Emme vieläkään tiedä, miksi dinosaurusten valtakausi päättyi

Syy siihen, miksi planeettamme menetti kauan sitten eläneet kauheat liskot, saattaa vaikuttaa itsestään selvältä. Noin 66 miljoonaa vuotta sitten asteroidi syöksyi huutaen taivaalta ja iskeytyi Meksikon nykyisen Jukatanin niemimaan alueelle. Sitä seurannut tuho oli ennennäkemätön: tsunamit, ylikuumentunut ilmakehä, pimenevä taivas, kauhea kylmyys ja muut apokalyptiset ekologiset tapahtumat hävittivät arviolta seitsemänkymmentäviisi prosenttia maapallon tunnetusta elämästä.

Paleontologit tuntevat tämän katastrofin nimellä K/Pg-sukupuuttotapahtuma, koska se merkitsee siirtymävaihetta Maapallon historian liitukaudesta paleogeenikaudelle. Mutta vaikka sitä on tutkittu jatkuvasti, tämän tapahtuman yksityiskohdat askarruttavat asiantuntijoita edelleen. Asiaa ei saatu päätökseen, kun törmäyskraatteri tunnistettiin 1990-luvulla, ja se, miten sukupuutto tarkalleen ottaen tapahtui – mikä erotti elävät kuolleista – inspiroi paleontologeja edelleen kaivautumaan liitukauden kataklysmiin.

Ymmärtääkseen paremmin koko tarinaa tutkijat vetäytyvät törmäyshetkestä taaksepäin tutkiakseen elämän laajempia malleja tuolloin. Dinosaurukset eivät eläneet vakaassa ja rehevässä mesotsooisessa utopiassa, eivätkä ne olleet ainoita eliöitä tuohon aikaan – kaukana siitä. Maailma muuttui niiden ympärillä kuten aina ennenkin. Liitukauden lähestyessä loppuaan merenpinta laski, ilmasto oli muuttumassa viileämmäksi, ja esihistoriallisen Intian Deccan Trapsiksi kutsutussa osassa oli voimakasta tulivuoritoimintaa. Sen selvittäminen, miten nämä muutokset vaikuttivat elämään maapallolla, ei ole mikään yksinkertainen tehtävä, varsinkaan sen jälkeen, kun katastrofaalinen meteoriitti sekoitti kaiken kiviainesrekisteriin, mutta paleontologit käyvät läpi raunioita ymmärtääkseen paremmin, mitä tapahtui.

”Saadaksemme käsityksen siitä, mitä tapahtui asteroidin törmäyksen jälkeen, tarvitsemme vankkaa perustietoa siitä, minkälainen oli tausta-aineiston sukupuuttoon kuolemisen nopeus ennen K/Pg-iskua”, Natural History Museumin paleontologi Paul Barrett sanoo. Katastrofin hetki voi olla järkevä vain laajemmassa kontekstissa, jossa elämä on ollut ennen ja jälkeen sen. ”Tämä tekisi eron sen välillä, olivatko Chicxulubin kataklysmiset tapahtumat joko sukupuuton ensisijainen syy vai pelkkä armonisku, joka lopetti ekosysteemin, jonka sietokyky oli vähitellen kulunut loppuun.”

Kaikenkaikkiaan K/Pg-sukupuutto oli maailmanlaajuinen kriisi, mutta sitä, miten se eteni eri puolilla maapalloa eri paikoissa, ei juurikaan tiedetä. Tietojen määrä tietystä paikasta riippuu siitä, miten hyvin asianomaiset kalliokerrokset ovat säilyneet ja miten tutkijat pääsevät niihin käsiksi. Jotkut parhaista paljastumista sattuvat sijaitsemaan Pohjois-Amerikan länsiosissa, jossa on yhtenäinen sedimenttikerrosten sarja, joka tallentaa liitukauden lopun suoraan paleogeenin alkuun. Nämä kivet tarjoavat ennen ja jälkeen sukupuuttoon kuolemisen kuvia, ja juuri näiden paljastumien ansiosta Royal Saskatchewan Museumin paleontologi Emily Bamforth on voinut tutkia, mitä tapahtui 300 000 vuoden aikana ennen liitukauden räjähdysmäistä päättymistä.

