Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Nauki ścisłe

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Wymieranie dinozaurów – nowe odkrycia naukowców

Wymieranie dinozaurów – nowe odkrycia naukowców

Ostatnie doniesienia naukowców opublikowane w Nature Communications sugerują, że dinozaury zaczęły wymierać jeszcze przed ich finalnym zniknięciem z Ziemi. Komentarza w tej kwestii udziela dr hab. Bogusław Kołodziej z Instytutu Nauk Geologicznych Wydziału Geografii i Geologii UJ.

Największy kryzys biotyczny w dziejach Ziemi miał miejsce ok. 250 mln lat temu w późnym permie (przed granicą permu i triasu, czyli granicy ery paleozoicznej i mezozoicznej). Wymarło w jego rezultacie ok. 90 % gatunków. Było to wymieranie „rozłożone na raty”, trwając nawet kilka milionów lat, a dla podkreślenia skali wymierania obrazowo mówi się, że Ziemia stała się wówczas niemal martwa. Największą uwagę szerszej opinii publicznej skupiło jednak wielkie wymieranie ok. 66 mln lat temu, na granicy kredy i paleogenu (dawniej określana jako granica kredy i trzeciorzędu) czyli na granicy ery mezozoicznej i kenozoicznej (w której obecnie żyjemy). Wtedy bowiem wymarły dinozaury. A właściwie należałoby powiedzieć nieptasie dinozaury (i one są przedmiotem dyskutowanej tutaj pracy), ponieważ ostatnio w języku angielskim ptaki określane są również jako avian dinosaurs czyli ptasie dinozaury. Upadek asteroidu 66 mln lat temu jest przez większość naukowców akceptowaną przyczyną nagłego wymarcia dinozaurów (krater uderzeniowy Chicxulub znajduje się w Meksyku). Przedmiotem dyskusji pozostawała kwestia czy kryzys dinozaurów rozpoczął się jeszcze przed impaktem.

Zespół badaczy pod kierunkiem Fabiena Condamine w artykule opublikowanym w czerwcowym numerze Nature Communications (12/2021) przedstawił wyniki analiz danych na temat kredowych dinozaurów. Przeprowadzono je w celu określenia zróżnicowania dinozaurów w poszczególnych piętrach geologicznych (interwałach czasowych). Analizy te pozwoliły badaczom na uzyskanie nowych danych i przedstawienie nowej interpretacji ewolucji kredowych dinozaurów. Autorzy tej pracy przeanalizowali dane pochodzące z 1600 kredowych stanowisk, w których stwierdzono łącznie 247 gatunków reprezentujących najważniejsze siedem rodzin. Badania wykazały, że zróżnicowanie taksonomiczne (gatunkowe, rodzajowe) osiągnęło maksimum w środkowej późnej kredzie. Natomiast w kampanie (piętro późnej kredy), czyli 10 mln lat przed kataklizmem na granicy kredy i paleogenu, zróżnicowanie znacznie spadło, ponieważ stopień wymierania przewyższał stopień powstawania nowych gatunków (specjacji). W mastrychcie (ostatnie piętro kredy) trend był podobny. W dyskutowanym przedziale czasowym zaznaczyła się odmienna dynamika zróżnicowania taksonomicznego między dinozaurami w zależności od sposobu odżywiania, ponieważ spadek zróżnicowania w większym stopniu wystąpił u grup roślinożernych niż mięsożernych.

Badacze podjęli próbę wyjaśniania tego spadku zróżnicowania taksonomicznego. Rozpatrzyli możliwe przyczyny abiotyczne (środowiskowe) i biotyczne (ekologiczne). Późna kreda była okresem cieplarnianym, charakteryzującym się wysokimi temperaturami i zmniejszonym gradientem temperaturowym. Spadek temperatury w kampanie–mastrychcie w istotnym stopniu wpłynął zdaniem autorów na zmniejszenie zróżnicowania dinozaurów. Dinozaury były organizmami mezotermalnymi, stanowiąc kategorię pośrednią między organizmami stałocieplnymi (np. ssaki) i zmiennocieplnymi (współczesne gady). Duże dinozaury w większym stopniu były zależne od temperatury środowiska, ponieważ utrzymywanie temperatury wewnętrznej ciała na względnie stałym poziomie (homeotermia) było u tych form trudniejsze w warunkach globalnego ochłodzenia. Ochłodzenie wpłynęło także na wegetację roślinną, co spowodowało zmniejszone zróżnicowanie dinozaurów roślinożernych. To z kolei wpłynęło na gatunki mięsożerne, które na nie polowały. Tak więc zmiany środowiskowe zmodyfikowało strukturę troficzną (piramida troficzna, łańcuch pokarmowy) późnokredowych biocenoz lądowych. Zdolność do zastępowania wymarłych gatunków (czyli specjacja) była w kampanie–mastrychcie (ostatnie piętra kredy) mniejsza niż wcześniej.

Podsumowując: chociaż dinozaury dominowały w ekosystemach lądowych aż do końca późnej kredy, to rezultaty badań przedstawionych w omawianej pracy wykazały znaczny wzrost wymierania jeszcze przed ich finalnym zniknięciem na granicy kredy i paleogenu. Zdaniem autorów przyczyną spadku zróżnicowania taksonomicznego w dwóch ostatnich piętrach geologicznych kredy były długotrwałe zmiany środowiska fizycznego, a przede wszystkim globalne ochłodzenie. Zmiany te doprowadziły do restrukturyzacji ekosystemów lądowych, zmian w łańcuchu pokarmowym, spadek specjacji i brak ewolucyjnych innowacji, co spowodowało, że dinozaury były szczególnie podatne na globalne zmiany środowiska po katastrofie na granicy kreda/paleogen. W przeciwieństwie do wielu innych grup organizmów, które po kryzysie szybko odrodziły się, a znaczenie niektórych grup, na przykład ssaków, stopniowo wzrastało. Już wcześniej wielu badaczy uważało, że większość wymierań masowych w historii Ziemi nie była wynikiem gwałtownych katastrof, lecz stopniowych zmian klimatu (a w konsekwencji innych zmian środowiskowych), spowodowanych często przez wielkie erupcje wulkaniczne. Badania Condamine i współautorów wykazały, że kryzys dinozaurów wywołany zmianami środowiskowymi rozpoczął się 10 mln lat przed granicą kredy i paleogenu. Uderzenie w Ziemię asteroidu pozostaje hipotezą tłumaczącą ostateczne ich zniknięcie.

 

Dr hab. Bogusław Kołodziej

Instytut Nauk Geologicznych UJ

 

Literatura:

Condamine, F. L., Guinot, G., Benton, M. J. & Currie, P. J. (2021). Dinosaur biodiversity declined well before the asteroid impact, influenced by ecological and environmental pressures. Nature Communications, 12 (1): 1–16.

Grafika: 

Żywa planeta; grafiki wykorzystane na załączonym drzewie pochodzą ze stron projektu PhyloPic. Ich autorzy to: Steven Traver (ssak), Oliver Griffith (jaszczurka), B. Kimmel (krokodyl), George Edward Lodge (ptak), Scott Hartman – na licencji CC Attribution 3.0 Unported (dinozaur i dinozauromorf); Dmitry Bogdanov – na licencji CC Attribution 3.0 Unported (rauizuchid oraz płaz).

Polecamy również
Tydzień Noblowski 2021 - komentarze
Tydzień Noblowski 2021 - komentarze