بقلم هانا هيكي
٦ ديسمبر ٢٠١٨
المقالة رقم ٤٠٠ لسنة ٢٠٢٨
التصنيف: النشوء والتطور
Hannah Hickey
December 6, 2018
أكبر إنقراض في تاريخ الأرض كان في نهاية فترة العصر البرمي Permian، قبل حوالي ٢٥٢ مليون سنة. قبل فترة طويلة من وجود الديناصورات ، كان كوكبنا مأهولًا بالنباتات والحيوانات التي انقرضت في الغالب بعد سلسلة من ثورانات البركانية الضخمة في سيبيريا.
 |
| يُبين هذا الرسم التوضيحي نسبة الحيوانات البحرية التي انقرضت في نهاية العصر البرمي بخط العرض ، من النموذج (الخط الأسود) ومن سجل الأحافير (النقاط الزرقاء). نسبة أكبر من الحيوانات البحرية بقيت على قيد الحياة في المناطق المدارية منها في القطبين. يظهر لون الماء تغير درجة الحرارة ، حيث اللون الأحمر يمثل الإحترام الشديد والأصفر الأقل إحترار. في الجزء العلوي من القارة العظمى بانجيا ، مع قورانات بركانية هائلة ينبعث منها ثاني أكسيد الكربون. تمثل الصور الموجودة أسفل الخط بعضًا من 96 في المائة من الأنواع البحرية التي انقرضت خلال الحدث. |
تظهر الأحافير في صخور قاع البحر القديمة نظامًا بيئيًا (ايكلوجياً) مزدهرًا ومتنوعًا ، ثم مجموعة من الجثث. حوالي ٩٦ في المائة من الأنواع البحرية أبيدت خلال "الموت العظيم" (للتعريف، طالع مصدر رقم ١) ، تلتها ملايين السنين عندما كان على الحياة أن تتكاثر وتتنوع مرة أخرى.
ما تم مناقشته حتى الآن هو بالضبط ما جعل المحيطات غير مضيافة للحياة - الحموضة العالية للماء أو التسمم بالمعادن والكبريتيد ، أو نقص كامل في الأكسجين ، أو ببساطة درجات حرارة عالية .
بحث جديد من جامعة واشنطن وجامعة ستانفورد جمع بين نماذج لحالات المحيطات وعمليات الإستقلاب (الأيض) الحيواني مع بيانات من مختبرات منشورة وسجلات علمية قديمة تبين أن الإنقراض الجماعي في العصر البرمي Permian في المحيطات كان بسبب الإحتباس الحراري (العالمي) global warming الذي ترك الحيوانات غير قادرة على التنفس. كلما ارتفعت درجات الحرارة وتسارعت عملية استقلاب (الأيض) لدى الحيوانات البحرية ، لم تتمكن المياه الدافئة من الاحتفاظ بما يكفي من الأكسجين من أجل بقاء الحياة فيها.
وقد نشرت الدراسة (٢) في ٧ ديسمبر في مجلة ساينس.
سن سمك القرش المتصاعد المتحجر هو من هيليكوبريون ، سمك القرش غير العادي الذي عاش خلال العصر البرمي. يقع دوارة السن داخل الفك السفلي للسمك. الأحفورة معروضة في متحف ايداهو للتاريخ الطبيعي
"هذه هي المرة الأولى التي نجري فيها تنبؤاً ميكانيكياً mechanistic حول سبب الانقراض الذي يمكن اختباره بشكل مباشر بالسجل الأحفوري ، والذي يسمح لنا بعد ذلك بالتنبؤ بأسباب الانقراض في المستقبل" ، كنّا قال المؤلف الأول جاستن بن Justin Penn، طالب دكتوراه جامعة واشنطون UW في علوم المحيطات.
