevelikom temperaturom, proširilo pustinje po planetu i klimu učinilo vlažnijom. To se dogodilo pri prijelazu Palocena u Eocen te Trijasa u Juru, tijekom kojeg je izumrlo 20 % svih morskih vrsta.

Pad asteroida ili kometa je mogao uzrokovati izumiranje dinosaura

Royal Society smatra da bi trenutačno globalno zatopljenje moglo uzrokovati masovno izumiranje živih vrsta[21].

Pad asteroida[uredi VE | uredi]

Pad većeg asteroida ili kometa mogao je uzrokovati katastrofalne štete na Zemlji koje bi dovele do kolapsa hranidbenog lanca 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 uzrokovati i ogromne tsunamije ili požare prašume. Jedino se izumiranje dinosaura i drugih organizama pri prijelazu Krede u Tercijar smatra posljedicom takvog pada (Krater Chicxulub).[22]

Anoksikacija mora[uredi VE | uredi]

Nedostatak kisika u gornjim ili srednjim slojevima oceana moglo je uzrokovati masovno izumiranje morskih vrsta. Posljedica tog postupka su komplicirane i kontroverzne, ali su povezane sa globalnim zatopljenjem zbog masovne vulkanske aktivnosti. Izumiranja pri prijelazu Perma u Trijas i Trijasa u Juru mogao je biti posljedica takvog procesa.[23][24]

Pomicanje kontinenata[uredi VE | uredi]

Pomicanje kontinenta moglo je doprinjeti izumiranju na nekoliko načina: poticanjem stvaranja ili završavanja ledenog doba; promijenom oceana i smjera vjetra koje bi promijenili klimu; otvaranjem morskih pravaca koji bi razotkrili prije izolirane vrste; stvaranjem novog super-kontinenta koji bi smanjio područje epikontinentalnog pojasa i povećao suha pustinjska područja u unutrašnjosti. Znanstvenici smatraju da je stvaranje Pangeje doprinjelo masovnom izumiranju pred kraj Perma[25].

Zračenje[uredi VE | uredi]

Obližnja supernova mogla je teoretski uzrokovati izumiranja u prošlosti

Obližnja erupcija gama zraka (udaljenosti manje od 6.000 svjetlosnih godina) mogla je uzrokovati zračenje površine Zemlje dovoljno jako da ubije neke organizme i uništi ozonski omotač. Prema statističkim podacima, otprilike 1 erupcija gama zraka se trebala dogoditi u bilizine našeg planeta u proteklih 540 milijuna godina.[26][27]

Astrofizičar Brian Thomas, sa sveučilišta Washburn u Kansasu, pretpostavlja da je erupcija gama zraka odgovorna za izumiranje pri kraju Ordovicija prije 488 milijuna godina, kada je oslabljen ozonski omotač, prouzrokovana kisela kiša i pokrenuto globalno zahlađenje. Prema njemu, trenutno je WR104, masovna zvijezda u zviježđu Strijelac, potencijalni kandidat za izbacivanje gama zraka, ali je na sreću udaljena preko 8,000 svjetlosnih godina od Zemlje.[28]

Prijedlog da je supernova uzrokovala masovno izumiranje bi trebao biti potkrepljen astronomskim dokazima. Profesor astronomije Brian Fields zauzima teoriju da se otkriće rijetkih radioaktivnih izotopa željeza-60 u dubokim morskim sedimentima može jedino objasniti ostatcima eksplozije zvijezde udaljene oko 100 svjetlosnih godina od prije 5 milijuna godina, koja je pokrenula manje izumiranje.[29]

Hipoteza o Klatratskoj pušci[uredi VE | uredi]

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 - primjerice, kao reakcija na iznenadno globalno zatopljenje ili iznenadni pad razine mora. Metan je puno snažniji plin u poticanju efekta staklenika od Ugljikovog dioksida, tako da bi erupcija metana mogla uzrokovati nekontrolirano zatopljenje planeta. Najvjerojatniji potpis takve erupcije bio bi iznenadan pad omjera Ugljika 13 prema Ugljiku 12 u taloženju, pošto su metanovi klatrati siromašni Ugljikom 13[30].

Ispuštanje vodikovog sulfata iz mora[uredi VE | uredi]

Postoji teorija da je zatopljenje tijekom prijelaza Perma u Trijas poremetilo morsku ravnotežu između planktona koji vrše fotosintezu i podvodnih bakterija koje smanjuju suflat, te uzrokovala masovno izbacivanje vodikovog sulfata koji je otrovao dio života na kopnu i moru te oslabio ozonski omotač, zbog čega je trebalo dugo vremena dok se ekosustav nije oporavio.[31][32][33]

Evolucijski značaj[uredi VE | uredi]

Masovna izumiranja su u nekoliko intervala ubrzala evoluciju života na Zemlji. Kada dominacija neke ekološke udubine prijeđe sa jedne skupine organizama na drugu, to se rijetko događa zbog toga jer je nova skupina "superiornija" od starije. U većini slučajeva, izumiranje eliminira jednu skupinu organizama i stvori mjesta za novu[34][35]. Primjerice, mammaliformes ("gotovo sisavci") i sisavci živjeli su tijekom vladavine dinosaura, no nisu se mogli natjecati s njima. Izumiranje pred kraj Krede izbrisalo je dinosaure i omogučilo sisavcima širenje na njihov teritorij.

