Największe na Ziemi zdarzenie wymierania może być spowodowane przez przerzedzenie ozonu

Wymieranie z końca permu jest jedną z największych tajemnic w historii Ziemi. Oczywiście, wygaśnięcie kredy i trzeciorzędu - tego, które (prawie) zniszczyło wszystkie dinozaury - było złe, ale nawet to blednie w porównaniu. Wymieranie na koniec permu, które rozpoczęło się około 251,9 miliona lat temu, zniszczyło ponad 90 procent gatunków morskich i ponad dwie trzecie gatunków lądowych w ciągu około 500 tysięcy lat.

Jednak naukowcy tak naprawdę nie wiedzą, co go spowodowało, mając jedynie teorię, że masowa erupcja wulkanu spowodowała ruch całego wydarzenia.

Ale w artykule opublikowanym w środę w czasopiśmie Postępy naukowe naukowcy z Wydziału Biologii Integracyjnej i Muzeum Paleontologii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley dostarczają eksperymentalnych dowodów na to, że ekstynkcja na końcu permu, znana również jako wymieranie permsko-triasowe, mogła być spowodowana w dużej mierze przez coś jesteśmy zbyt zaznajomieni z: wyczerpaną warstwą ozonową.

Proponują, aby zwiększone promieniowanie UV-B, które zostało przepuszczone przez warstwę ozonową, która została rozcieńczona przez masywną erupcję wulkaniczną, utrudniało lub uniemożliwiało drzewom rozmnażanie się. Więc raczej niż bezpośrednio zabijając zwierzęta, aktywność wulkaniczna wywołała kaskadę, która spowodowała wylesienie, prowadzące do zawalenia się sieci pokarmowej, aw końcu do wymarcia zwierząt.

Dowody są w postaci zmutowanych ziaren pyłku, które według naukowców są wynikiem zwiększonego promieniowania UV-B - rodzaju powodującego oparzenia słoneczne. Zapis kopalny wykazał wiele okazów zmutowanego pyłku z roślin nagozalążkowych, roślin, które dominowały przed wzrostem roślin kwitnących, z których wszystkie sięgają czasu wyginięcia na końcu permu. Podczas gdy naukowcy postawili hipotezę, że te zmutowane sosny, palmy i ziarna pyłku miłorzębu były wynikiem promieniowania UV-B, naukowcy nie ujawnili wcześniej żadnych mocnych dowodów.

Aby przetestować swoją hipotezę, naukowcy próbowali zmutować ziarna pyłku, próbując odtworzyć skutki warunków o niskiej zawartości ozonu. Wyeksponowali 30 reprodukcyjnie dojrzałych sosen karłowatych (Pinus mugo Columnaris), którego pyłek jest podobny do pyłku sosen z końca permu, do szeregu warunków świetlnych: Sześć pozostawiono na zewnątrz jako grupę kontrolną, podczas gdy pozostałe 24 umieszczono w komorach wzrostu o wyższych poziomach UV-B promieniowanie.

Wszystkie rośliny przetrwały, ale drzewa narażone na podwyższone poziomy promieniowania UV-B rozwinęły zmutowane ziarna pyłku i miały stożki, które przestały rosnąć, zanim stały się płodne. Innymi słowy, rośliny były żywe ale nie mógł się rozmnażać.

Zmutowane ziarna pyłku z drzew rosnących w warunkach UV-B (zaprojektowane do symulacji tych z końca permskiego wyginięcia) wykazują uderzające podobieństwo do skamieniałych ziaren pyłku z tego okresu.

Potwierdza to hipotezę, że aktywność wulkaniczna podczas end-permskiego zdarzenia wymierania nie zabiła bezpośrednio zwierząt na Ziemi, ale stworzyła warunki, które były naprawdę złe dla żyjących tu roślin i zwierząt. Warunki te doprowadziły do ​​powolnego, ale pewnego spadku w ciągu setek tysięcy lat, ponieważ rośliny nie rozmnażały się, powodując kryzys żywnościowy po kryzysie żywności dla zwierząt i ewentualne masowe zgony.

Naukowcy ostrzegają, że może to również służyć jako ostrzeżenie dla naszej obecnej ery. W chwili, gdy temperatura oceanu rośnie, a lodowce topnieją, możliwe jest, że coś takiego jak kaskady sił ekologicznych, które wydarzyły się miliony lat temu, mogą się powtórzyć dzisiaj. W rzeczywistości niektórzy naukowcy twierdzą, że jest niemal pewne, że zobaczymy masowe wymieranie w następnym stuleciu. Ale hej, przynajmniej może ktoś nauczy się na naszych błędach za kilkaset milionów lat.

Abstrakcyjny: Chociaż wulkanizm syberyjski jest uważany za główny czynnik napędowy największego wymarcia w historii Ziemi, kryzysu końca permu, związek między tymi wydarzeniami pozostaje niejasny. Jednak wady rozwojowe skamieniałego pyłku roślin nagozalążkowych z okresu wygaszania sugerują stres biologiczny zbiegający się ze spadkiem lasu pulsacyjnego. Przypuszcza się, że ziarna te zostały spowodowane zwiększonym napromieniowaniem ultrafioletem B (UV-B) z powodu pogorszenia się osłony ozonowej wywołanej wulkanizmem. Przetestowaliśmy ten proponowany mechanizm, obserwując wpływ wywnioskowanych end-permskich systemów UV-B na rozwój pyłku i sukces reprodukcyjny u żywych drzew iglastych. Stwierdzamy, że częstość występowania wad rozwojowych pyłku wzrasta pięciokrotnie przy wysokich intensywnościach promieniowania UV-B. Co zaskakujące, wszystkie drzewa przetrwały, ale zostały wysterylizowane pod zwiększonym UV-B. Wyniki te potwierdzają hipotezę, że zwiększony stres UV-B mógł przyczynić się nie tylko do powstawania wad rozwojowych pyłku, ale także do wylesiania w okresach kryzysu między permem a triasem. Poprzez zmniejszenie płodności kilku szeroko rozpowszechnionych linii nagonasiennych pulsacyjne osłabienie tarczy ozonowej mogło wywołać powtarzalną destabilizację biosfery lądowej i zapaść sieci pokarmowej bez wywierania bezpośredniego mechanizmu „zabijania” roślin lądowych lub zwierząt. Odkrycia te podważają paradygmat, że masowe wymieranie wymaga mechanizmów zabijania i sugerują, że nowoczesne lasy iglaste mogą być znacznie bardziej podatne na antropogeniczne wyczerpywanie warstwy ozonowej niż oczekiwano.