Fallet av en asteroide på Yucatan-halvön för 66 miljoner år sedan är bara en del av berättelsen förknippad med utrotningen av då 75% av kända livsformer, indikerar en välkänd populariserare av vetenskap i Amerika. Skillnaden mellan överlevande och dödade i den katastrofen liknar ett mönster som har validerats i miljoner år både före och efter asteroidens påverkan.
Anledningen till att vår planet har förlorat dessa fruktansvärda och forntida ödlor kan verka uppenbar. För cirka 66 miljoner år sedan föll en asteroid från himmel till jorden med en vild brus, och platsen för dess fall var den nuvarande Yucatan-halvön i Mexiko. De förödande konsekvenserna var aldrig tidigare skådade - en tsunami, en överhettad atmosfär, en mörkare himmel, en fruktansvärd plötslig kall snäpp och andra apokalyptiska miljöhändelser, vilket resulterade i att uppskattningsvis 75% av kända livsformer på vår planet förstördes.
Paleontologer kallar denna katastrof för kristen-Paleogene-utrotning (K / Pg-utrotning), eftersom den betyder övergången från krita till Paleogen i jordens historia. Även om händelsen är under ständig studie är dess detaljer fortfarande ett mysterium för forskare. Detta fall avslutades inte efter upptäckten på 1990-talet av krateret som bildades efter asteroidens fall, liksom fastställandet av exakt hur förstörelsen av befintliga livsformer ägde rum (och vad som skilde de överlevande formerna från de döda). Allt detta fortsätter att inspirera paleontologer och får dem att djupt studera denna katastrof från krita perioden.
För att bättre förstå hela denna historia som helhet flyttar forskare sig från det ögonblick som asteroiden föll och studerar ett utökat antal livsprover från den tiden. Dinosaurier levde inte i en stabil och riklig mesozoisk utopi, och de var inte de enda levande organismerna på den tiden - långt ifrån den. Världen omkring dem förändrades sedan, som det alltid hände. När krettsperioden avslutades sjönk havsnivån, klimatet blev kallare, och en del av det förhistoriska Indien som kallas Trapps på Deccan Plateau var en mycket vulkanisk plats. Det är inte lätt att förstå hur dessa förändringar påverkade livet på jorden, särskilt efter en katastrofisk meteoritpåverkan förändrade bergens struktur. Ändå,paleontologer granskar sedimentproven vid den tiden för att förstå vad som hände.
"För att förstå vad som hände efter den här asteroiden träffade Jorden, behöver vi exakta baslinjedata om bakgrundsutrotningen före den krita-paleogenkatastrofen," sa Paul Barrett, paleontolog vid Natural History Museum. Katastrofens ögonblick är meningsfullt endast inom ramen för ett bredare sammanhang och vittnar om de befintliga livsformerna före och efter det. "Och då kommer det att vara möjligt att prata om huruvida Chicxulub-händelsen var den främsta orsaken till utrotningen, eller det var bara det sista slaget som slutade ekosystemet, vars stabilitet gradvis minskade."
Även om utrotningen av krita-paleogen var en global kris förblir dess processer på olika platser på vår planet outforskade. Mängden information på en viss plats beror på hur väl de fossila skikten bevaras och hur tillgängliga de är för forskare. Vissa platser med den bästa tillgängligheten finns i västra Nordamerika, där det finns en kontinuerlig sekvens av sedimentära skiktdata från det sena krita och tidiga Paleogene. Dessa bergformationer innehåller både förutsläckning och material efter släckning, och det är dessa data som har blivit tillgängliga som har gjort det möjligt för paleontologen Emily Bamforth från Royal Saskatchewan Museum att studera vad som hände under de 300 000 åren före det explosiva slutförandet. Krittperiod.
När man tittar på de geologiska avsättningarna i sydvästra Saskatchewan sa Bamforth att lokala förhållanden, inklusive antalet djurbränder och egenskaperna hos specifika livsmiljöer, var lika viktiga som vad som hände globalt för att identifiera prover av forntida biologisk mångfald. …”Enligt min mening är detta ett viktigt budskap att tänka på när man analyserar orsakerna till försvinnandet,” säger Bamforth. "Varje enskilt ekosystem kan ha sina egna mindre incitament för biologisk mångfald som fanns på plats före utrotning, och dessa kan betraktas som en del av större, globala drivkrafter." Det som var bra för sköldpaddor, paddor, växter, dinosaurier och andra organismer på ett ställe kanske inte är så bra på en annan plats.och därför kan vi inte förstå de globala förändringarna ordentligt utan att beakta grunden för lokal mångfald. "Ekosystem är komplexa och jag tror att det är meningsfullt att ha det i åtanke när jag diskuterar orsakerna och varaktigheten för massutrotning", konstaterar Bamforth.
För Saskatchewan var den ekologiska gemenskapen före utrotning som ett Jenga-spel. "Toppen förblir intakt, men faktorer som klimatförändringar skar långsamt bort det, försvagar systemet och gör det sårbart," säger Bamforth. Den ständigt skiftande ekologiska stabiliteten gör stora problem särskilt katastrofala - som en asteroid som faller på fel plats vid fel tid.
Kampanjvideo:
Bilden av det skiftande ekosystemet omdirigerar fokus för krita-paleogenkatastrofen. Medan orsakerna till utrotningen av dinosaurier som inte är aviär och andra organismer griper vår uppmärksamhet, har forskare svårare tid att besvara frågan om varför överlevande arter kunde klara det genom nästa kapitel i livshistoria.