S druge strane, mnoge skupine koje prežive masovna izumiranja se nikada ne oporave sa brojem ili raznolikosti, a mnoge od njih ulaze u dugi period stagniranja, koji neki zovu periodom "hodajuće mrtve kladistike"[36].

Poveznice[uredi VE | uredi]

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. Raup, D. & Sepkoski, J. (1982). "Mass extinctions in the marine fossil record". Science 215: 1501–1503
  2. Je li asteroid kriv za izumiranje vrsta prije 250 milijuna godina?Astronomija.net
  3. Morell, V., and Lanting, F., 1999. "The Sixth Extintion," National Geographic Magazine, February.
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 extinction. Math.ucr.edu. Preuzeto 2008-11-09
  5. 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.
  6. Meteor koji je pao kod Australije izazvao je najveće izumiranje vrsta u povijestiVijesti.net
  7. New Evidence Says Earth’s Greatest Extinction Caused By Ancient MeteoriteScience Daily
  8. Greatest Extinction Probably Caused By Meteorite Or Comet ImpactSpace Daily
  9. Eldredge, Niles (June 2001). The Sixth Extinction. ActionBioscience.org
  10. 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>
  11. 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.
  12. 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.
  13. MacLeod, Norman (6 Jan 2001). Extinction!.
  14. 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).
  15. 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
  16. MacLeod, N (6 Jan 2001). Extinction!
  17. 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
  18. Hallam, A. (1992). "Phanerozoic sea-level changes". New York; Columbia University Press
  19. Grieve, R., Rupert, J., Smith, J., Therriault, A. (1996). "The record of terrestrial impact cratering". GSA Today 5: 193-195
  20. Wignall, P.B. (2001), "Large igneous provinces and mass extinctions", Earth-Science Reviews vol. 53 issues 1-2 pp 1-33
  21. Fossil record supports evidence of impending mass extinction
  22. Otkriven krater zbog kojih su izumrli dinosauri?, Dnevnik.hr
  23. Mark Lynas, Oneworld.net (1. svibnja 2007.). Six Steps to Hell: The Facts on Global Warming. Preuzeto 2008-07-08 „With extreme weather continuing to bite -- hurricanes may increase in power by half a category above today’s top-level Category Five -- world food supplies will be critically endangered.
    And:
    The Eocene greenhouse event fascinates scientists not just because of its effects, which also saw a major mass-extinction in the seas, but also because of its likely cause: methane hydrates. This unlikely substance, a sort of ice-like combination of methane and water that is only stable at low temperatures and high pressure, may have burst into the atmosphere from the seabed in an immense “ocean burp”, sparking a surge in global temperatures (methane is even more powerful as a greenhouse gas than carbon dioxide). Today vast amounts of these same methane hydrates still sit on sub-sea continental shelves. As the oceans warm, they could be released once more in a terrifying echo of that methane belch of 55 million years ago.”
  24. Friedrich, Oliver (2008). "Warm saline intermediate waters in the Cretaceous tropical Atlantic Ocean". Nature Geoscience 1: 453.
  25. In Geology, Rodinia is used to refer to a 'supercontinent'
  26. Supernova link to ancient extinctionPhysicsworld.com
  27. Christopher Vanjek, Explosions in Space May Have Initiated Ancient Extinction on Earth, NASA, 4. lipnja 2005., preuzeto 9. veljače 2010.
  28. Anne Minard, Gamma-Ray Burst Caused Mass Extinction?, National Geographic, 3. travnja 2009., preuzeto 9. veljače 2010.
  29. Nearby Supernova May Have Caused Mini-Extinction, Scientists Say, Science Daily, 3. kolovoza 1999., preuzeto 9. veljače 2010.
  30. Methane prime suspect for greatest mass extinction
  31. 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).
  32. 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).
  33. Ward, P.D. (2006). "Impact from the Deep". Scientific American October 2006.
  34. Benton, M.J. (2004). "6. Reptiles Of The Triassic", Vertebrate Palaeontology. Blackwell
  35. 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. 
  36. Jablonski, D. (2002). "Survival without recovery after mass extinctions". PNAS 99 (12): 8139-8144.

Vanjske poveznice[uredi VE | uredi]