اختبر الباحثون نموذج المناخ مع تضاريس الأرض خلال العصر البرمي ، عندما كانت كتل اليابسة مجموعة في القارة العظمى بانجيا Pangaea ( أم القارات). قبل أن تؤدي ااثورانات البركانية المستمرة في سيبيريا إلى إستحداث كوكب من الغازات الدفيئة greenhouse، كان لدى المحيطات درجات حرارة ومستويات أكسجين مماثلة لمستويات اليوم. ثم رفع الباحثون من مستويات الغازات المسببة للاحتباس الحراري في النموذج إلى المستوى المطلوب لجعل درجات حرارة المحيطات الاستوائية عند السطح أعلى بنحو ١٠ درجات مئوية (٢٠ درجة فهرنهايت) ، لمماثلتها مع الظروف المناخية في ذلك الوقت.
النموذج استنسخ التغييرات الدراماتيكية الناتجة في المحيطات. فقدت المحيطات حوالي ٨٠ في المئة من الأوكسجين. نصف قاع المحيطات تقريبا ، معظمها في أعماق البحر الأكثر عمقا ، خاليا تماما من الأوكسجين.
ولتحليل الآثار على الأنواع البحرية ، نظر الباحثون في حساسية الأكسجين ودرجة الحرارة المتغيرة لـ ٦١ نوعًا من الكائنات البحرية الحديثة - بما في ذلك القشريات والأسماك والمحار والمرجان وأسماك القرش - باستخدام قياسات مخبرية منشورة من قبل. من المتوقع أن تكون درجة تحمل الحيوانات الحديثة لدرجات الحرارة العالية والأكسجين المنخفض مماثلة للحيوانات في العصر البرمي لأنها تطورت تحت ظروف بيئية مشابهة. ثم دمج الباحثون سمات traits الأنواع مع محاكاة المناخ القديم للتنبؤ بجغرافية الانقراض.
أحفورة من المغرب لحيوان ال دايديمابروتوس - مفصلي منقرض ، واحدة من تريلوبيت كانت موجودة بوفرة في محيطات العالم ولكن انقرضت في نهاية العصر البرمي
ويظهر النموذج ان الأكثر تضرراً من الكائنات الحية كانت الأكثر حساسية للأكسجين الموجودة بعيداً عن المناطق المدارية. العديد من الأنواع التي عاشت في المناطق المدارية قد انقرضت في النموذج ، لكنه تنبأ بأن الأنواع التي كانت تعيش في خطوط العرض العالية (البعيدة عن خط الإستواء) ، وخاصة تلك التي لديها متطلبات أكسجين عالية ، قد انقرضت بالكامل تقريباً.
لاختبار هذا التنبؤ ، حلل المؤلفان المشتركان جوناثان باين وإريك سبيرلنغ في جامعة ستانفورد التوزيعات الأحفورية في أواخر العصر البرمي من قاعدة بيانات علوم الأحافير البيلوجية القديمةPaleobiology، وهو أرشيف افتراضي لمجموعات أحافير منشورة. يظهر سجل الأحافير أين كانت الأنواع قبل الانقراض ، وأي الأنواع انقرضت بالكامل أو أي منها كانت مقتصرة في جزء من موطنها السابق.
يؤكد السجل الأحفوري أن الأنواع التي كانت بعيدة عن خط الاستواء عانت بشكل أكثر أثناء الحدث.
وقال بين Penn: "إن بصمة آلية القتل هذه ، الإحتباس االاحتراري وفقدان الأكسجين ، هو هذا النمط الجغرافي الذي تنبأ به النموذج ثم اكتًُشف في الأحافير ". "يشير التوافق بين الاثنين إلى أن آلية الاحتباس الحراري وفقدان الأكسجين هما السبب الرئيسي للإنقراض."
وتبني هذه الدراسة على البحث السابق (٣) الذي قاده دوتش Deutsch الذي بين أنه مع ارتفاع حرارة المحيطات ، تسارعت عملية التمثيل الغذائي ( الأيض) للحيوانات البحرية، وهذا يعني أنها كانت تحتاج إلى مزيد من الأكسجين ، في خين تحتفظ المياه الدافئة بدرجة أقل من الأكسجين . تبين تلك الدراسة السابقة أن المحيطات الأكثر دفئًا تدفع الحيوانات بعيدًا عن المناطق المدارية.
