Permské vymírání

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Permské vymírání (někdy také nazývané velké permské vymírání či vymírání na rozhraní perm-trias) je patrně nejrozsáhlejší hromadné vymírání organismů v historii planety Země.[1] Nastalo před 252 miliony let (případně 253 miliony let)[2] na přelomu prvohor a druhohor, tedy na rozhraní period permu a triasu. Je spojeno s drastickým úbytkem globální biodiverzity.[3][4] Podle výzkumu, publikovaného v roce 2022 vyhynulo v průběhu až více než milion let dlouhého trvání této globální krize přibližně 81 až 94 % tehdejších mořských druhů.[5]

Průběh[editovat | editovat zdroj]

Permskému vymírání ve svrchním permu (loping) předcházelo o 8 milionů let menší vymírání ve středním permu (guadalup).[6] Bylo však srovnatelné s největšími vymíráními.[7]

Některé výzkumy ukazují, že na souších mělo toto vymírání velmi pomalý a vleklý průběh, a to v době trvání kolem 1 milionu let.[8] Reakce ekosystémů a jednotlivých organismů na tuto událost je však stále málo prozkoumanou problematikou.[9]

Necelé 2 miliony let po permském vymírání nastalo další masové vymírání.[10] Výzkumy z Číny ukazují, že bylo relativně náhlé a proběhlo z geologického hlediska velmi rychle (trvalo přibližně jen 31 000 let).[11] Jiné výzkumy hovoří o statisících let.[12] Přibližně dalších 5 milionů let po tomto vymírání docházelo k drastickým proměnám a výkyvům v ekologické stabilitě tehdejších společenstev.[13]

Z Číny přicházejí také doklady o výrazných rozsáhlých požárech a následné deforestaci (odlesnění) velkých ploch tehdejšího území.[14]

Zatím však neexistují přímé doklady o výrazné acidifikaci (okyselení) globální plochy oceánských vod v průběhu tohoto vymírání.[15]

Podle některých výzkumů odstartovaly toto vymírání rozsáhlé požáry, které zachvátily většinu světových porostů a posunuly rovnováhu biosféry za okraj ekologického kolapsu.[16]

Zhruba prvních 8 milionů let triasu se ekosystémy po hromadném vymírání na konci permu obnovovaly a druhová biodiverzita organismů rostla do původních hodnot.[17]

Příčiny vymírání[editovat | editovat zdroj]

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. Obvykle bývá za nejdůležitější příčinu vymírání považována masivní vulkanická činnost v oblasti současné Sibiře.[18][19] Podle jiných výzkumů byla pravděpodobnější příčinou "vulkanická zima", způsobená činností sibiřských sopek i vulkánů v jiných částech světa (například na území současné Austrálie).[20] Globální snížení teplot na konci permu bylo doloženo na lokalitách na jihu Číny.[21][22]

Nedávné výzkumy poukázaly, že se v oblasti Sibiře nachází rozlehlá vrstva ztuhlé lávy, tzv. sibiřské trapy, která stářím odpovídá permskému vymírání.[23] Vrstva sopečných hornin mocná až několik kilometrů naznačuje, že v oblasti Sibiře došlo v době před 252 miliony let k masivní erupci.[24][25] 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.[26] Na vymírání se patrně podílel i vulkanicky uvolněný nikl, jehož velké množství narušilo biosféru.[27] Těsně před vymíráním se v záznamech nalézá dočasné prudké zvýšení koncentrace kyslíku, které také mohlo být fatální.[28] Spouštěcím mechanismem erupcí mohl být impakt kosmického tělesa.[29] Uvažuje se o impaktních kráterech Wilkes Land[30] či Bedout High. Přestože uvedené impaktní krátery nejsou dostatečně přesně datované, pro dobu vymírání byly nalezeny i známky mimozemského původu.[31]

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)[24]. 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 %.[24]

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).[32][33] 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).[34]

V paleontologickém záznamu byly objeveny náznaky úplného zhroucení ekosystémů na konci permu, evidentní například z rozboru koloběhu některých chemických prvků v biosféře a atmosféře.[35] Ukazuje se, že narušení pevninských ekosystémů do jisté míry předcházelo samotné vymírání a docházelo k němu již před koncem permu.[36] Hlavní příčinou vymírání mohly být také mohutné perturbace v mořském uhlíkovém cyklu.[37] Výzkumy také ukázaly, že v době vymírání se asi zšestinásobilo množství oxidu uhličitého v zemské atmosféře.[38]

Další možnou příčinou je postupný vzestup globální průměrné teploty klimatu, a to až o 12 °C v průběhu zhruba 300 000 let před hlavní vlnou vymírání. Zvýšení teploty mohlo vést k postupné výrazné degradaci ekosystémů, vrcholící ve vlně globálního vymírání.[39]

Dopady na vývoj biosféry[editovat | editovat zdroj]

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.[40] Velmi dobře se zpočátku a na krátkou dobu (z hlediska geologického času) dařilo temnospondylním obojživelníkům.[41]

V důsledku kataklyzmatických změn vymřelo 77 % až 96 % všech vodních a suchozemských druhů; novější odhady tento údaj zpřesnují na 81 %.[42] Přesná čísla jsou však neznámá, a to i z důvodů odlišných interpretací stratigrafie.[43] 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.[44]

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.[45]

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.[46] Výzkumy také ukazují, že ekosystémy byly prakticky celosvětově postiženy stejným způsobem a se stejnou intenzitou.[47]

Ekosystémy se po této globální katastrofě vzpamatovávaly řádově miliony let, možná až do konce středního triasu, kdy již například vznikali první dinosauři.[48]

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Michael M. Joachimski, Johann Müller, Timothy M. Gallagher, Gregor Mathes, Daoliang L. Chu, Fedor Mouraviev, Vladimir Silantiev, Yadong D. Sun & Jinnan N. Tong (2021). Five million years of high atmospheric CO2 in the aftermath of the Permian-Triassic mass extinction. Geology (advance online publication). doi: https://doi.org/10.1130/G49714.1
  2. http://phys.org/news/2015-11-long-held-assumptions-ancient-mass-extinction.html - New findings rock long-held assumptions about ancient mass extinction
  3. 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
  4. 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
  5. Jacopo Dal Corso, Haijun Song, Sara Callegaro, Daoliang Chu, Yadong Sun, Jason Hilton, Stephen E. Grasby, Michael M. Joachimski & Paul B. Wignall (2022). Environmental crises at the Permian-Triassic mass extinction. Nature Reviews Earth & Environment. doi: https://doi.org/10.1038/s43017-021-00259-4
  6. http://phys.org/news/2015-07-mass-extinction-event-south-africa.html - Mass extinction event from South Africa's Karoo
  7. https://phys.org/news/2019-09-unearth-extinction.html - Researchers unearth 'new' extinction
  8. Viglietti, P. A.; et al. (2021). Evidence from South Africa for a protracted end-Permian extinction on land. Proceedings of the National Academy of Sciences. 118 (17): e2017045118. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.2017045118
  9. Li, G.; et al. (2022). Biotic Response to Rapid Environmental Changes During the Permian–Triassic Mass Extinction. Frontiers in Marine Science. 9: 911492. doi: https://doi.org/10.3389/fmars.2022.911492
  10. http://phys.org/news/2016-06-previously-unknown-global-ecological-disaster.html - Previously unknown global ecological disaster discovered
  11. 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
  12. https://phys.org/news/2019-04-evidence-volcanoes-biggest-mass-extinction.html - New evidence suggests volcanoes caused biggest mass extinction ever
  13. Elke Schneebeli-Hermann (2020). Regime shifts in an Early Triassic subtropical ecosystem. Frontiers in Earth Science (abstract only). doi: 10.3389/feart.2020.58869
  14. Yao-feng Cai; et al. (2021). Wildfires and deforestation during the Permian-Triassic transition in the southern Junggar Basin, Northwest China. Earth-Science Reviews. 103670. doi: https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103670
  15. William J. Foster, J. A. Hirtz, C. Farrell, M. Reistroffer, R. J. Twitchett & R. C. Martindale (2022). Bioindicators of severe ocean acidification are absent from the end-Permian mass extinction. Scientific Reports. 12: 1202. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-022-04991-9
  16. Jing Lu, Ye Wang, Minfang Yang, Peixin Zhang, David P.G. Bond, Longyi Shao & Jason Hilton (2022). Diachronous end-Permian terrestrial ecosystem collapse with its origin in wildfires. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 110960. doi: https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2022.110960
  17. Zhu, Z.; et al. (2022). Improving paleoenvironment in North China aided Triassic biotic recovery on land following the end-Permian mass extinction. Global and Planetary Change. 103914. doi: https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2022.103914