Lounais-Saskatchewanin geologisia tallenteita tarkasteltaessa Bamforth sanoo, että paikalliset olosuhteet, kuten metsäpalojen esiintymistiheys ja tietyn elinympäristön ominaisuudet, olivat yhtä tärkeitä muinaisen biologisen monimuotoisuuden malleja määriteltäessä kuin se, mitä tapahtui globaalissa mittakaavassa. ”Mielestäni tämä on tärkeä viesti, joka on syytä pitää mielessä, kun pohditaan sukupuuton syitä”, Bamforth sanoo. ”Jokaisella eri ekosysteemillä on voinut olla omat pienemmän mittakaavan biodiversiteettitekijänsä, jotka olivat toiminnassa ennen sukupuuttoa ja jotka olivat suurten, globaalien tekijöiden taustalla.” Se, mikä oli hyväksi kilpikonnille, sammakkoeläimille, kasveille, dinosauruksille ja muille organismeille jossakin paikassa, ei välttämättä ollut hyödyllistä jossakin toisessa paikassa, mikä korostaa sitä, että emme voi ymmärtää globaaleja muutoksia ilman paikallisen monimuotoisuuden perustaa. ”Ekosysteemit ovat monimutkaisia asioita, ja mielestäni se kannattaa pitää mielessä, kun pohditaan joukkosukupuuton syytä ja kestoa”, Bamforth sanoo.

Saskatchewanissa ekologinen yhteisö oli sukupuuttoon kuolemista edeltävänä aikana kuin suuri Jenga-peli. ”Torni on edelleen pystyssä, mutta ilmastonmuutoksen kaltaiset tekijät vetävät siitä hitaasti palikoita pois, heikentävät järjestelmää ja tekevät siitä haavoittuvan”, Bamforth sanoo. Jatkuvasti muuttuva ekologinen vakaus teki suurista häiriöistä – kuten asteroidin iskeytymisestä väärään paikkaan väärään aikaan – erityisen katastrofaalisia.

Tämä kuva muuttuvista ekosysteemeistä kääntää K/Pg-katastrofin painopisteen toisinpäin. Vaikka ei-avisten dinosaurusten ja muiden eliöiden kuoleman syy herättää aina huomiomme, tutkijoiden on ollut vaikeampaa selvittää, miksi eloonjääneet pystyivät siirtymään elämän historian seuraavaan lukuun.

Iskeytymisestä hengissä selvinneet lajit olivat tyypillisesti pienikokoisia, puolivesieläimiä tai tekivät kolopuita ja kykenivät elättämään itsensä monenlaisella ravinnolla.

Mutta joitakin keskeisiä ristiriitaisuuksia on olemassa. Oli joitakin pieniä ei-aavisia dinosauruksia, joilla oli näitä etuja ja jotka silti kuolivat sukupuuttoon, ja monet matelijat, linnut ja nisäkkäät kuolivat sukupuuttoon, vaikka kuuluivat laajempiin ryhmiin, jotka säilyivät. Esimerkiksi mäyräkoiran kokoinen nisäkäs Didelphodon ei selvinnyt, kuten ei myöskään muun muassa muinainen lintu Avisaurus.

”Tätä on vaikea selittää”, Barrett sanoo. Yleisesti ottaen pienemmillä dinosauruksilla ja muilla eläimillä olisi pitänyt olla paremmat mahdollisuudet selviytyä kuin niiden suuremmilla sukulaisilla, mutta näin ei aina ollut.

Pat Holroyd Kalifornian yliopiston paleontologian museosta vertaa näitä tutkimuksia siihen, mitä tapahtuu lento-onnettomuuksien jälkeen. ”He menevät sinne, keräävät kaikki tiedot ja yrittävät selvittää: ’No, ok, miksi ihmiset koneen peräosassa selvisivät hengissä, mutta ihmiset koneen muissa osissa eivät selvinneet?'” Holroyd sanoo. Ja vaikka tällaiset katastrofit voivat olla yksittäisiä tapahtumia, joilla on ainutlaatuiset syyt, on silti mahdollista tarkastella useita tapauksia yhdessä, jotta voidaan tunnistaa kaavat ja saada tietoa siitä, mitä saatamme pitää yksittäisenä tapahtumana.

K/Pg-lajin sukupuuttoon kuolemisen osalta kaavat ovat vasta muotoutumassa. Holroyd arvioi, että suuri osa asiaankuuluvasta tutkimuksesta siitä, mitkä lajit selvisivät törmäyksestä, on julkaistu tai ladattu Paleobiology Database -tietokantaan vasta viime vuosikymmenen aikana. Näiden uusien tietojen ansiosta Holroyd ja kollegat pystyivät tutkimaan vaihtuvuuden malleja – kuinka kauan lajit säilyivät maalla ja siihen liittyvissä makean veden elinympäristöissä – kauan ennen ja jälkeen asteroidi-iskun. Ryhmän havainnot esiteltiin aiemmin tänä syksynä Society of Vertebrate Paleontologyn vuosikokouksessa Albuquerquessa, New Mexicossa.

Jotkut kuvioista olivat tuttuja. Kalat, kilpikonnat, sammakkoeläimet ja krokotiilit pärjäsivät yleisesti ottaen paremmin kuin puhtaasti maaeliöt. ”Ihmiset ovat havainneet tätä kuviota ainakin 50-luvulta lähtien ja luultavasti aiemminkin”, Holroyd sanoo. Mutta veteen sidottujen lajien sietokykyä ei ollut koskaan aiemmin kvantifioitu yksityiskohtaisesti, ja uusi analyysi paljastaa, että ratkaisu sukupuuttokuvion arvoitukseen on saattanut olla aivan edessämme koko ajan.