De arter som kunde överleva konsekvenserna av katastrofen som inträffade var i regel små i storlek, halvt vattenlevande och dessutom kunde konsumera en mängd olika livsmedel, men det finns några viktiga kontroverser i detta avseende. Det fanns också små icke-fågel-dinosaurier som hade liknande fördelar, men ändå utrotade, liksom många reptiler, fåglar och däggdjur, trots att de tillhörde bredare befintliga grupper. Så, till exempel, didelfodons, ett däggdjur på storlek som en grävling, kunde inte överleva, precis som de gamla Avizaurusfåglarna inte kunde göra detta.
"Det är en sak jag försöker förklara," säger Barrett. I allmänhet borde små dinosaurier och andra djur ha haft en bättre chans att överleva än deras större släktingar, men detta var inte alltid fallet.
Pat Holroyd från University of California Museum of Paleontology jämför sådan forskning med vad som händer efter en flygplanskrasch.”Räddare går dit och samlar in all information, och sedan försöker experter att förstå vad som hände. "Varför överlevde folket i svansavdelningen, och de passagerare som var på andra platser dog?" Frågar Holroyd. Även om dessa händelser kan vara speciella och deras orsaker är unika, är det ändå möjligt att titta på många händelser av denna art, definiera mönster och ge information om vad vi tycker om en viss händelse.
När det gäller utrotning av krita-paleogen uppstår sådana mönster fortfarande. Enligt Holroyd har en betydande mängd data, hämtad från meningsfull forskning om de arter som överlevde katastrofen, bara publicerats eller skickats till Paleobiology Database under det senaste decenniet. Denna nya information tillåter Holroyd och hennes kollegor att studera förändringsmönster - hur länge vissa arter kunde överleva på land och i närliggande sötvattenkroppar - långt innan asteroiden träffade, och även efter katastrofen. Teamets forskningsresultat presenterades tidigare i höst på Society of Vertebrate Paleontology årliga konferens i Albuquerque, New Mexico.
Några av modellerna var redan kända. Fisk, sköldpaddor, amfibier och företrädare för krokodillerna - alla har som regel mer förmåga än strikt markbundna organismer. "Experter har observerat dessa mönster sedan åtminstone 1950-talet, och kanske till och med tidigare," konstaterar Holroyd. Emplibianternas motståndskraft har emellertid aldrig fastställts i detalj, och ny forskning tyder på att lösningen på gåtan för utrotningsmodellen stod framför oss redan från början.
Till Holroyds överraskning liknar skillnaden mellan de överlevande och de som dödades av den krita-paleogenkatastrofen faktiskt det mönster som har validerats i miljoner år både före och efter asteroiden påverkan. Terrestriska arter av levande saker, särskilt stora, har inte samma förmåga att överleva som de som lever i sötvattenmiljöer. Terrestriska arter utrotas ofta snabbare än de som finns i vattenmiljöer, även utan en större katastrof. Arterna som levde i och runt sötvattenkropparna tycktes hålla längre, och när utrotningen i slutet av kritaperioden nådde sin topp hade dessa organismer en fördel jämfört med deras rent markbundna grannar.
Men även i denna typ av relativt säker vattenmiljö var saker inte så rosa för de djur som bodde i vattnet. Enligt Holroyd har till exempel krattsköldpaddor förlorat 50% av sin mångfald globalt, även om förlusterna endast var 20% i mer lokaliserade områden i västra Nordamerika, vilket ytterligare förstärker vikten av att förstå lokala och globala mönster. Även de grupper som kan betraktas som”överlevande” kan drabbas av förluster och inte återgå till sin tidigare härliga utveckling. Till exempel kunde pungdjur överleva konsekvenserna av katastrofen som en grupp, men deras mångfald påverkades avsevärt och antalet minskades avsevärt.
Frågan om hur lokala ekosystem har påverkats av dessa förändringar är nästa steg mot att förstå hur artens utrotning har påverkat världen. Holroyd citerar triceratops som ett exempel. De var utbredda i stora delar av västra Nordamerika under det sena kritan och var verkligen en viktig del av ekosystemet. Bison var sådana djur på en gång, och med tanke på hur dessa växtätare förändrar sin livsmiljö genom bete och migration, utrotningen av Triceratops, det vill säga trehörniga dinosaurier, ledde utan tvekan till betydande konsekvenser för ekosystemet som var i processen för restaurering efter den kritiska katastrofen. Växter som troligen var beroende av Triceratops för att sprida sina frön påverkades, medan andra växter,som tidigare trampades av dinosaurier, har nu möjlighet att utvecklas mer fritt. Hur de beståndsdelar i ett ekologiskt system bildas och vad de betyder för återhämtning från en katastrof - dessa frågor bör nu vara helt i fokus för vår uppmärksamhet.
"Det västra interiören i Nordamerika är det enda fönstret för oss att få en uppfattning om vad som hände med levande organismer på jorden som ett resultat av katastrofen av krita-paleogen, men det är helt oklart om detta kan betraktas som ett typiskt fall," sade Barrett. "Vi har ingen aning om hur intensiv utrotningsprocessen var i olika delar av världen," särskilt på de platser som låg på ett betydande avstånd från asteroidens fall.”Det verkar osannolikt att det finns en modell i en storlek som passar alla” som skulle bestämma ödet för sådana olika organismer som Edmontosaurus på land och skal-ammoniter i havet, såväl som många andra arter som dog i krita katastrofen. Forskning i Europa,Sydamerika börjar precis bilda grunden för en välbehövlig global bild av historiens mest berömda utrotningsprocess.
"Det är som ett jättepussel som vi började lägga in fler och fler bitar", konstaterar Bamforth. Med tiden kommer en komplett bild av detta kritiska ögonblick i jordens historia att återskapas.
Brian Switek