Un'illustrazione che mostra Lystrosaurus durante l'estinzione di massa di fine Permiano. Credito:Gina Viglietti
La peggiore estinzione di massa del nostro pianeta è avvenuta 252 milioni di anni fa, quando massicce eruzioni vulcaniche hanno causato un catastrofico cambiamento climatico. La stragrande maggioranza delle specie animali si è estinta, e quando la polvere si è posata, il pianeta è entrato nei primi giorni dell'era dei dinosauri. Gli scienziati stanno ancora imparando i modelli di quali animali si sono estinti e quali sono sopravvissuti, e perché. In un nuovo studio in PNAS , i ricercatori hanno scoperto che mentre le estinzioni avvenivano rapidamente negli oceani, la vita sulla terra subì un periodo più lungo, più lungo periodo di estinzione.
"La gente pensava che, poiché l'estinzione marina è avvenuta in un breve periodo di tempo, la vita sulla terra avrebbe dovuto seguire lo stesso schema, ma abbiamo scoperto che l'estinzione marina potrebbe effettivamente essere una punteggiatura per un periodo più lungo, evento più lungo a terra, "dice Pia Viglietti, un ricercatore post-dottorato presso il Field Museum di Chicago e l'autore principale del PNAS studio.
"Il focus per lo studio dell'estinzione terrestre è stato fondamentalmente, "Possiamo far combaciare lo schema nel regno terrestre con ciò che si osserva negli oceani?" E la risposta è, 'Non proprio, '", dice Ken Angielczyk, l'autore senior del documento e curatore di paleontologia dei vertebrati presso il Field Museum. "Questo documento è il primo che si concentra davvero sui vertebrati e dice:'No, stava succedendo qualcosa che era unico per il regno terrestre.'"
Parte del motivo per cui gli scienziati hanno cercato indizi sulle estinzioni marine su ciò che è accaduto sulla terraferma è che esiste una documentazione fossile più completa della vita sott'acqua. Se vuoi diventare un fossile, morire d'acqua, dove il tuo corpo sarà rapidamente coperto da sedimenti, è un buon modo per farlo accadere. Di conseguenza, i paleontologi sanno da tempo che 252 milioni di anni fa si verificò un'estinzione di massa alla fine del periodo Permiano, ed entro 100, 000 anni, oltre l'85% delle specie che vivono nell'oceano si è estinto. E mentre a noi sembra un tempo lungo, è molto veloce nel tempo geologico. La versione marina dell'estinzione di fine Permiano ha impiegato 100, 000 anni su tutti i 3, 800, 000, 000 anni di vita, l'equivalente di 14 minuti su un anno intero.
Per sapere cosa è successo alla vita sulla terra, Viglietti, Angielczyk, e i loro colleghi hanno esaminato i fossili di 588 animali fossili a quattro zampe che vivevano in quello che oggi è il bacino del Karoo in Sudafrica al momento dell'estinzione di massa del Permiano.
"La regione in cui abbiamo trovato i fossili per questo studio è assolutamente bellissima. I verdi pendii montuosi sono così invitanti in una frizzante mattina d'estate, rende sopportabile il caldo che deve ancora venire, "dice Zaituna Skosan, il responsabile delle collezioni di paleontologia presso l'Iziko South African Museum e uno dei coautori dell'articolo. "Trovare buoni fossili è la sensazione migliore, ma anche di breve durata poiché devi concentrarti e continuare a cercare la tua prossima scoperta. Anche il miglior cercatore di fossili a volte trascura una grande scoperta."
Zaituna Skosan, Responsabile delle collezioni presso l'Iziko Museum di Cape Town, Sud Africa, incolla insieme un fossile frantumato durante il lavoro sul campo nel bacino del Karoo. Credito:Roger Smith
I ricercatori hanno creato un database e separato i fossili per età, raggruppando gli esemplari per 300, Intervalli di tempo di 000 anni. Questo approccio ha permesso ai ricercatori di quantificare l'aspetto e la scomparsa di specie diverse e di guardare il quadro più ampio della vita nel tempo, piuttosto che affidarsi a singoli esemplari per raccontare l'intera storia.
"Il nostro approccio unifica i dati e dice, va bene, in questo lasso di tempo abbiamo queste specie, ma mentre saliamo, abbiamo queste altre specie. Applicando metodi di campionamento a questi contenitori, possiamo aiutare a correggere problemi come avere più o meno campioni raccolti in diversi intervalli di tempo o luoghi. In definitiva, ci permette di quantificare quanta estinzione sta avvenendo e quanto velocemente stanno comparendo nuove specie, "dice Viglietti. "Invece di concentrarsi troppo su un fossile, compili centinaia di osservazioni all'incirca nello stesso intervallo di tempo."
