We Still Don’t Know Why the Reign of the Dinosaurs Ended

Powód, dla którego nasza planeta straciła straszliwe jaszczurki z dawno minionych epok, może wydawać się oczywisty. Około 66 milionów lat temu, asteroida spadła z nieba i uderzyła w dzisiejszy półwysep Jukatan w Meksyku. Zniszczenia, które nastąpiły potem, były bezprecedensowe, z tsunami, przegrzaną atmosferą, zaciemnionym niebem, straszliwym zimnem i innymi apokaliptycznymi wydarzeniami ekologicznymi usuwającymi około siedemdziesiąt pięć procent znanego życia na Ziemi.

Paleontolodzy znają tę katastrofę jako wydarzenie wymierania K/Pg, ponieważ wyznacza ona przejście z okresu kredy do okresu paleogenu w historii Ziemi. Ale nawet pomimo ciągłych badań, szczegóły tego wydarzenia wciąż stanowią zagadkę dla ekspertów. Sprawa nie została zamknięta wraz z rozpoznaniem krateru uderzeniowego w latach dziewięćdziesiątych, a dokładnie to, w jaki sposób wymieranie rozegrało się – co odróżniało żywych od umarłych – nadal inspiruje paleontologów do zagłębienia się w kataklizm kredy.

Aby lepiej zrozumieć pełną historię, badacze cofają się od momentu uderzenia, aby zbadać szersze wzorce życia w tym czasie. Dinozaury nie żyły w stabilnej i bujnej mezozoicznej utopii, ani nie były jedynymi organizmami w tym czasie – daleko im do tego. Świat wokół nich zmieniał się jak zawsze. Gdy kreda zbliżała się ku końcowi, poziom mórz się obniżał, klimat wykazywał tendencję do ochładzania się, a część prehistorycznych Indii, zwana Pułapkami Dekanu, kipiała intensywną aktywnością wulkaniczną. Sortowanie przez jak te zmiany wpłynęły na życie na Ziemi nie jest prostym zadaniem, szczególnie po tym, jak katastrofalny meteoryt wymieszał rzeczy w zapisie skalnym, ale paleontolodzy przesiewają przez wrak, aby lepiej zrozumieć, co się stało.

„Aby mieć pojęcie o tym, co się stało w następstwie uderzenia asteroidy, potrzebujemy solidnych danych wyjściowych na temat tego, co wskaźniki wymierania tła były jak przed K/Pg miał miejsce,” Natural History Museum paleontolog Paul Barrett mówi. Moment katastrofy może mieć sens tylko w szerszym kontekście życia przed i po. „To zrobiłoby różnicę między kataklizmami w Chicxulub będącymi albo główną przyczyną wymierania, albo jedynie coup de grace, który wykończył ekosystem, którego odporność była stopniowo zużywana.”

Podczas gdy wymieranie K/Pg było globalnym kryzysem, to jak przebiegało w różnych miejscach na planecie jest w dużej mierze nieznane. Ilość informacji w danym miejscu zależy od tego, jak dobrze zachowały się odpowiednie warstwy skalne i na ile są one dostępne dla naukowców. Jedne z najlepszych odsłonięć znajdują się w zachodniej części Ameryki Północnej, gdzie istnieje ciągła sekwencja warstw osadowych rejestrujących koniec kredy aż do początku paleogenu. Skały te oferują ujęcia przed i po wymieraniu, i to właśnie te ekspozycje pozwoliły paleontolog z Royal Saskatchewan Museum Emily Bamforth zbadać, co działo się w ciągu 300 000 lat poprzedzających wybuchowe zakończenie kredy.

Patrząc na zapis geologiczny południowo-zachodniego Saskatchewan, Bamforth mówi, lokalne warunki, takie jak częstotliwość pożarów lasów i cechy konkretnego siedliska były tak samo ważne jak to, co działo się w skali globalnej przy określaniu wzorców starożytnej bioróżnorodności. „Myślę, że jest to ważna wiadomość, o której należy pamiętać, myśląc o przyczynach wymierania” – mówi Bamforth. „Każdy różny ekosystem mógł mieć swoje własne czynniki wpływające na bioróżnorodność w mniejszej skali, które działały przed wymieraniem, a które stanowiły podłoże dla dużych, globalnych czynników”. To, co było dobre dla żółwi, płazów, roślin, dinozaurów i innych organizmów w jednym miejscu, mogło nie być korzystne w innym, podkreślając, że nie możemy pojąć globalnych zmian bez fundamentu lokalnej różnorodności. „Ekosystemy to skomplikowane rzeczy i myślę, że warto o tym pamiętać, rozważając przyczyny i czas trwania masowego wymierania”, mówi Bamforth.

Jeśli chodzi o Saskatchewan, społeczność ekologiczna w czasie prowadzącym do wymierania była jak wielka gra Jenga. „Wieża stoi, ale czynniki takie jak zmiany klimatyczne powoli wyciągają z niej klocki, osłabiając system i czyniąc go podatnym na zagrożenia” – mówi Bamforth. Ciągle zmieniająca się stabilność ekologiczna sprawiła, że główne wstrząsy – asteroida uderzająca w niewłaściwym miejscu, w niewłaściwym czasie – były szczególnie katastrofalne.

Ten obraz zmieniających się ekosystemów odwraca punkt ciężkości katastrofy K/Pg. Podczas gdy przyczyna śmierci dinozaurów i innych organizmów zawsze przykuwa naszą uwagę, naukowcom trudniej jest określić, dlaczego te, które przetrwały, były w stanie przejść do następnego rozdziału historii życia.

Gatunki, które przetrwały uderzenie, były zazwyczaj małe, półwodne lub robiły nory, i były w stanie żywić się różnymi pokarmami, ale istnieją pewne kluczowe sprzeczności. Było kilka małych nie-awaryjskich dinozaurów, które miały te zalety i nadal wymarły, a wiele gadów, ptaków i ssaków zginęło pomimo przynależności do szerszych grup, które przetrwały. Nie udało się to na przykład ssakowi Didelphodon o rozmiarach borsuka, ani starożytnemu ptakowi Avisaurus, między innymi.

„Jest to coś, co trudno mi wyjaśnić” – mówi Barrett. Ogólnie rzecz biorąc, mniejsze dinozaury i inne zwierzęta powinny były mieć większe szanse na przeżycie niż ich więksi krewni, ale nie zawsze tak było.

Pat Holroyd z University of California Museum of Paleontology porównuje te dochodzenia do tego, co dzieje się w następstwie wypadków lotniczych. „Wchodzą do środka, zbierają wszystkie dane i próbują się dowiedzieć, 'No dobra, ok, dlaczego ludzie w części ogonowej przeżyli, a ludzie w innych częściach samolotu nie zdążyli?'” mówi Holroyd. I choć takie katastrofy mogą być pojedyncze zdarzenia z unikalnych przyczyn, to nadal jest możliwe, aby spojrzeć na wielu incydentów zbiorowo zidentyfikować wzorce i informować, co możemy myśleć o jako pojedynczy event.

As far as the K/Pg extinction idzie, wzory są nadal wyłania. Holroyd szacuje, że wiele z istotnych badań na temat tego, które gatunki przetrwały wpływ został tylko opublikowany lub przesłany do bazy danych Paleobiology w ostatniej dekadzie. Te nowe informacje pozwoliły Holroydowi i kolegom na zbadanie wzorców rotacji – jak długo gatunki utrzymywały się na lądzie i w powiązanych siedliskach słodkowodnych – na długo przed i po uderzeniu asteroidy. Wyniki zespołu zostały przedstawione wcześniej tej jesieni na corocznym spotkaniu Society of Vertebrate Paleontology w Albuquerque, New Mexico.

Niektóre z tych wzorów były znajome. Ryby, żółwie, płazy i krokodyle wszystkie generalnie radziły sobie lepiej niż organizmy ściśle lądowe. „Ludzie obserwowali ten wzór co najmniej od lat 50-tych, a prawdopodobnie wcześniej” – mówi Holroyd. Ale odporność gatunków związanych z wodą nigdy nie zostały szczegółowo określone wcześniej, a nowa analiza ujawnia, że rozwiązanie zagadki wzorca wymierania może być tuż przed nami przez cały czas.

