Permské vymírání

Permské vymírání (někdy také nazývané velké permské vymírání či vymírání na rozhraní perm-trias) je nejrozsáhlejší hromadné vymírání organismů v historii Země. Nastalo před 252 miliony let (případně 253 miliony let)[1] na přelomu prvohor a druhohor, tedy na rozhraní period permu a triasu. Je spojeno s drastickým úbytkem globální biodiverzity.[2][3]

Permskému vymírání ve svrchním permu (loping) předcházelo o 8 milionů let menší vymírání ve středním permu (guadalup).[4] Bylo však srovnatelné s největšími vymíráními.[5]

Necelé 2 miliony let po permském vymírání nastalo další masové vymírání.[6] Výzkumy z Číny ukazují, že bylo relativně náhlé a proběhlo z geologického hlediska velmi rychle (trvalo přibližně jen 31 000 let).[7] Jiné výzkumy hovoří o statisících let.[8] Přibližně dalších 5 milionů let po tomto vymírání docházelo k drastickým proměnám a výkyvům v ekologické stabilitě tehdejších společenstev.[9]

Příčiny vymíráníEditovat

 
Lystrosaurus – jeden z mála přeživších rodů.

Permské vymírání bylo zřejmě způsobeno součinností několika doložených faktorů, jako například výkyvy salinity moří, výlevy lávy, poklesem mořské hladiny a nedostatkem kyslíku jak v moři, tak v atmosféře.

Nedávné výzkumy poukázaly, že se v oblasti Sibiře nachází rozlehlá vrstva ztuhlé lávy, tzv. sibiřské trapy, která stářím odpovídá permskému vymírání.[10] Vrstva sopečných hornin mocná až několik kilometrů naznačuje, že v oblasti Sibiře došlo v době před 252 miliony let k masivní erupci.[11][12] Rozsáhlá a dlouhodobá sopečná aktivita (při formování superkontinentu Pangea) mohla vytvořit rozsáhlý mrak sazí a popela, který se prostřednictvím vzdušných proudů rozprostřel nad celým povrchem a způsobil vulkanickou zimu trvající nejméně několik let až desetiletí (v závislosti na množství částic vyvržených do atmosféry). Během erupce se navíc do atmosféry dostalo obrovské množství sopečných plynů ovlivňující vlastnosti atmosféry.[13]

Rozsáhlé požáry, které byly dalším z přímých následků erupce, zvýšily značně obsah CO2 v atmosféře, který coby skleníkový plyn vytvořil podmínky pro růst teploty na Zemi po vymizení prachového atmosférického příkrovu. Zvýšení teploty mělo způsobit rozklad metan hydrátu, který se i v současnosti nachází pod nánosy sedimentů na mořském dně poblíž pevninských šelfů. Takto do atmosféry uvolňovaný methan jen nadále zvyšoval skleníkový efekt (fosilní nálezy poukazují na zvýšení obsahu izotopu 12C v sedimentech z doby vymírání a jeho zvýšenou hodnotu po něm)[11]. Podle odhadů mohla teplota vzrůst až o deset stupňů Celsia oproti podmínkám před erupcí. Vzrůst teploty způsobil nadměrné vypařování vody, v jehož důsledku klesala hladina moří za zvyšování jejich salinity a ve vnitrozemí zavládlo horké a suché období. Vymírání fotosyntetických organismů (zčásti způsobené nedostatkem světla a tepla během vulkanické zimy a částečně pro nedostatek vody v následném horkém období) spolu se zvýšeným obsahem metanu způsobilo značný pokles kyslíku, a to z původních téměř 30 % až na pouhých 10 %.[11]

Ukazuje se, že narušení pevninských ekosystémů se do jisté míry odehrávalo již před koncem permu.[14] Ekosystémy po celé planetě se dominovým efektem hroutily. Nejprve vulkanická zima následována vysokými teplotami a suchem měly za následek úhyn rostlin (ten podle datování předcházel 400 000 let vymírání v moři).[15][16] Jejich následný nedostatek spolu s klesajícím množstvím kyslíku a dostupné vody tvrdě zasáhl živočišnou složku ekosystémů. V mořských ekosystémech zkázu způsobil růst teploty a salinity moří, což se opět lavinovitě promítlo napříč celým potravním řetězcem od planktonu až k největším mořským predátorům. Podle simulací mohlo vymírání mořských živočichů na konci permu být způsobeno zejména teplotně indukovanými hypoxickými událostmi (náhlým razantním úbytkem kyslíku v mořské vodě).[17]

V paleontologickém záznamu byly objeveny náznaky úplného zhroucení ekosystémů na konci permu, evidentní například z rozboru koloběhu některých chemických prvků v biosféře a atmosféře.[18] Hlavní příčinou vymírání mohly být také mohutné perturbace v mořském uhlíkovém cyklu.[19]

