Masowe wymierania powiązane są z rozwojem życia
Masowe wymieranie gatunków przez większość osób kojarzone jest z katastrofami naturalnymi, takimi jak wybuchy superwulkanów czy uderzenia meteorytów. Jednakże w świetle ostatnich dowodów wydaje się, że pierwszy znany okres wymierania na dużą skalę spowodowany był nie przez tragiczne w skutkach jednostkowe wydarzenie, a coś o wiele bardziej subtelnego – ewolucję.
"Ludzie bardzo powoli odkrywali, że organizmy same w sobie mogą prowadzić do licznego wyginięcia gatunków” – twierdzi Simon Darroch, asystent na wydziale nauk przyrodniczych Uniwersytetu Vanderbilt. „Jednak nasze badania porównawcze kilku biocenoz okresu ediakaru, kiedy to pojawiły się pierwsze organizmy wielokomórkowe, daje solidne podstawy, by sądzić, że to zaistnienie złożonych form życia zdolnych do kształtowania swojego środowiska (tzw. inżynierów ekosystemu) doprowadziło do wymarcia fauny ediakariańskiej” – dodaje.
Darroch zaznacza, że istnieje znacząca analogia między pierwszą falą wymierania na Ziemi a tym, co obserwujemy dzisiaj. „Ekstynkcja z końca ediakaru pokazuje, że rozwój nowych metod kształtowania środowiska może istotnie zmienić obraz całej planety, a ludzie są najpotężniejszymi ekosystemowymi inżynierami znanymi dotychczas” – podkreśla badacz.
Pierwotne życie na Ziemi składało się z różnego rodzaju jednokomórkowych mikroorganizmów, które rządziły planetą przez 3 miliardy lat. Po tym czasie u niektórych z mikrobów wykształciła się umiejętność pozyskiwania energii ze światła słonecznego. Ów proces skutkował wytworzeniem produktu ubocznego, który był toksyczny dla znacznej większości mikroorganizmów żyjących dotąd w warunkach ściśle beztlenowych – tlenu. Jednak u tych mikrobów, które były zdolne do wykształcenia ochrony przed toksycznym gazem, posłużył on jako podstawa do zupełnie nowej metody uzyskiwania dużych ilości energii – oddychania komórkowego. Ten krok okazał się niezbędny, by mogły powstać organizmy wielokomórkowe. 600 milionów lat temu, gdy po długim okresie zlodowacenia nadeszły cieplejsze czasy, swój początek zanotowała fauna ediakariańska.
Ze względu na swoją budowę – tj. brak szkieletu wewnętrznego czy skorup – o organizmach z tego okresu nie wiemy zbyt wiele. Jedyne skamieniałości stanowią odciski w skałach lub piasku. Naukowcy są jednak zgodni, że te pierwsze wielokomórkowce, w czasie pełnego rozkwitu, były rozprzestrzenione na powierzchni całej planety. W zdecydowanej większości nieruchome, żyły na dnach oceanów, przybierając rozmaite kształty: dysków, rurek, liści, a nawet pikowanej kołderki. Pokarm zdobywały raczej poprzez pasywny transport związków chemicznych przez błonę komórkową niż aktywne poszukiwanie składników odżywczych.
Paleontolodzy ukuli termin „Ogrody ediakaru”, by podkreślić rzekomy spokój panujący w owym okresie. Jednakże pod gładką powierzchnią dochodziło do silnych wzburzeń. Po 60 milionach lat ewolucja zademonstrowała swoje najnowsze dzieło – zwierzęta. Twory, które mogły się poruszać spontanicznie i niezależnie (przynajmniej na pewnym etapie życia) i które zapewniały sobie przeżycie poprzez spożywanie innych organizmów lub ich produktów. Zwierzęta wkroczyły na scenę w szale różnicowania gatunków znanym pod nazwą „eksplozji kambryjskiej” – wtedy też powstała większość typów królestwa Animalia, które istnieją do dziś: kręgowce, mięczaki, stawonogi, pierścienice, gąbki i parzydełkowce.
„Nowe gatunki zmieniły środowisko w sposób, który uniemożliwił przetrwanie większości gatunków fauny ediakarańskiej” – twierdzi Simon Darroch. Wraz z współpracownikami dokonał obszernej analizy paleontologicznej i geochemicznej najmłodszej znanej populacji ediakarańskiej, odkrytej w warstwach wzgórz południowej Namibii. Wykopalisko zwane Farm Swartpunt datowane jest na 545 milionów lat, z wahaniem sięgającym 1 do 2 milionów. „Odkryliśmy, że różnorodność gatunków w tym miejscu jest znacznie mniejsza oraz że istnieją dowody na większy stres ekologiczny niż w podobnych wykopaliskach, starszych o 10 do 15 milionów lat” – przyznał Darroch. Badania skał wykazały również rosnącą ilość nor i śladów pozostawionych przez wczesne zwierzęta, co wskazuje na wiarygodne powiązanie między ich rozwojem a wymarciem fauny ediakarańskiej.
Starsze wykopaliska obejmują między innymi Mistaken Point w Nowej Fundlandii (579-565 milionów lat), Nilpena w południowej Australii (555-550 milionów lat) oraz White Sea w Rosji (555-550 milionów lat). Darroch wraz z kolegami dołożyli wszelkich starań, by mieć pewność, że różnice, które zarejestrowali, nie wynikają z działania czynników zewnętrznych. Na przykład, przez porównanie struktury geochemicznej różnych stanowisk wykluczyli możliwość, by w Swartpunt brakowało kluczowych dla przeżycia składników odżywczych.
Istnieje w paleontologii przysłowie, według którego im większy wysiłek został włożony w wykopaliska, tym więcej różnorodnych skamieniałości zostanie tam odnalezionych. Zatem naukowcy wykorzystali metody statystyczne, by skompensować różnice w ilości wysiłku włożonego w badania na różnych stanowiskach. Po wykluczeniu czynników zewnętrznych, Darroch wraz ze współpracownikami uznali, że ich badania dostarczyły pierwszych ilościowych dowodów na to, iż ewolucyjne „nowinki”, zmiany dokonywane w środowisku przez przyrodę oraz biologiczne interakcje mogły być najistotniejszą przyczyną pierwszego masowego wymarcia złożonych organizmów.