Yllätys oli Holroydin mukaan se, että K/Pg-tapahtumasta eloonjääneiden ja sukupuuttoon kuolleiden välinen ero jäljitteli kuviota, joka on pitänyt paikkansa kymmeniä miljoonia vuosia ennen asteroidin iskeytymistä ja sen jälkeen. Maalla elävät lajit, erityisesti suuret lajit, eivät yleensä säily yhtä kauan kuin makean veden ympäristössä elävät lajit. Maalla elävät lajit kuolevat usein nopeammin sukupuuttoon kuin vesiympäristöissä elävät lajit, vaikka niitä ei olisikaan hävittänyt massiivinen katastrofi. Makean veden elinympäristöissä ja niiden läheisyydessä elävät lajit näyttävät säilyneen pidempään silloinkin, kun kriisiä ei ollut, ja kun liitukauden lopun sukupuuttoon kuoleminen iski täydellä voimalla, nämä eliöt olivat etulyöntiasemassa puhtaasti maalla eläviin naapureihinsa nähden.

Mutta edes suhteellisen turvallisissa vesiympäristöissään kaikki asiat eivät olleet kunnossa vesieläimille. Holroyd huomauttaa, että esimerkiksi liitukauden kilpikonnat menettivät maailmanlaajuisesti viisikymmentä prosenttia monimuotoisuudestaan, vaikkakin vain noin kaksikymmentä prosenttia läntisen Pohjois-Amerikan paikallisemmalla alueella, mikä korostaa entisestään paikallisten ja maailmanlaajuisten mallien ymmärtämisen tärkeyttä. Jopa sukulinjat, joita voidaan pitää ”selviytyjinä”, kärsivät silti tappioita, eivätkä ne välttämättä ole palanneet entiseen loistoonsa. Esimerkiksi marskinisäkkäät selvisivät joukkosukupuutosta ryhmänä, mutta niiden monimuotoisuus ja runsaus vähenivät rajusti.

Miten nämä muutokset vaikuttivat paikallisiin ekosysteemeihin, on seuraava askel sen ymmärtämiseksi, miten sukupuuttotapahtuma vaikutti maailmaan. Holroyd viittaa esimerkkinä tuttuun ”kolmisarvikasvoiseen” Triceratopsiin. Tämä dinosaurus oli liitukauden lopulla kaikkialla suuressa osassa läntistä Pohjois-Amerikkaa, ja se oli selvästi tärkeä osa sen ekosysteemiä. Nämä eläimet olivat aikansa biisoneita, ja kun otetaan huomioon, miten suuret kasvinsyöjät muuttavat elinympäristöjään laiduntamalla ja vaeltamalla, Triceratopsin sukupuuttoon kuolemisella oli epäilemättä merkittäviä vaikutuksia liitukauden katastrofin jälkeen elpyviin ekosysteemeihin. Esimerkiksi kasvit, jotka saattoivat luottaa Triceratopsin siementen levittämiseen, olisivat kärsineet, kun taas muut dinosaurusten tallaamat kasvit olisivat saattaneet kasvaa vapaammin. Se, miten nämä ekologiset palaset sopivat yhteen ja mitä ne merkitsevät elämän elpymiselle sukupuuton jälkeen, ei ole vielä täysin selvillä.

”Pohjois-Amerikan läntinen sisäosa antaa meille ainoan yksityiskohtaisen kuvan siitä, mitä maalla elävälle elämälle tapahtui K/Pg-sukupuuton aikana, mutta on täysin epäselvää, oliko tämä tyypillistä”, Barrett sanoo. ”Emme tiedä paljoakaan siitä, miten sukupuuttoon kuolemisen voimakkuus vaihteli eri puolilla maailmaa”, varsinkaan paikoissa, jotka olivat maantieteellisesti kaukana asteroidi-iskusta. ”Tuntuu epätodennäköiseltä, että yhden koon malli olisi vastuussa” niinkin erilaisten organismien kuin Edmontosauruksen hävittämisestä maalla ja käämikuoristen ammoniittien hävittämisestä merissä, monien muiden liitukaudella kadonneiden lajien joukossa. Euroopassa, Etelä-Amerikassa, Aasiassa ja Australiassa tehdyt tutkimukset ovat vasta muodostamassa pohjaa halutulle kokonaiskuvalle historian kuuluisimmasta sukupuuttoon kuolemisen tapahtumasta.

”Se on kuin yksi jättiläismäinen palapeli, jonka palasia olemme alkaneet kaivaa esiin”, Bamforth sanoo. Lopputuloksena syntyvä kuva tästä kriittisestä hetkestä maapallon historiassa paljastuu vasta ajan myötä.