Niespodzianka, Holroyd znaleźć, było to, że różnica między ocalałych i wymarłych z K / Pg zdarzenia naśladował wzór, który utrzymywał się przez dziesiątki milionów lat przed i po uderzeniu asteroidy. Gatunki żyjące na lądzie, szczególnie duże gatunki, zwykle nie utrzymują się tak długo jak te żyjące w środowiskach słodkowodnych. Gatunki lądowe często wymierają w większym tempie niż te żyjące w środowiskach wodnych, nawet jeśli nie nastąpiłaby ogromna katastrofa, która pozbawiłaby je życia. Gatunki, które żyły w i wokół siedlisk słodkowodnych wydają się trwać dłużej, nawet gdy nie było kryzysu, a kiedy wymieranie pod koniec kredy uderzył w pełnej sile, organizmy te miały przewagę nad ich czysto lądowych sąsiadów.

Ale nawet w ich stosunkowo bezpiecznych środowiskach wodnych, wszystko nie było peachy dla zwierząt wodnych. Holroyd zauważa, że żółwie kredowe, na przykład, stracił pięćdziesiąt procent ich różnorodności globalnie, choć tylko około dwudziestu procent w bardziej zlokalizowanym obszarze zachodniej części Ameryki Północnej, dalej podkreślając znaczenie zrozumienia lokalnych i globalnych wzorców. Nawet linie, które można uznać za „ocalałe”, nadal ponosiły straty i mogły nie powrócić do dawnej świetności. Ssaki z rzędu marsupialnych, na przykład, przetrwały masowe wymieranie jako grupa, ale ich różnorodność i liczebność została drastycznie ograniczona.

Jak lokalne ekosystemy zostały dotknięte przez te zmiany jest kolejnym krokiem w kierunku zrozumienia, jak zdarzenie wymierania wpłynęło na świat. Holroyd wskazuje na znaną „trójrogą twarz” Triceratops jako przykład. Dinozaur ten był wszechobecny w dużej części zachodniej części Ameryki Północnej pod koniec kredy i był wyraźnie głównym składnikiem jej ekosystemu. Zwierzęta te były żubrami swoich czasów, a biorąc pod uwagę, jak duże zwierzęta roślinożerne zmieniają swoje siedliska poprzez wypas i migrację, wyginięcie Triceratopsa niewątpliwie miało poważne konsekwencje dla ekosystemów odbudowujących się po katastrofie z okresu kredy. Na przykład rośliny, które mogły polegać na Triceratopsie w rozprzestrzenianiu nasion, ucierpiałyby, podczas gdy inne rośliny, które zostały zdeptane przez dinozaury, mogły rosnąć swobodniej. Jak te ekologiczne kawałki pasują, i co one oznaczają dla życia odzyskiwania po wymieraniu, jeszcze w pełni come into focus.

„Zachodnie wnętrze Ameryki Północnej daje nam nasze jedyne szczegółowe okno na to, co stało się z życiem na lądzie podczas wymierania K/Pg, ale to jest całkowicie niejasne, czy to było typowe,” Barrett mówi. „Nie wiemy zbyt wiele o tym, jak intensywność wymierania zmieniała się na całym świecie”, zwłaszcza w miejscach, które były geograficznie odległe od uderzenia asteroidy. „Wydaje się mało prawdopodobne, by jeden uniwersalny model był odpowiedzialny” za wyginięcie organizmów tak różnych od siebie, jak Edmontosaurus na lądzie i amonity w zwojach w morzach, wśród tak wielu innych gatunków utraconych w kredzie. Badania prowadzone w Europie, Ameryce Południowej, Azji i Australii właśnie zaczynają tworzyć podstawę bardzo poszukiwanego globalnego obrazu najsłynniejszego w historii wydarzenia związanego z wymieraniem.

„To jak jedna gigantyczna układanka, do której zaczęliśmy dokładać kolejne elementy” – mówi Bamforth. Powstały obraz tego krytycznego momentu w historii Ziemi zostanie ujawniony dopiero z czasem.