Dopady na vývoj biosféryEditovat

V období permu byli zástupci podtřídy Synapsida (mezi nimiž se nacházeli i předkové savců) dominantními tvory, kteří se na vrchol dostali díky pokročilé stavbě lebky a čelistí. Naopak zástupci podtřídy Diapsida, kteří se právě v době permu začali objevovat (mezi nimiž jsou předkové krokodýlů, ichtyosaurů, pterosaurů a dinosaurů), byli jen v malých formách a nic nenasvědčovalo, že by se měli stát významnější součástí ekosystémů. Obecně měli suchozemští obratlovci tendenci stahovat se do vyšších zeměpisných šířek, protože rovníkové oblasti byly kvůli vysokým teplotám prakticky neobyvatelné.[20] Velmi dobře se zpočátku a na krátkou dobu (z hlediska geologického času) dařilo temnospondylním obojživelníkům.[21]

V důsledku kataklyzmatických změn vymřelo 77 % až 96 % všech vodních a suchozemských druhů; novější odhady tento údaj zpřesnují na 81 %.[22] Přesná čísla jsou však neznámá, a to i z důvodů odlišných interpretací stratigrafie.[23] Vymřeli například poslední trilobiti, graptoliti, pancířnatci, trnoploutvé akantódy, obojživelníci subkategorie Lepospondyli a mnohé skupiny plazů. Vymírání postihlo i planktonické dírkonošce Fusulina.

Dosavadní výhoda synapsidů přestala být směrodatná a místo toho se klíčovým faktorem stala dýchací soustava, která dosáhla vyššího stupně vývoje u triasových potomků permských diapsidů. Jako reakce na nedostatek kyslíku se u předků savců a raných forem savců vyvinula bránice (důsledkem čehož u savců došlo k redukci žeber v oblasti břicha) pro zvýšení obsahu vzduchu vdechovaného do plic, a tím vyrovnávání sníženého obsahu kyslíku v atmosféře. U diapsidů se vyvinul systém vzdušných vaků, který zdědili i ptáci a který jim umožnil vyrovnat se s nízkou koncentrací kyslíku. Díky vyšší efektivnosti vzdušných vaků oproti bránici získaly diapsidní druhy dominantní postavení v nově se rodících triasových ekosystémech, které nastupovaly na místa uvolněná vymřelými ekosystémy permskými. Změny způsobené vymíráním také pravděpodobně nastartovaly vývoj teplokrevnosti živočichů.[24]

Když se v pozdějších obdobích hladina kyslíku opět navýšila, ekosystémům dominovaly diapsidní skupiny. Potomci synapsidů oproti tomu nabývali jen malých rozměrů, což jim znemožnilo si vydobýt výraznější postavení v přírodě až do vymření všech diapsidních skupin (s výjimkou krokodýlů a ptáků) o 185 milionů let později.

Výzkum jezerních sedimentů na území Číny z doby před 242 miliony let dokládá, že po vymírání na konci permu trvalo nejméně 10 milionů let, než se jezerní (lakustrinní) společenstva plně druhově obnovila.[25]

Někteří živočichové pravděpodobně přežili období nejvíce ztížených životních podmínek díky schopnosti vyhrabávat podzemní nory. Dokazují to například objevy fosilních nor se zkamenělinami kynodontů, objevené na území současné Austrálie.[26]