الدراسة الجديدة ضمت حالات المحيط المتغيرة واحتياجات الأيض المختلفة للحيوانات عند درجات حرارة مختلفة. تظهر النتائج أن أكثر تأثيرات الحرمان من الأوكسجين حدة هي للأنواع التي تعيش بالقرب من القطبين.
"بما أن الكائنات الحية في المناطق المدارية قد تكيفت بالفعل مع الظروف الدافئة ، ومنخفضة الأكسجين ، فإنها يمكن أن تبتعد عن المناطق المدارية وتجد نفس الظروف في مكان آخر" ، كما قال دويتش. "ولكن إذا تم تكييف كائن حي مع بيئة باردة غنية بالأكسجين ، فإن هذه الظروف لم تعد موجودة في المحيطات الضحلة".
المناطق المسماة "بالمناطق الميتة dead zones " الخالية تماماً من الأوكسجين في الغالب كانت تحت الأعماق التي كانت تعيش فيها الأنواع ، ولعبت دورًا أقل في معدلات البقاء على قيد الحياة.
"في نهاية المطاف ، اتضح أن حجم المناطق الميتة dead zones لا يبدو في الحقيقة أنه السبب الأساسي للانقراض" ، منا قال دويتش. "كثيرا ما نفكر في نقص الأكسجين anoxia، النقص الكامل في الأكسجين ، كالحالة التي تحتاجها للحصول على نطاق واسع غير قابل للسكن (للحياة) . ولكن عندما تنظر إلى تحمل مستوى أكسجين منخفض، يمكن استبعاد معظم الكائنات الحية من مياه البحر التي فيها نقص أوكسجين . "
الإحتباس الاحتراري المؤدي إلى نقص في الأكسجين يفسر أكثر من نصف فقدان التنوع البحري. يقول المؤلفان إن التغيرات الأخرى ، مثل التحمض أو التحولات في إنتاجية الكائنات الحية ضوئية التخليق photosynthetic، قد تكون بمثابة أسباب إضافية.
الوضع في أواخر العصر البرمي - زيادة غازات الدفيئة في الغلاف الجوي الاي تؤدي إلى درجات حرارة أدفأ على الأرض - شبيهة بالغازات الدفيئة اليوم.
 |
| متحجرة البارابليبتيروس المنقرضة ، وهي نوع من الأسماك التي انقرضت خلال العصر البرمي. هذه المتحجرة معروضة في متحف الدولة للتاريخ الطبيعي في كارلسروه بألمانيا |
وقال بين Penn، "في ظل سينارويوات انباعاثات بقاء الأمور على حالها ، بحلول عام ٢١٠٠ ، سيقترب الاحترار في المحيط العلوي من ٢٠ في المائة من الاحترار في أواخر العصر البرمي ، وبحلول عام ٢٣٠٠ سيصل إلى ما بين ٣٦ و ٥٠ في المائة". "تسلط هذه الدراسة الضوء على احتمال حدوث انقراض جماعي ناشئ عن آلية مماثلة في ظل تغير المناخ البشري المنشأ الأنثروبوجينيك anthropogenic ( الإصطناعي )."
مصادر من خارج وذاخل النص
١-https://ar.m.wikipedia.org/wiki/انقراض_العصر_البرمي_الثلاثي
٢-http://science.sciencemag.org/content/362/6419/eaat1327
٣- http://www.washington.edu/news/2015/06/04/warmer-lower-oxygen-oceans-will-shift-marine-habitats/
المصدر الرئيسي
http://www.washington.edu/news/2018/12/06/biggest-extinction-in-earths-history-caused-by-global-warming-leaving-ocean-animals-gasping-for-breath/
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق