Vi vet fortfarande inte varför dinosaurierna upphörde

Anledningen till att vår planet förlorade de fruktansvärda ödlor som fanns för länge sedan kan tyckas självklar. För ungefär 66 miljoner år sedan kom en asteroid skrikande från himlen och slog ner i det som nu är Yucatánhalvön i Mexiko. Den förödelse som följde var utan motstycke, med tsunamis, en överhettad atmosfär, mörka himlar, en fruktansvärd köldknäpp och andra apokalyptiska ekologiska händelser som rensade bort uppskattningsvis sjuttiofem procent av det kända livet på jorden.

Paléontologer känner till denna katastrof som K/Pg-utdöendet, eftersom den markerar övergången från kritaperioden till den paleogena perioden i jordens historia. Men trots att den ständigt har studerats är detaljerna kring denna händelse fortfarande en gåta för experterna. Fallet avslutades inte i och med att nedslagskratern upptäcktes på 1990-talet, och exakt hur utdöendet utspelade sig – vad som skilde de levande från de döda – fortsätter att inspirera paleontologer att gräva i kritans katastrof.

För att bättre förstå hela historien drar sig forskarna tillbaka från nedslagsögonblicket för att undersöka de bredare livsmönstren vid den tiden. Dinosaurierna levde inte i en stabil och frodig mesozoisk utopi, och de var inte heller de enda organismerna som fanns vid den tiden – långt därifrån. Världen förändrades runt omkring dem som den alltid hade gjort. När kritan närmade sig sitt slut sjönk havsnivåerna, klimatet tenderade mot en kallare värld och en del av det förhistoriska Indien som kallades Deccanfallen bubblade av intensiv vulkanisk aktivitet. Att reda ut hur dessa förändringar påverkade livet på jorden är ingen enkel uppgift, särskilt inte efter att den katastrofala meteoriten blandade upp saker och ting i stenregistret, men paleontologer sållar bland vrakdelarna för att bättre förstå vad som hände.

”För att få en uppfattning om vad som hände i kölvattnet av asteroidnedslaget behöver vi solida utgångsdata om hur utrotningsfrekvensen i bakgrunden såg ut innan K/Pg inträffade”, säger Paul Barrett, paleontolog vid Natural History Museum. Ett ögonblick av katastrof kan bara vara meningsfullt i ett bredare sammanhang av livet före och efter. ”Detta skulle göra skillnaden mellan att de kataklysmiska händelserna vid Chicxulub antingen var den primära orsaken till utdöendet eller bara den fullbordade kuppen som avslutade ett ekosystem vars motståndskraft gradvis hade slitits bort.”

Men även om K/Pg-utdöendet var en global kris är det i stort sett okänt hur det utspelade sig på olika platser runt om på planeten. Mängden information på en viss plats beror på hur väl de relevanta berglagren är bevarade och hur tillgängliga de är för forskare. Några av de bästa exponeringarna råkar finnas i västra Nordamerika, där det finns en kontinuerlig sekvens av sedimentära lager som registrerar slutet av kritan rakt fram till början av paleogen. Dessa stenar erbjuder före- och efterbilder av utdöendet, och det är dessa exponeringar som har gjort det möjligt för paleontologen Emily Bamforth från Royal Saskatchewan Museum att undersöka vad som hände under de 300 000 år som ledde fram till den explosiva avslutningen av kritaperioden.

Om man tittar på de geologiska uppgifterna från sydvästra Saskatchewan säger Bamforth att lokala förhållanden som frekvensen av skogsbränder och egenskaperna hos en viss livsmiljö var lika viktiga som vad som hände på global nivå när det gällde att fastställa mönster för den forntida biologiska mångfalden. ”Jag tror att detta är ett viktigt budskap att ha i åtanke när man funderar på orsakerna till utdöendet”, säger Bamforth. ”Varje ekosystem kan ha haft sina egna småskaliga drivkrafter för biologisk mångfald som var verksamma före utdöendet och som låg bakom de stora, globala faktorerna.” Det som var bra för sköldpaddor, amfibier, växter, dinosaurier och andra organismer på en plats kanske inte var fördelaktigt på en annan, vilket understryker att vi inte kan förstå globala förändringar utan grunden av lokal mångfald. ”Ekosystem är komplicerade saker, och jag tror att det är värt att ha det i åtanke när man överväger orsaken till och varaktigheten av massutdöendet”, säger Bamforth.

För Saskatchewans del var det ekologiska samhället under den tid som ledde fram till utdöendet som en stor lek med Jenga. ”Tornet står fortfarande kvar, men faktorer som klimatförändringarna drar sakta ut block ur det, vilket försvagar systemet och gör det sårbart”, säger Bamforth. Den ständigt skiftande ekologiska stabiliteten gjorde stora omvälvningar – som en asteroid som slog till på fel plats vid fel tidpunkt – särskilt katastrofala.

Denna bild av skiftande ekosystem vänder på fokus för K/Pg-katastrofen. Medan orsaken till att icke-aviära dinosaurier och andra organismer dog ut alltid fångar vår uppmärksamhet, har det varit svårare för forskarna att fastställa varför de överlevande kunde gå vidare till nästa kapitel i livets historia.

Arter som överlevde nedslaget var vanligtvis små, halvt vattenlevande eller gjorde hålor och kunde livnära sig på en mängd olika födoämnen, men det finns några viktiga motsägelser. Det fanns några små icke-aviära dinosaurier som hade dessa fördelar och ändå dog ut, och många reptiler, fåglar och däggdjur dog ut trots att de tillhörde bredare grupper som bestod. Det grävlingsstora däggdjuret Didelphodon klarade sig till exempel inte, och det gjorde inte heller den gamla fågeln Avisaurus, bland andra.

