Πριν από περίπου 252 εκατομμύρια χρόνια, η ζωή στη Γη βρέθηκε αντιμέτωπη με τη μεγαλύτερη καταστροφή στην ιστορία της. Η μαζική εξαφάνιση της Πέρμιας-Τριαδικής περιόδου, γνωστή και ως «Μεγάλη Εξαφάνιση», εξαφάνισε περίπου το 96% των θαλάσσιων ειδών και το 70% των χερσαίων ζώων. Η καταστροφή, ωστόσο, δεν επηρέασε με τον ίδιο τρόπο όλα τα είδη. Ορισμένες ομάδες σχεδόν αφανίστηκαν, ενώ άλλες κατάφεραν να επιβιώσουν και τελικά να κυριαρχήσουν στους ωκεανούς για εκατομμύρια χρόνια. Μια νέα μελέτη με επικεφαλής ερευνητές του Stanford δίνει την πιο σαφή μέχρι σήμερα απάντηση στο ερώτημα γιατί συνέβη αυτή η μεγάλη αλλαγή, ενώ παράλληλα στέλνει ένα ιδιαίτερα επίκαιρο μήνυμα για το μέλλον των θαλασσών καθώς η θερμοκρασία του πλανήτη ανεβαίνει.
Για περίπου 280 εκατομμύρια χρόνια πριν από τη Μεγάλη Εξαφάνιση, στους βυθούς κυριαρχούσαν τα βραχιόποδα, θαλάσσια ζώα που θυμίζουν αχιβάδες, αλλά και τα κρινοειδή, γνωστά ως «θαλάσσια κρίνα», μαζί με άλλα είδη που ζούσαν σχεδόν ακίνητα στον βυθό και τρέφονταν φιλτράροντας το νερό. Μετά την καταστροφή, οι συγκεκριμένες ομάδες βρέθηκαν στα πρόθυρα της εξαφάνισης. Αντίθετα, περίπου τα μισά είδη μαλακίων, όπως τα μύδια και τα σαλιγκάρια, κατάφεραν να επιβιώσουν. Μαζί με τα ψάρια και τα εχινόδερμα, όπως οι αστερίες και οι αχινοί, οι επιζώντες οργανισμοί εξελίχθηκαν σταδιακά στις κυρίαρχες μορφές ζωής των σύγχρονων ωκεανών. Η εικόνα αυτή, σύμφωνα με τους ερευνητές, δεν είναι τυχαία, αλλά συνδέεται άμεσα με τον τρόπο λειτουργίας του μεταβολισμού τους.
Η νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο "Proceedings of the National Academy of Sciences", είναι η πρώτη που συνδυάζει στοιχεία για τη φυσιολογία τόσο των οργανισμών που επλήγησαν περισσότερο από την εξαφάνιση όσο και εκείνων που κατάφεραν να επιβιώσουν. Το βασικό συμπέρασμα είναι ότι τα είδη που δυσκολεύονταν περισσότερο να ανταποκριθούν σε θερμότερα και φτωχότερα σε οξυγόνο νερά ήταν και εκείνα που υπέστησαν τις μεγαλύτερες απώλειες. Οι συνθήκες αυτές επικράτησαν στους ωκεανούς όταν τεράστιες ηφαιστειακές εκρήξεις απελευθέρωσαν στην ατμόσφαιρα τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου, προκαλώντας απότομη υπερθέρμανση του πλανήτη. «Θέλαμε ουσιαστικά να λύσουμε το μυστήριο του γιατί, όταν πηγαίνεις στην παραλία, βρίσκεις κοχύλια από μύδια και σαλιγκάρια και όχι από βραχιόποδα», εξηγεί ο επικεφαλής της μελέτης Χοσέ Αντρές Μάρκες. Τα ευρήματα, όπως σημειώνει, δείχνουν ότι οι εξαφανίσεις ήταν πολύ συχνότερες στα είδη που ήταν πιο ευάλωτα στην άνοδο της θερμοκρασίας και στη μείωση του οξυγόνου στο νερό.
Το πλεονέκτημα των πιο δραστήριων οργανισμών
Το κλειδί φαίνεται να βρίσκεται στον μεταβολισμό. Κατά την Παλαιοζωική εποχή, η οποία ολοκληρώθηκε με τη Μεγάλη Εξαφάνιση, μεγάλο μέρος της θαλάσσιας ζωής αποτελούνταν από αργούς, σχεδόν ακίνητους οργανισμούς που ζούσαν στον βυθό. Τα βραχιόποδα, τα κρινοειδή, ορισμένα κοράλλια και θαλάσσιες ανεμώνες είχαν χαμηλές ενεργειακές απαιτήσεις και έναν σχετικά αργό μεταβολισμό. Τα είδη που επικράτησαν μετά την καταστροφή ήταν κατά κανόνα πιο κινητικά και δραστήρια. Τα ψάρια, τα σαλιγκάρια, οι αχινοί και τα δίθυρα μαλάκια, όπως τα μύδια, τα στρείδια και τα χτένια, χρειάζονται περισσότερη ενέργεια για να κινηθούν, να αναζητήσουν τροφή ή ακόμη και να κυνηγήσουν. Τα δίθυρα, για παράδειγμα, διαθέτουν μεγαλύτερο σώμα και ένα μυώδες «πόδι» που τους επιτρέπει να σκάβουν και να μετακινούνται στον βυθό. Πριν από τη Μεγάλη Εξαφάνιση, τα βραχιόποδα ήταν πολύ περισσότερα από τα δίθυρα. Σήμερα έχουν απομείνει περίπου 400 είδη βραχιοπόδων, την ώρα που τα δίθυρα υπολογίζεται ότι αριθμούν μεταξύ 10.000 και 15.000 ειδών. Ο Έρικ Σπέρλινγκ, ένας από τους επικεφαλής της έρευνας, το περιγράφει με χιούμορ: «Γι' αυτό τρώμε σούπα με μύδια και όχι με βραχιόποδα. Τα βραχιόποδα έχουν σχεδόν καθόλου κρέας».
Οι ερευνητές θεωρούν ότι η αλλαγή αυτή θυμίζει σε μεγάλο βαθμό αυτό που συνέβη μετά την εξαφάνιση των μη πτηνών δεινοσαύρων, πριν από περίπου 65 εκατομμύρια χρόνια. Τότε τα θηλαστικά βρήκαν χώρο να εξαπλωθούν και τελικά κυριάρχησαν σε οικολογικές θέσεις που μέχρι εκείνη τη στιγμή καταλάμβαναν οι δεινόσαυροι. Με παρόμοιο τρόπο, η Μεγάλη Εξαφάνιση δημιούργησε έναν τεράστιο οικολογικό χώρο για τους οργανισμούς που μπορούσαν να ανταποκριθούν καλύτερα στις νέες συνθήκες των ωκεανών. Η έρευνα δείχνει, επομένως, ότι δεν ήταν απλώς η τύχη που καθόρισε ποια είδη θα επιβιώσουν. Οι δυνατότητες του ίδιου του οργανισμού να διαχειριστεί τη ζέστη και την έλλειψη οξυγόνου έπαιξαν καθοριστικό ρόλο.
Οι επιστήμονες αναπαρέστησαν τις συνθήκες του αρχαίου ωκεανού
Η μελέτη έρχεται να συμπληρώσει προηγούμενη έρευνα του 2018 από επιστήμονες του Stanford και του Princeton, η οποία είχε καταλήξει στο συμπέρασμα ότι η άνοδος της θερμοκρασίας και η απώλεια οξυγόνου στους ωκεανούς ήταν πιθανότατα οι βασικές αιτίες της Μεγάλης Εξαφάνισης. Εκείνη η έρευνα, ωστόσο, βασιζόταν κυρίως σε στοιχεία από σύγχρονα θαλάσσια είδη, με αποτέλεσμα να υπάρχουν σημαντικά κενά σχετικά με τη φυσιολογία των οργανισμών που επλήγησαν περισσότερο πριν από 252 εκατομμύρια χρόνια. Για να καλύψουν αυτό το κενό, οι ερευνητές συγκέντρωσαν ζωντανούς οργανισμούς από διαφορετικές ομάδες και μελέτησαν τις αντιδράσεις τους σε διαφορετικές θερμοκρασίες και επίπεδα οξυγόνου. Μεταξύ άλλων, πραγματοποίησαν έρευνα στα νησιά Σαν Χουάν της πολιτείας Ουάσινγκτον, όπου τα βραχιόποδα εξακολουθούν να είναι σχετικά κοινά. Στη συνέχεια, στα εργαστήρια του Stanford, μέτρησαν πόσο οξυγόνο καταναλώνει κάθε οργανισμός καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία του νερού.