OdkazyEditovat

ReferenceEditovat

  1. http://phys.org/news/2015-11-long-held-assumptions-ancient-mass-extinction.html - New findings rock long-held assumptions about ancient mass extinction
  2. Haijun Song, Shan Huang, Enhao Jia, Xu Dai, Paul B. Wignall, and Alexander M. Dunhill (2020). Flat latitudinal diversity gradient caused by the Permian-Triassic mass extinction. Proceedings of the National Academy of Sciences, 117 (30): 17578-17583. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.1918953117
  3. Gregory J. Retallack (2021). Multiple Permian-Triassic life crises on land and at sea. Global and Planetary Change. 198: 103415. doi: https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2020.103415
  4. http://phys.org/news/2015-07-mass-extinction-event-south-africa.html - Mass extinction event from South Africa's Karoo
  5. https://phys.org/news/2019-09-unearth-extinction.html - Researchers unearth 'new' extinction
  6. http://phys.org/news/2016-06-previously-unknown-global-ecological-disaster.html - Previously unknown global ecological disaster discovered
  7. Shu-Zhong Shen; et al. (2018). A sudden end-Permian mass extinction in South China. Geological Society of America Bulletin. doi: https://doi.org/10.1130/B31909.1
  8. https://phys.org/news/2019-04-evidence-volcanoes-biggest-mass-extinction.html - New evidence suggests volcanoes caused biggest mass extinction ever
  9. Elke Schneebeli-Hermann (2020). Regime shifts in an Early Triassic subtropical ecosystem. Frontiers in Earth Science (abstract only). doi: 10.3389/feart.2020.58869
  10. http://phys.org/news/2015-08-ties-severe-extinction-ancient-volcanic.html - Study ties most severe extinction to ancient volcanic activity
  11. a b c Miracle Planet - Extinction and Rebirth; Hideki Tasuke; 2004; Japonsko & Kanada; 55min; 1 2
  12. https://phys.org/news/2020-11-large-volcanic-eruption-largest-mass.html - Large volcanic eruption caused the largest mass extinction
  13. https://phys.org/news/2017-07-geologists-clues-world-greatest-extinction.html - Geologists offer new clues to cause of world's greatest extinction
  14. Pia A. Viglietti, Roger M.H. Smith & Bruce S. Rubidge (2018). Changing palaeoenvironments and tetrapod populations in the Daptocephalus Assemblage Zone (Karoo Basin, South Africa) indicate early onset of the Permo-Triassic mass extinction. Journal of African Earth Sciences 138: 102-111. doi: https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2017.11.010
  15. https://phys.org/news/2019-01-earth-largest-extinction-event.html - Earth's largest extinction event likely took plants first
  16. https://phys.org/news/2020-03-earth-largest-extinction-die-offs-began.html - In Earth's largest extinction, land die-offs began long before ocean turnover
  17. Justin L. Penn, Curtis Deutsch, Jonathan L. Payne & Erik A. Sperling (2018). Temperature-dependent hypoxia explains biogeography and severity of end-Permian marine mass extinction. Science 362(6419): eaat1327. doi: 10.1126/science.aat1327
  18. Jacopo Dal Corso, Benjamin J. W. Mills, Daoliang Chu, Robert J. Newton, Tamsin A. Mather, Wenchao Shu, Yuyang Wu, Jinnan Tong & Paul B. Wignall (2020). Permo-Triassic boundary carbon and mercury cycling linked to terrestrial ecosystem collapse. Nature Communications, 11, Article number: 2962. doi: https://doi.org/10.1038/s41467-020-16725-4
  19. Hana Jurikova, Marcus Gutjahr, Klaus Wallmann, Sascha Flögel, Volker Liebetrau, Renato Posenato, Lucia Angiolini, Claudio Garbelli, Uwe Brand, Michael Wiedenbeck & Anton Eisenhauer (2020). Permian-Triassic mass extinction pulses driven by major marine carbon cycle perturbations. Nature Geoscience. doi: https://doi.org/10.1038/s41561-020-00646-4
  20. Massimo Bernardi, Fabio Massimo Petti & Michael J. Benton (2018). Tetrapod distribution and temperature rise during the Permian–Triassic mass extinction. Proceedings of the Royal Society B 285 20172331. doi: 10.1098/rspb.2017.2331.
  21. David A Tarailo (2018). Taxonomic and ecomorphological diversity of temnospondyl amphibians across the Permian–Triassic boundary in the Karoo Basin (South Africa). Journal of Morphology. doi: https://doi.org/10.1002/jmor.20906
  22. http://phys.org/news/2016-10-paleontologist-great-dying-million-years.html - Paleontologist suggests 'great dying' 252 million years ago wasn't as bad as thought
  23. A. G. Ponomarenko (2017). Terrestrial Ecology Around the P/T Border. Paleontological Journal 51 (6): 53-58 (ruská edice). doi: 10.7868/S0031031X17060046
  24. https://phys.org/news/2020-10-world-greatest-mass-extinction-triggered.html#! - World's greatest mass extinction triggered switch to warm-bloodedness
  25. Xiangdong Zhao, Daran Zheng, Guwei Xie, Hugh C. Jenkyns, Chengguo Guan, Yanan Fang, Jing He, Xiaoqi Yuan, Naihua Xue, He Wang, Sha Li, Edmund A. Jarzembowski, Haichun Zhang & Bo Wang (2020). Recovery of lacustrine ecosystems after the end-Permian mass extinction. Geology. doi: https://doi.org/10.1130/G47502.1
  26. Stephen McLoughlin, Chris Mays, Vivi Vajda, Malcolm Bocking, Tracy D. Frank & Christopher R. Fielding (2020). Dwelling in the dead zone--vertebrate burrows immediately succeeding the end-Permian extinction event in Australia. PALAIOS, 35(8): 342–357. doi: https://doi.org/10.2110/palo.2020.007

LiteraturaEditovat

Externí odkazyEditovat

Související článkyEditovat