Πριν από περίπου 445 εκατομμύρια χρόνια, ο πλανήτης μας άλλαξε εντελώς. Τεράστιοι παγετώνες σχηματίστηκαν πάνω από το υπερήπειρος Γκοντβάναρουφώντας το θαλασσινό νερό σαν παγωμένο σφουγγάρι. Τώρα που ονομάζεται Late Ordovician μαζική εξαφάνιση (LOME), η πρώτη μεγάλη μαζική εξαφάνιση της Γης εξαφάνισε περίπου το 85 τοις εκατό όλων των θαλάσσιων ειδών καθώς η χημεία των ωκεανών άλλαξε ριζικά και το κλίμα της Γης έγινε τσουχτερό κρύο.
Ωστόσο, με τη μεγάλη βιολογική καταστροφή έρχεται και η ευκαιρία. Κατά τη διάρκεια όλης αυτής της αναταραχής, μια ομάδα εξελίχθηκε για να κυριαρχήσει σε όλες τις άλλες—τα σπονδυλωτά με σαγόνια. Αυτό τελικά έβαλε τη ζωή σε μια μπροστινή πορεία που μπορεί να ανιχνευθεί μέχρι σήμερα, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύτηκε σήμερα στο περιοδικό Προόδους της Επιστήμης.
«Έχουμε αποδείξει ότι τα ψάρια με σαγόνι έγιναν κυρίαρχα μόνο επειδή συνέβη αυτό το γεγονός». Λόρεν Σάλανσυν-συγγραφέας της μελέτης και εξελικτικός βιολόγος στο Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα στην Ιαπωνία, είπε σε δήλωση. «Και ουσιαστικά, έχουμε διαφοροποιήσει την κατανόησή μας για την εξέλιξη, χαράσσοντας μια γραμμή μεταξύ του αρχείου απολιθωμάτων, της οικολογίας και της βιογεωγραφίας».
Η πρώτη μαζική εξαφάνιση της Γης
Κατά τη διάρκεια του Ορδοβικανή περίοδος (περίπου 486 με 443 εκατομμύρια χρόνια πριν) Η Γη φαινόταν πολύ διαφορετική από ό,τι τώρα. Μια νότια υπερήπειρος που ονομάζεται Gondwana, κυριαρχούσε στον πλανήτη και περιβαλλόταν από απέραντες, ρηχές θάλασσες. Δεν υπήρχε πάγος στον Βόρειο ή στο Νότιο Πόλο και το νερό ήταν ζεστό λόγω του κλίματος του θερμοκηπίου. Μικρά φυτά και αρθρόποδα με πολλά πόδια άρχισαν να ευδοκιμούν στις ακτές και το νερό που τα περιέβαλλε έσφυζε από μορφές ζωής που έμοιαζαν με κάτι από επιστημονική φαντασία. Κονδόντια με μεγάλα μάτια, σαν λυχνάρι, τριγυρνούσαν γύρω από θαλάσσια σφουγγάρια. Μικροσκοπικοί τριλοβίτες σκορπίστηκαν ανάμεσα σε μαλάκια με κέλυφος. Σκορπιοί της θάλασσας τόσο μεγάλοι όσο οι άνθρωποι και ναυτιλοειδή με κοχύλια ύψους 16 ποδιών έψαχναν το νερό αναζητώντας θήραμα.
Ανάμεσα σε αυτά τα πλάσματα βρίσκονταν οι πρόγονοι των γναθοστόμων, ή σπονδυλωτών με γνάθο. Οι γναθοστόμοι θα κυριαρχούσαν τελικά στη ζωή των ζώων στη Γη.
“Ενώ δεν γνωρίζουμε τα τελικά αίτια της LOME, γνωρίζουμε ότι υπήρξε ξεκάθαρο πριν και μετά το συμβάν. Το απολιθωμένο αρχείο το δείχνει”, εξήγησε ο Sallan.