  18. Cui, Y.; et al. (2021). Massive and rapid predominantly volcanic CO2 emission during the end-Permian mass extinction. Proceedings of the National Academy of Sciences. 118 (37): e2014701118. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.2014701118
  19. Li, M.; et al. (2022). Sulfur isotopes link atmospheric sulfate aerosols from the Siberian Traps outgassing to the end-Permian extinction on land. Earth and Planetary Science Letters. 592: 117634. doi: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117634
  20. Timothy Chapman, Luke A. Milan, Ian Metcalfe, Phil L. Blevin & Jim Crowley (2022). Pulses in silicic arc magmatism initiate end-Permian climate instability and extinction. Nature Geoscience. 15: 411–416. doi: https://doi.org/10.1038/s41561-022-00934-1
  21. Hua Zhang; et al. (2021). Felsic volcanism as a factor driving the end-Permian mass extinction. Science Advances. 7 (47): eabh1390. doi: 10.1126/sciadv.abh1390
  22. https://phys.org/news/2021-11-volcanic-winter-contributed-ecological-catastrophe.html
  23. http://phys.org/news/2015-08-ties-severe-extinction-ancient-volcanic.html - Study ties most severe extinction to ancient volcanic activity
  24. a b c Miracle Planet - Extinction and Rebirth; Hideki Tasuke; 2004; Japonsko & Kanada; 55min; 1 2
  25. https://phys.org/news/2020-11-large-volcanic-eruption-largest-mass.html - Large volcanic eruption caused the largest mass extinction
  26. https://phys.org/news/2017-07-geologists-clues-world-greatest-extinction.html - Geologists offer new clues to cause of world's greatest extinction
  27. https://phys.org/news/2021-06-geochemical-end-permian-mass-extinction-event.html - Geochemical study confirms cause of end-Permian mass extinction event
  28. https://phys.org/news/2021-08-oxygen-spike-coincided-ancient-global.html - Researchers find oxygen spike coincided with ancient global extinction
  29. https://www.cntraveler.com/story/making-of-siberian-traps-may-have-killed-90-percent-life-on-earth - The Making of the Siberian Traps Nearly Ended All of Life on Earth
  30. http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=19996 - Gorder, Pam Frost (June 1, 2006). "Big Bang in Antarctica – Killer Crater Found Under Ice". Ohio State University Research News
  31. https://progearthplanetsci.springeropen.com/articles/10.1186/s40645-019-0267-0 - Enhanced flux of extraterrestrial 3He across the Permian–Triassic boundary
  32. https://phys.org/news/2019-01-earth-largest-extinction-event.html - Earth's largest extinction event likely took plants first
  33. 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
  34. 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
  35. Dal Corso, J.; et al. (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
  36. 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
  37. Jurikova, H.; et al. (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
  38. Wu, Y.; et al. (2021). Six-fold increase of atmospheric pCO2 during the Permian-Triassic mass extinction. Nature Communications. 12: 2137. doi: https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7
  39. Jana Gliwa, Michael Wiedenbeck, Martin Schobben, Clemenz V. Ullmann, Wolfgang Kiessling, Abbas Ghaderi, Ulrich Struck & Dieter Korn (2022). Gradual warming prior to the end-Permian mass extinction. Palaeontology. 65 (5): e12621. doi: https://doi.org/10.1111/pala.12621
  40. 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.
  41. 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
  42. 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
  43. A. G. Ponomarenko (2017). Terrestrial Ecology Around the P/T Border. Paleontological Journal 51 (6): 53-58 (ruská edice). doi: 10.7868/S0031031X17060046
  44. https://phys.org/news/2020-10-world-greatest-mass-extinction-triggered.html#! - World's greatest mass extinction triggered switch to warm-bloodedness
  45. 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
  46. 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
  47. Yuangeng Huang, Zhong-Qiang Chen, Peter D. Roopnarine, Michael J. Benton, Wan Yang, Jun Liu, Laishi Zhao, Zhenhua Li and Zhen Guo (2021). Ecological dynamics of terrestrial and freshwater ecosystems across three mid-Phanerozoic mass extinctions from northwest China. Royal Society Proceedings B. 288 (1947): 20210148. doi: https://doi.org/10.1098/rspb.2021.0148
  48. SOCHA, Vladimír. Kdo byl prvním dinosaurem?. OSEL.cz [online]. 10. července 2020. Dostupné online.  (česky)

Literatura[editovat | editovat zdroj]

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]