"Per capire i modelli di estinzione basati su centinaia di fossili abbiamo usato un tipo di matematica chiamata statistica. Quando una specie scompare, potrebbe essersi estinta, o potrebbe essere ancora là fuori, in attesa di essere scoperto, ma finora inosservato, "dice Roger Benson, un professore di paleobiologia all'Università di Oxford e uno dei coautori dello studio. "Dovevamo occuparci di questo prima di poter avere una certa fiducia sui tempi delle estinzioni. La matematica è già compresa, quindi il lavoro statistico ha coinvolto la scrittura di algoritmi informatici per estrarre quell'importantissimo segnale di estinzione dai dati".
Una delle specie che ha contribuito a rivelare modelli di estinzione e recupero è stata Lystrosaurus , un parente erbivoro dei primi mammiferi che variava dalle dimensioni di un piccolo cane a una mucca, a seconda della specie. "Aveva becco e zanne, non era l'animale più attraente, ma ho un debole per Lystrosaurus perché era come il primo animale che ho studiato come studente universitario, quindi chiudendo il cerchio con Lystrosaurus in questo studio mi ha reso abbastanza felice, "dice Viglietti.
Lystrosaurus è ciò che i paleontologi chiamano un "taxon dei disastri", un gruppo che ha prosperato durante un periodo in cui la maggior parte delle altre vite era in difficoltà. " Lystrosaurus è come un poster per l'estinzione di fine Permiano che è sempre stato ritratto come questo animale che fiorisce all'indomani di tutta questa estinzione e prende il sopravvento, " dice Viglietti. "Ma si vede Lystrosaurus apparendo prima ancora che iniziasse l'estinzione, era già abbondante. Ci ha fatto pensare a cosa stava guidando quell'abbondanza, se Lystrosaurus ha appena preso il controllo del paesaggio arido dopo che altri animali si sono estinti, o se l'ambiente stava cambiando e Lystrosaurus adattato a questi cambiamenti che stavano causando l'estinzione di tutte queste altre specie. La nostra ipotesi migliore è la seconda".
Esaminando fossili come Lystrosaurus ha mostrato ai ricercatori che l'estinzione del Permiano sembrava molto diversa sulla terraferma rispetto a quella degli oceani:era molto più lunga, vicenda più prolissa. Utilizzando il confronto precedente, se la storia della vita sulla Terra fosse compressa in un solo anno e l'estinzione di fine Permiano avesse ucciso il 95% degli animali dell'oceano nel giro di 14 minuti, l'estinzione della terra avrebbe impiegato dieci volte più tempo, circa due ore e venti minuti.
Un fossile del dicinodonte Lystrosaurus, un parente mammifero che sopravvive all'evento di estinzione di massa di fine Permiano, viene raccolto durante il lavoro sul campo nel bacino del Karoo in Sud Africa. Credito:Roger Smith
Non è chiaro esattamente perché l'evento di estinzione di massa sia avvenuto molto più lentamente sulla terraferma. "I cambiamenti al clima della Terra sono stati cumulativi e si sono sommati nel tempo. Gli ecosistemi sono stati lentamente sconvolti, e poi è arrivato al punto in cui tutto è crollato, come la goccia che fa traboccare il vaso, "dice Viglietti. "Va tutto bene, fino a quando non lo è."
Una delle ragioni della discrepanza potrebbe essere che gli oceani possono assorbire i cambiamenti chimici e stabilizzarsi, fino a un certo punto. "Nella crisi climatica di oggi, gli oceani possono assorbire molta anidride carbonica o aumentare di temperatura senza che le persone se ne rendano conto, e poi all'improvviso si verificano improvvise interruzioni dell'ecosistema come l'acidificazione degli oceani e lo sbiancamento dei coralli, " dice Viglietti. Lo stesso potrebbe essere vero per gli oceani del tardo Permiano.
Capire cosa è successo nell'estinzione di massa alla fine del Permiano ci dà indizi sull'ascesa dei dinosauri:molti degli antichi parenti dei mammiferi si sono estinti, lasciando vuoti ecologici che gli antenati dei dinosauri si sono evoluti per riempire. Ma l'estinzione di fine Permiano fornisce anche informazioni sull'evento di estinzione di massa che la Terra sta attualmente subendo a causa del cambiamento climatico e della distruzione dell'habitat.
"I cambiamenti ambientali che stiamo causando e gli impatti che stiamo avendo sulle specie animali e vegetali stanno arrivando al punto in cui la scala è tale che non c'è davvero nulla nella storia umana che sia paragonabile, ", afferma Angielczyk. "I reperti fossili possono darci un'idea di come sono le massicce crisi della biodiversità e di come procedono".
"Ci vuole molto tempo per riprendersi dall'estinzione. Quando perdiamo la diversità, non si riprenderà nella nostra vita, ci vorranno centinaia di migliaia di anni, o anche milioni, "dice Viglietti. "Studi come questo mostrano su cosa dovrebbe concentrarsi la nostra società".