Σχετικές ιστορίες εξαφάνισης
Η εξαφάνιση ήρθε σε δύο στάδια. Πρώτον, ο πλανήτης άλλαξε γρήγορα από ένα θερμότερο θερμοκήπιο σε ένα πολύ ψυχρότερο κλίμα παγετώνων. Το μεγαλύτερο μέρος της Gondwana ήταν καλυμμένο με παχύ πάγο, στεγνώνοντας τα ρηχά ενδιαιτήματα των ωκεανών. Μερικά εκατομμύρια χρόνια αργότερα, η βιοποικιλότητα άρχισε να ανακάμπτει, αλλά το κλίμα ανατράπηκε ξανά. Η προσαρμοσμένη στο κρύο θαλάσσια ζωή πνίγηκε σε ζεστό, θείο και νερό χωρίς οξυγόνο καθώς έλιωναν οι πάγοι.
Κατά τη διάρκεια αυτών των κυμάτων μαζικής εξαφάνισης, οι περισσότεροι επιζώντες σπονδυλωτών περιορίζονταν σε καταφύγια ή σε απομονωμένες εστίες βιοποικιλότητας που χωρίζονταν από μεγάλες εκτάσεις βαθέων ωκεανών. Σε αυτές τις ζώνες, τα επιζώντα σπονδυλωτά με γνάθο είχαν προφανώς ένα πλεονέκτημα.
Στη νέα μελέτη, η ομάδα άντλησε παλαιοντολογικά δεδομένα ετών σχετικά με την παλαιοντολογία της Ορδοβικιανής και της πρώιμης Σιλουρίας για να δημιουργήσει μια νέα βάση δεδομένων για το αρχείο απολιθωμάτων κατά τη διάρκεια αυτής της δραματικής περιόδου στην ιστορία της Γης.
«Αυτό μας βοήθησε να ανακατασκευάσουμε τα οικοσυστήματα του καταφυγίου», πρόσθεσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης και Ph.D. φοιτητής Wahei Hagiwara. “Από αυτό, θα μπορούσαμε να ποσοτικοποιήσουμε την ποικιλότητα σε επίπεδο γένους της περιόδου, δείχνοντας πώς το LOME οδήγησε άμεσα σε μια σταδιακή, αλλά δραματική αύξηση της βιοποικιλότητας των γναθοστόμων. Και η τάση είναι ξεκάθαρη – οι παλμοί μαζικής εξαφάνισης οδήγησαν άμεσα σε αυξημένη ειδογένεια μετά από αρκετά εκατομμύρια χρόνια.”
Από ψάρια και σπίνους
Με αυτό νέα βάση δεδομένωνη ομάδα συνέδεσε την αυξανόμενη βιοποικιλότητα των σπονδυλωτών όχι μόνο με αυτή την πρώτη μαζική εξαφάνιση, αλλά και με την τοποθεσία. Θα μπορούσαν να εντοπίσουν την κίνηση των ειδών σε όλο τον κόσμο και να εντοπίσουν συγκεκριμένα καταφύγια που έπαιξαν ρόλο στη διαφοροποίηση των σπονδυλωτών.
«Για παράδειγμα, στη σημερινή Νότια Κίνα, βλέπουμε τα πρώτα ολόσωμα απολιθώματα ψαριών με σαγόνι που σχετίζονται άμεσα με τους σύγχρονους καρχαρίες», εξήγησε ο Hagiwara. «Ήταν συγκεντρωμένοι σε αυτά τα σταθερά καταφύγια για εκατομμύρια χρόνια έως ότου εξέλιξαν την ικανότητα να διασχίζουν τον ανοιχτό ωκεανό σε άλλα οικοσυστήματα».
Η συγχώνευση του αρχείου απολιθωμάτων με τη βιογεωγραφία, τη μορφολογία και την οικολογία, μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα την πορεία της εξέλιξης.