Τα αποτελέσματα ήταν αποκαλυπτικά. Τα ζώα της Παλαιοζωικής εποχής μπορούσαν να αντέξουν σε νερά με πολύ χαμηλότερα επίπεδα οξυγόνου από εκείνα που θα ήταν ανεκτά από πολλά σύγχρονα θαλάσσια είδη. Όταν όμως η θερμοκρασία ανέβαινε, ο αργός μεταβολισμός τους δεν μπορούσε να ανταποκριθεί στις αυξημένες ενεργειακές ανάγκες και η κατανάλωση οξυγόνου αυξανόταν με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα. Τα πιο δραστήρια σύγχρονα είδη χρειάζονται περισσότερο οξυγόνο υπό κανονικές συνθήκες, διαθέτουν όμως μυς και βράγχια που τους επιτρέπουν να ανταποκριθούν καλύτερα όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει και οι ανάγκες τους αυξάνονται. «Η άνοδος της θερμοκρασίας και η απώλεια οξυγόνου είναι οι βασικοί παράγοντες», τονίζει ο Σπέρλινγκ.
Η οξίνιση των ωκεανών, που προκαλείται όταν το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας απορροφάται από το θαλασσινό νερό και το κάνει πιο όξινο, θεωρείται επίσης ένας σημαντικός παράγοντας πίεσης για τη θαλάσσια ζωή. Η αυξημένη οξύτητα δυσκολεύει, μεταξύ άλλων, τον σχηματισμό κελυφών. Οι ερευνητές αναγνωρίζουν ότι η οξίνιση πιθανότατα συνέβαλε στη Μεγάλη Εξαφάνιση, υποστηρίζουν όμως ότι ο ρόλος της ήταν σαφώς μικρότερος σε σχέση με την υπερθέρμανση και την απώλεια οξυγόνου.
Το προειδοποιητικό μήνυμα για το σήμερα
Ίσως το πιο ανησυχητικό στοιχείο της έρευνας είναι ότι οι συνθήκες που προηγήθηκαν της Μεγάλης Εξαφάνισης παρουσιάζουν ορισμένες ομοιότητες με όσα συμβαίνουν σήμερα στους ωκεανούς. Για εκατομμύρια χρόνια πριν από την ανθρώπινη παρέμβαση στο κλίμα, οι θάλασσες ήταν σχετικά δροσερές και πλούσιες σε οξυγόνο. Η καύση ορυκτών καυσίμων και η αύξηση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου αλλάζουν πλέον αυτή την ισορροπία, θερμαίνοντας τους ωκεανούς και συμβάλλοντας στη μείωση του διαθέσιμου οξυγόνου. Οι επιστήμονες του Stanford σκοπεύουν να εξετάσουν και άλλες ομάδες θαλάσσιων οργανισμών, προκειμένου να κατανοήσουν καλύτερα πώς αλληλεπιδρούν η άνοδος της θερμοκρασίας, η απώλεια οξυγόνου και η οξίνιση τρεις πιέσεις που εντείνονται ταυτόχρονα στις σύγχρονες θάλασσες.
Η σύγκριση με το παρελθόν είναι ιδιαίτερα ανησυχητική. Κατά τη Μεγάλη Εξαφάνιση, η θερμοκρασία της Γης αυξήθηκε κατά περίπου 8 έως 12 βαθμούς Κελσίου, όμως αυτή η μεταβολή χρειάστηκε χιλιάδες χρόνια για να εξελιχθεί. Σήμερα, ακόμη και στα πιο αισιόδοξα σενάρια, ο πλανήτης αναμένεται να θερμανθεί σημαντικά μέχρι το τέλος του αιώνα, ενώ στα χειρότερα σενάρια η αύξηση μπορεί να φτάσει τους 4 βαθμούς σε σχέση με την προβιομηχανική εποχή. Η κρίσιμη διαφορά είναι η ταχύτητα με την οποία συντελείται η αλλαγή. «Τα κακά νέα είναι ότι, σύμφωνα με τα χειρότερα σενάρια, οδεύουμε προς επίπεδα θέρμανσης αντίστοιχα με εκείνα της Πέρμιας-Τριαδικής περιόδου», προειδοποιεί ο Σπέρλινγκ. Υπάρχει, ωστόσο, και ένα θετικό μήνυμα: «Βρισκόμαστε ακόμη στο σημείο όπου μπορούμε να αλλάξουμε τα πράγματα και να κάνουμε κάτι γι' αυτό».
