Az állatok a vízben oldott oxigén hiányától, a szén-dioxid szint megnövekedésétől, a kalcium-karbonát burok építésének beszűkült lehetőségétől, az óceán megváltozott savasságától és a magasabb vízhőmérséklettől pusztultak el. A perm kori nagy kihalásnak mára is érvényes tanulságai vannak. Jelenleg gyorsabb ütemben kerül szén a légkörbe, mint 252 millió éve.
Talán nem annyira közismert, mint a kréta időszakban bekövetkezett pusztulás, amely megölte a dinoszauruszokat, de a jóval korábbi perm időszakban, 252 millió évvel ezelőtt történt kihalás messze a legkatasztrofálisabb volt a Földön bekövetkezett öt nagy fajpusztulás közül. Nem csoda hát, hogy nagy kihalásnak nevezik. A tudósok számítása szerint a tengeri fajok 95 százaléka, és a földieknek is körülbelül ugyanakkora hányada pusztult ki egy földtörténet mértékkel mérve szívdobbanásnyi idő alatt.
A perm idején bekövetkezett pusztulás oka vagy okai máig sem ismeretesek. A hipotézisek között szerepel egy katasztrófát okozó aszteroida becsapódás, mint amilyen a kréta időszaki kihalást okozta, de vulkánkitörés és oxigénhiányos víz felszínre kerülése az óceánok mélyéről sem zárható ki. Az abból az időszakból származó fosszíliák alapos vizsgálata azonban más megközelítésre ösztönöz, és egyben meglepő új ismeretekkel szolgál a modern tengeri életről és annak jövőjéről.
Teljesen kicserélődtek az óceánok domináns állatai
A Stanford Egyetem és a Santa Cruz-i Kaliforniai Egyetem tudósítói két nemrég megjelent munkájukban a sejtek szintjén elemezték a "gyilkolási mechanizmust", ahogy ők nevezték. Nem azt vizsgálták, hogy mi történhetett a bolygónkon, hanem azt, hogy mi zajlódott le az állatok sejtjeiben, amitől azok elpusztultak. A Perm időszak tengeri gerinctelen állataiból keletkezett és 8900 különböző gyűjtésből származó csaknem 50 ezer fosszíliának a tanulmányozása lehetővé tette számukra, hogy bepillantást nyerjenek az ősi élőlények belső világába, és pontosan leírják, hogyan haltak ki egyesek, míg mások tovább éltek.
Matthew E. Clapham a Santa Cruz-i egyetem földtannal foglalkozó kutatója és Jonathan L. Payne, a Stanford geokémikusa megállapította, hogy a kalcium-karbonát, vagyis mészkő vázzal vagy burokkal rendelkező élőlények nagyobb valószínűséggel pusztultak el, mint azok, amelyeknek váza vagy burka más anyagból volt. Azok az állatok, amelyek nem tudták megvédeni belső kémiájukat, szintén hajlamosabbak voltak a kipusztulásra. Az, hogy valamely faj széles körben elterjedt volt a bolygón, nem sok védelmet jelentett a kihalással szemben, és ugyanúgy a nagy egyedszám sem. A pusztulás mindenhol bekövetkezett az óceánban. Nincs semmilyen összefüggés a kihalás és az élőlény mozgása vagy táplálkozása között sem. A szerzők megállapítása szerint az állatok a vízben oldott oxigén hiányától, a szén-dioxid mennyiségének megnövekedésétől, a kalcium-karbonát burok építésének beszűkült lehetőségétől, az óceán megváltozott savasságától és a magasabb vízhőmérséklettől pusztultak el. Arra is rájöttek, hogy ezek a stresszhatások gyorsan következtek be, és mindegyik erősítette a többi hatását. "Mindennek következtében 200 ezer év vagy talán jóval rövidebb idő alatt teljesen kicserélődtek az óceánok domináns állatai" – közölte Clapham.
A modern tengeri ökológiát a nagy kihalások formálták
A legnagyobb károsodást a korallok szenvedték el: sok fajuk, köztük a barázdás korall néven ismert szarv alakú fenéklakók, teljesen eltűntek. A tengeri szivacsok is elpusztultak a perm időszak tengereiben és zátonyain élő kagylós lényekkel együtt. A valaha általánosan elterjedt háromkaréjú rákok mindegyik faja kipusztult. A tengeri gerincteleneknek és egysejtűeknek egyetlen nagyobb csoportja se maradt sértetlen. Helyettük a csigák és más haslábúak, a kéthéjúak, mint a kagylók és a fésűkagylók lettek a perm időszak után a meghatározó élőlények. Ez a változás közvetlenül elvezetett a mai óceánok élővilágához. Clapham szerint "a modern tengeri ökológiát a múltban történt nagy kihalások formálták".
Mi történt tehát 252 millió évvel ezelőtt, ami miatt oly súlyos fiziológiai stressz érte a tengeri állatokat?
A korszak szén-, kalcium- és nitrogénizotópjaiból szerzett újabb információk, valamint a szerves geokémia felfedezései azt mutatják, hogy zavar keletkezett a globális szénciklusban, és hatalmas mennyiségű szén került a légkörbe és az óceánba. Ennek okát a tudósok az utóbbi 500 millió év legnagyobb vulkanikus eseményében, az Oroszország északi hegyes vidékét kialakító vulkánkitörésekben vélik felfedezni. A kitörések miatt katasztrofális mennyiségű széngáz jutott a légkörbe és onnan az óceánokba, ami hosszú távú elsavasodást, felmelegedést és hatalmas területeken oxigénhiányt okozott.
Clapham számára az igazi meglepetést annak felfedezése okozta, hogy a nagy kihalás eseményei mennyire hasonlítanak az óceánok kémiájában ma megfigyelhető trendekhez. A szén alapú gázok magas koncentrációja a légkörben a tengerek felmelegedéséhez, gyors savasodásához és oxigénszegény zónák kialakulásához vezet. "A gondolat, hogy az óceán kémiájában végbemenő változások, különösen a savasodás a tömeges kihalás egyik okozója lehet, viszonylag új – jegyezte meg Andrew H. Knoll, a Harvard Egyetem geológusa, aki 1996-ban egy jelentős dolgozatában azt vizsgálta, hogy milyen hatással van a levegő szén-dioxid-tartalmának gyors növekedése az élő szervezetek fiziológiájára. – Általánosságban az, amit ma látunk, és amit a következő kétszáz évre előrejelzünk, párhuzamos pályán halad azzal, ami a múltban történt."
Az ember felér egy vulkánnal
Clapham azonban rámutatott arra is, hogy a perm időszak és a jelenkor közti hasonlóságok nem pontosak. A perm időszak óceánja könnyebben elsavasodhatott, mint a mai, mert kevesebb, a savasságot mérséklő mélyvízi kalcium-karbonát volt benne. A korallok azonban a mai óceánban is a legsebezhetőbb élőlények, és ugyanazért, amiért a perm időszak tengereiben is azok voltak: kevés lehetőségük van belső kémiájuk szabályozására, és csak kalcium-karbonátból tudják felépíteni a zátonyaikat.
Chris Langdon, a Miami Egyetem biológusa, a tengerek savasodásával kapcsolatos kutatások egyik úttörője állítja, hogy a korallok az egész világon veszélyben vannak. Hans Pörtner, a németországi Bremerhavenben működő Alfred Wegener Intézet állat-ökofiziológusa pedig úgy véli, hogy a kevesebb oldott oxigént tartalmazó, savasabb és melegebb óceánnak egy sor negatív fiziológiai hatása van a tengeri állatokra. "A perm időszakban bekövetkezett kihalás alapján elképzelhetjük, hogy mi történik a mai tengeri élőlényekkel, ha a légkör széntartalma tovább nő" – magyarázta. Langdonnal együtt arra a következtetésre jutott, hogy jelenleg gyorsabb ütemben kerül szén a légkörbe, mint a permi kihalás idején. "Az ember jelenleg semmivel sem ér kevesebbet a szén-dioxid-kibocsátás szempontjából a vulkánoknál" – fogalmazott Knoll.