«Τα σαγόνια εξελίχθηκαν για να δημιουργήσουν μια νέα οικολογική θέση ή οι πρόγονοί μας γέμισαν πρώτα μια υπάρχουσα θέση και μετά διαφοροποίησαν;» ρωτάει ο Σαλάν. “Η μελέτη μας επισημαίνει το τελευταίο. Περιοριζόμενοι σε γεωγραφικά μικρές περιοχές με πολλές ανοιχτές υποδοχές στο οικοσύστημα που άφησαν τα νεκρά σπονδυλωτά χωρίς γνάθους και άλλα ζώα, οι γναθοστόμοι θα μπορούσαν ξαφνικά να κατοικήσουν σε ένα ευρύ φάσμα διαφορετικών κόγχων.”
Μια παρόμοια τάση παρατηρείται στους σπίνους του Δαρβίνου στα νησιά Γκαλαπάγκος στα ανοικτά των ακτών του Ισημερινού. Αυτά τα πουλιά εκμεταλλεύτηκαν νέες ευκαιρίες για να διαφοροποιήσουν τη διατροφή τους για να επιβιώσουν. Με την πάροδο του χρόνου, τα ράμφη τους εξελίχθηκαν σε διαφορετικά σχήματα για να ταιριάζουν καλύτερα στις ανάγκες τους.
Ο κύκλος επαναφοράς διαφορετικότητας
Ενώ τα ψάρια με σαγόνι παγιδεύτηκαν στη Νότια Κίνα, οι συγγενείς τους χωρίς σαγόνι συνέχισαν να εξελίσσονται παράλληλα και αλλού. Το ψάρι χωρίς σαγόνι κυβέρνησε την ευρύτερη θάλασσα για τα επόμενα 40 εκατομμύρια χρόνιαδιαφοροποίηση σε διαφορετικούς τύπους ψαριών υφάλου. Το γιατί τα ψάρια με σαγόνι -μεταξύ όλων των άλλων επιζώντων- κυριάρχησαν μόλις εξαπλώθηκαν από το καταφύγιο παραμένει μυστήριο.
Σύμφωνα με την ομάδα, αντί να καθαρίσει τον οικολογικό σχιστόλιθο της Γης, η μαζική εξαφάνιση της Ύστερης Ορδοβικανής προκάλεσε μια επαναφορά. Τα πρώιμα είδη σπονδυλωτών μπήκαν στις κόγχες που άφησαν πίσω τους εξαφανισμένα κονοδόντα και αρθρόποδα, ξαναχτίζοντας την ίδια οικολογική δομή, μόνο με νέα ζώα. Αυτό το μοτίβο επαναλαμβάνεται επίσης σε ολόκληρο τον Παλαιοζωικό μετά από άλλα γεγονότα εξαφάνισης που προκαλούνται από παρόμοιες περιβαλλοντικές συνθήκες. Η ομάδα αποκαλεί αυτό έναν επαναλαμβανόμενο «κύκλο επαναφοράς ποικιλομορφίας», όπου η εξέλιξη αποκαθιστά τα οικοσυστήματα συγκλίνοντας στα ίδια σχέδια.
«Αυτή η εργασία βοηθά να εξηγήσουμε γιατί εξελίχθηκαν τα σαγόνια, γιατί τελικά επικράτησαν τα σπονδυλωτά με γνάθο και γιατί η σύγχρονη θαλάσσια ζωή ανάγεται σε αυτούς τους επιζώντες και όχι σε προηγούμενες μορφές όπως τα κονοδόντια και οι τριλοβίτες», είπε ο Sallan. «Η αποκάλυψη αυτών των μακροπρόθεσμων προτύπων και των υποκείμενων διαδικασιών τους είναι μια από τις συναρπαστικές πτυχές της εξελικτικής βιολογίας».
2025 PopSci Outdoor Gift Guide
VIA: popsci.com