”Det här är något som jag har svårt att förklara”, säger Barrett. Generellt sett borde mindre dinosaurier och andra djur ha haft bättre chanser att överleva än sina större släktingar, men så var inte alltid fallet.

Pat Holroyd från University of California Museum of Paleontology liknar dessa undersökningar vid vad som händer efter flygolyckor. ”De går in och samlar in alla data och försöker ta reda på: ’Okej, varför överlevde människorna i stjärtpartiet och människorna i de andra delarna av planet klarade sig inte?'”. Holroyd säger. Och även om sådana katastrofer kan vara enskilda händelser med unika orsaker, är det fortfarande möjligt att titta på flera incidenter tillsammans för att identifiera mönster och informera vad vi kan tänka oss som en enskild händelse.

Men när det gäller K/Pg-utdöendet är mönstren fortfarande på väg att växa fram. Holroyd uppskattar att mycket av den relevanta forskningen om vilka arter som överlevde nedslaget har publicerats eller laddats upp till Paleobiology Database först under det senaste decenniet. Den nya informationen gjorde det möjligt för Holroyd och kollegor att studera mönster för omsättning – hur länge arterna levde kvar på land och i tillhörande sötvattenhabitat – långt före och efter asteroidnedslaget. Gruppens resultat presenterades tidigare i höst vid det årliga mötet för Society of Vertebrate Paleontology i Albuquerque, New Mexico.

En del av mönstren var bekanta. Fiskar, sköldpaddor, amfibier och krokodildjur klarade sig alla generellt sett bättre än strikt landlevande organismer. ”Folk har observerat det här mönstret åtminstone sedan 50-talet, och förmodligen tidigare”, säger Holroyd. Men de vattenbundna arternas motståndskraft hade aldrig tidigare kvantifierats i detalj, och den nya analysen avslöjar att lösningen på pusslet med utdöendemönstret kan ha funnits rakt framför oss hela tiden.

Overraskningen, konstaterade Holroyd, var att skillnaden mellan de överlevande och de utdöda av K/Pg-händelsen efterliknade ett mönster som gällt i tiotals miljoner år före och efter asteroidnedslaget. Arter som lever på land, särskilt stora arter, tenderar att inte bestå lika länge som arter som lever i sötvattensmiljöer. Landlevande arter dör ofta ut i större utsträckning än arter som lever i vattenmiljöer, även utan en massiv katastrof som tar dem ur bilden. Arter som levde i och kring sötvattensmiljöer tycks ha levt längre även när det inte fanns någon kris, och när utdöendet i slutet av kritaperioden slog till med full kraft hade dessa organismer en fördel jämfört med sina rent terrestra grannar.

Men även i sina relativt trygga vattenmiljöer var inte allting toppen för de vattenlevande djuren. Holroyd noterar att sköldpaddor från kritaperioden, till exempel, förlorade femtio procent av sin mångfald globalt, även om de bara förlorade omkring tjugo procent i det mer lokaliserade området i västra Nordamerika, vilket ytterligare understryker vikten av att förstå lokala kontra globala mönster. Även släktskap som kan betraktas som ”överlevare” drabbades fortfarande av förluster och har kanske inte återhämtat sig till sin forna glans. Marsupial däggdjur, till exempel, överlevde massutdöendet som grupp men fick sin mångfald och abundans drastiskt reducerad.

Hur lokala ekosystem påverkades av dessa förändringar är nästa steg mot att förstå hur utdöendet påverkade världen. Holroyd pekar på det välkända ”trehörnade ansiktet” Triceratops som ett exempel. Denna dinosaurie var allestädes närvarande i stora delar av västra Nordamerika i slutet av kritaperioden och var helt klart en viktig del av dess ekosystem. Dessa djur var sin tids bison, och med tanke på hur stora växtätare förändrar sina livsmiljöer genom bete och migration hade Triceratops utdöende utan tvekan stora konsekvenser för de ekosystem som återhämtade sig i kölvattnet av kritkekatastrofen. Växter som kan ha varit beroende av Triceratops för att sprida frön skulle till exempel ha drabbats, medan andra växter som trampades ner av dinosaurierna kunde ha vuxit friare. Hur dessa ekologiska delar passar ihop, och vad de betyder för livets återhämtning efter utdöendet, har ännu inte helt kommit i fokus.

”Nordamerikas västra inre ger oss vår enda detaljerade bild av vad som hände med livet på land under K/Pg-utdöendet, men det är helt oklart om detta var typiskt”, säger Barrett. ”Vi vet inte mycket om hur intensiteten i utdöendet varierade runt om i världen”, särskilt på platser som låg geografiskt långt ifrån asteroidnedslaget. ”Det verkar osannolikt att en modell som passar alla skulle vara ansvarig” för att utrota organismer som är så olika från varandra som Edmontosaurus på land och spolskaliga ammoniter i haven, bland så många andra arter som försvann under kritaperioden. Forskning i Europa, Sydamerika, Asien och Australien har precis börjat bilda grunden för en mycket eftertraktad global bild av historiens mest kända utdöende händelse.

”Det är som ett gigantiskt pussel som vi har börjat få fram fler pusselbitar till”, säger Bamforth. Den resulterande bilden av detta kritiska ögonblick i jordens historia kommer att avslöjas först med tiden.