Dávni preživší pomohli rozlúštiť príčinu permsko-triasového vymierania, najväčšej katastrofy v dejinách Zeme
Vedci odhalili, prečo počas najväčšieho vymierania prežili mäkkýše, zatiaľ čo brachiopódy a morské ľalie takmer zmizli.
Keď sa dnes prejdeš po pláži, v piesku nájdeš najmä lastúry a ulity. Nie je to náhoda. Mäkkýše patria už milióny rokov medzi najbežnejších obyvateľov oceánov a ich pevné schránky po smrti často vyplaví voda na breh. Pred približne 252 miliónmi rokov však v moriach dominovali celkom iné živočíchy. Morské dno pokrývali najmä brachiopódy, teda ramenonožce podobné lastúrnikom, a crinoidy, medzi ktoré patria morské ľalie.
Potom prišlo permsko-triasové vymieranie, známe aj ako Veľké vymieranie. Z oceánov zmizla väčšina druhov a podobná katastrofa zasiahla aj život na súši.
Nová štúdia pomáha vysvetliť, prečo niektoré skupiny touto krízou prešli oveľa lepšie než iné. Rozhodovala najmä schopnosť ich tiel vyrovnať sa s otepľovaním vody a súčasným úbytkom kyslíka. Práve tento rozdiel môže objasniť, prečo dnes v oceánoch bežne stretávame lastúrniky a ulitníky, zatiaľ čo brachiopódy zostali pomerne vzácne.
Planéta sa prehriala a oceány začali strácať kyslík
Koncom permu sa na Zemi rozpútala mimoriadne rozsiahla sopečná činnosť. Z oblasti dnešnej Sibíri sa počas tisícov rokov uvoľňovalo do atmosféry obrovské množstvo oxidu uhličitého a metánu. Skleníkové plyny postupne ohrievali planétu a spolu s ňou aj oceány.
Teplejšia voda dokáže zadržať menej rozpusteného kyslíka. Morské živočíchy sa tak ocitli v čoraz teplejšom prostredí, v ktorom sa im zároveň horšie dýchalo. Do hry vstúpilo aj okysľovanie oceánov, ktoré komplikovalo tvorbu schránok a pevných kostier. Podľa autorov však nešlo o hlavný mechanizmus katastrofy. Najväčšiu úlohu zohrala kombinácia otepľovania a úbytku kyslíka.
Neprehliadni
Vedci na túto dvojicu faktorov upozorňovali už skôr. Stále však nebolo jasné, prečo zasiahla jednotlivé skupiny tak rozdielne. Brachiopódy a morské ľalie takmer zmizli, zatiaľ čo podstatne väčšia časť mäkkýšov prežila. Samotné fosílie ukazovali, ktoré živočíchy vymreli, no nevedeli úplne vysvetliť, čo sa dialo v ich telách.
Odpoveď preto výskumníci hľadali vo fyziológii živočíchov a v tom, ako ich metabolizmus reaguje na meniacu sa teplotu.
Paleozoické morské dno obývali najmä pomalé živočíchy s nízkou spotrebou energie. Brachiopódy, crinoidy, niektoré koraly a sasanky sa pohybovali len minimálne alebo zostávali pripútané na jednom mieste. Mnohé z nich získavali potravu filtrovaním vody a ich telá boli prispôsobené stabilnému prostrediu.
Skupiny, ktoré počas vymierania obstáli lepšie a neskôr sa v oceánoch výrazne rozšírili, mali inú stavbu tela. Ryby sa aktívne pohybovali, lastúrniky sa dokázali zahrabávať a ulitníky či morské ježovky sa presúvali za potravou.
Takýto spôsob života si vyžaduje viac energie a kyslíka. Tieto živočíchy však zároveň disponujú svalmi a dýchacími orgánmi, ktoré dokážu na zvýšenú záťaž lepšie reagovať. Vyššia základná spotreba preto nemusela byť iba nevýhodou. Pri oteplení im výkonnejšie telo poskytovalo väčšiu rezervu.
Aby si tento rozdiel overili, vedci zozbierali živých zástupcov skupín, ktoré pripomínajú faunu dominujúcu oceánom pred Veľkým vymieraním, aj živočíchov typických pre neskoršie obdobia. V laboratóriu ich umiestňovali do komôr a sledovali, koľko kyslíka spotrebujú pri rôznych teplotách vody.
Výsledky ukázali zdanlivý paradox. Živočíchy z paleozoických skupín dokázali v chladnejšej vode zniesť veľmi nízky obsah kyslíka, ktorý by bol pre mnohé aktívnejšie druhy nebezpečný. Problém nastal pri oteplení.
Vyššia teplota urýchľuje chemické reakcie v tele, a tým zvyšuje spotrebu energie aj kyslíka. Pri paleozoických skupinách rástli tieto nároky rýchlejšie, než ich pomalý metabolizmus a stavba tela dokázali pokryť. V teplejšej vode pritom bolo kyslíka menej, takže sa rozdiel medzi tým, čo živočích potreboval, a tým, čo mal k dispozícii, stále zväčšoval.
Aktívnejšie skupiny začínali s vyššou spotrebou, no ich svaly a dýchacie orgány dokázali na zmenu teploty lepšie reagovať. Keď sa podmienky zhoršili, mali väčší priestor zvýšiť príjem kyslíka a udržať metabolizmus v chode.
Fyziologické merania tak zodpovedajú tomu, čo vedci vidia vo fosílnom zázname. Najviac vymierali skupiny, ktorých telá nezvládali súčasné oteplenie vody a pokles dostupného kyslíka. Po skončení krízy ustúpili brachiopódy a ďalší pomalí obyvatelia dna. Väčší priestor získali mäkkýše, ryby a ostnatokožce, ktoré sa v nových podmienkach dokázali presadiť lepšie.
Perm nie je iba dávna história
Podobné tlaky pôsobia na morské organizmy aj dnes. Oceány sa otepľujú, strácajú kyslík a absorbujú oxid uhličitý z atmosféry, ktorý mení ich chemické zloženie. Súčasnú situáciu nemožno alw jednoducho stotožniť s permsko-triasovým vymieraním, základný fyziologický problém je však podobný.
Každý druh dokáže fungovať iba v určitom rozsahu teplôt a dostupného kyslíka. Keď sa podmienky posunú za túto hranicu, živočích môže prísť o prostredie, v ktorom sa dokáže živiť, rozmnožovať a dlhodobo prežiť.
Veľké vymieranie zároveň ukazuje, že takéto zmeny nezasahujú všetkých obyvateľov oceánu rovnako. Niektoré skupiny ustúpia alebo zmiznú, zatiaľ čo iné získajú uvoľnený priestor. Práve táto výmena po konci permu zmenila podobu oceánov na ďalšie stovky miliónov rokov a jej následky vidíme zakaždým, keď na pláži zdvihneme zo zeme lastúru alebo ulitu.
