დაახლოებით 252 მილიონი წლის წინ, პერმულ-ტრიასულმა გადაშენებამ, რომელსაც ხშირად დიდ სიკვდილს უწოდებენ, ზღვის სახეობების 96% და ხმელეთის ცხოველების 70% გაანადგურა. თუმცა, ეს განადგურება სიცოცხლის ხეზე თანაბრად არ გადანაწილებულა.

გადაშენებამდე, დაახლოებით 280 მილიონი წლის განმავლობაში, უძველესი ზღვის ფსკერზე მხარფეხიანები (რომლებიც ორსაგდულიან მოლუსკებს ჰგვანან), ზღვის შროშნები (კრინოიდები) და ფსკერის სხვა ბინადარი ცხოველები დომინირებდნენ. კატასტროფის შემდეგ, ეს ოდესღაც დომინანტი ჯგუფები თითქმის მთლიანად განადგურდა. ამის საპირისპიროდ, მოლუსკების (მათ შორის ორსაგდულიანებისა და ლოკოკინების) მხოლოდ ნახევარი გაქრა. გადარჩენილებმა, თევზებთან და კანეკლიანებთან ერთად (როგორიცაა ზღვის ვარსკვლავები და ზღვის ზღარბები), დედამიწის ოკეანეებში დომინირება განაგრძეს, რაც დღემდე გრძელდება.

6 ივლისს Proceedings of the National Academy of Sciences-ში გამოქვეყნებული კვლევა, პირველია, რომელმაც გადაშენების შედეგად განადგურებული და გადარჩენილი ჯგუფების შესახებ ბიოლოგიური მონაცემები გააერთიანა. შედეგები ერთ მთავარ განსხვავებაზე მიუთითებს: სახეობებმა, რომელთა მეტაბოლიზმიც ნაკლებად იყო ადაპტირებული უფრო თბილ და ჟანგბადით ღარიბ წყალთან, გადაშენების ყველაზე მაღალი მაჩვენებელი აჩვენეს.

ოკეანის ეს მკაცრი პირობები მას შემდეგ ჩამოყალიბდა, რაც მასშტაბური ვულკანური ამოფრქვევების შედეგად ატმოსფეროში უზარმაზარი რაოდენობით ნახშირორჟანგი (CO₂) და მეთანი გამოიყო, რამაც პლანეტის მკვეთრი დათბობა გამოიწვია.

"ამ კვლევით, რეალურად, გვინდოდა აგვეხსნა ის საიდუმლო, რატომ ვაგროვებთ სანაპიროზე სეირნობისას ორსაგდულიანი მოლუსკებისა და ლოკოკინების ნიჟარებს და არა მხარფეხიანებისას", — განაცხადა კვლევის წამყვანმა ავტორმა ხოსე ანდრეს მარკესმა, რომელიც სტენფორდში ერიკ ანდერს სპერლინგის ლაბორატორიის ყოფილი დოქტორანტია — "ჩვენი აღმოჩენები აჩვენებს, რომ სხვადასხვა ორგანიზმების ჯგუფებში გადაშენების მაჩვენებელი გაცილებით მაღალი იყო მათთვის, ვინც უფრო მოწყვლადი აღმოჩნდა წყლის ტემპერატურის მატებისა და ჟანგბადის ხელმისაწვდომობის შემცირების მიმართ".

უძველესი გადაშენება თანამედროვე კლიმატის შესახებ გვაფრთხილებს

მკვლევრების თქმით, ნაშრომს დღევანდელობისთვისაც მნიშვნელოვანი დატვირთვა აქვს. დიდ სიკვდილამდე არსებული გარემო პირობები შედარებით გრილ, ჟანგბადით მდიდარ ოკეანეებს ჰგავდა, რომლებიც მილიონობით წლის განმავლობაში არსებობდა იქამდე, სანამ ადამიანის საქმიანობა წიაღისეული საწვავის ემისიების მეშვეობით, დედამიწის კლიმატის სწრაფ ცვლილებას დაიწყებდა.

"ეს კვლევა, ფაქტობრივად, საბოლოო წერტილს უსვამს კითხვას, რამ გამოიწვია პერმულ-ტრიასული მასობრივი გადაშენება", — თქვა სპერლინგმა, კვლევის მთავარმა ავტორმა და სტენფორდის დოერის მდგრადობის სკოლის დედამიწისა და პლანეტარული მეცნიერებების ასოცირებულმა პროფესორმა.

"ყველა დროის უდიდესი მასობრივი გადაშენება ისეთი სამყაროდან დაიწყო, რომელიც ძალიან ჰგავს დღევანდელს — შედარებით გრილი, ჟანგბადით კარგად გაჯერებული ოკეანით, შემდეგ კი დედამიწის სისტემაში ნახშირორჟანგის (CO₂) უზარმაზარი გამოფრქვევა მოხდა. იმის გაგება, როგორ უპასუხა მაშინ დედამიწამ და მისმა ფლორამ და ფაუნამ ამ ცვლილებებს, დაგვეხმარება ვივარაუდოთ, რა გველის მომავალში".

რატომ განაპირობა გადარჩენა მეტაბოლიზმმა

მეტაბოლიზმი (ნივთიერებათა ცვლა) მოიცავს ყველა იმ ქიმიურ პროცესს, რომელიც ცოცხალ ორგანიზმებს ენერგიის გამომუშავებისა და სიცოცხლის შენარჩუნების საშუალებას აძლევს. პალეოზოური ერის განმავლობაში, რომელიც დიდი სიკვდილით დასრულდა, მრავალი ზღვის ცხოველი ნელა მოძრავი, ფსკერზე მობინადრე ფილტრატორი იყო. მათ შორის იყვნენ მხარფეხიანები, კრინოიდები (ზღვის შროშნები, რომლებიც ზღვის ვარსკვლავების ნათესავები არიან) და ზოგიერთი მარჯანი თუ აქტინია.

ზღვის ცხოველები, რომლებმაც ამის შემდეგ გამრავლება დაიწყეს, ძირითადად გაცილებით უფრო აქტიურები იყვნენ. თევზებს, მოძრავ ლოკოკინებს, ზღვის ზღარბებსა და ორსაგდულიანებს, როგორებიცაა სხვადასხვა სახის მოლუსკი, ხამანწკა და მიდია, გადაადგილებისა და ხშირ შემთხვევაში, მტაცებლური ცხოვრების წესისთვის, უფრო სწრაფი მეტაბოლიზმი სჭირდებათ.

მხარფეხიანებთან შედარებით, ორსაგდულიან მოლუსკებს თავიანთი დიდი სხეულისა და კუნთოვანი "ფეხის" გამო, რომელიც მათ ფსკერზე ჩაფლობისა და ცოცვის საშუალებას აძლევს, მეტი ენერგია ესაჭიროებათ.

"სწორედ ამიტომ მივირთმევთ მოლუსკის წვნიანს და არა მხარფეხიანებისას", — თქვა სპერლინგმა — "მხარფეხიანებს ხორცი თითქმის არ აქვთ".

გადაშენებამდე მხარფეხიანების რაოდენობა საგრძნობლად აღემატებოდა ორსაგდულიანებისას. დღესდღეობით მხარფეხიანების მხოლოდ 400-მდე სახეობაა შემორჩენილი, მაშინ როცა ორსაგდულიანების დაახლოებით 10 000-დან 15 000-მდე სახეობა არსებობს.

სპერლინგმა ეს დრამატული ეკოლოგიური ცვლილება 65 მილიონი წლის წინ არამფრინავი დინოზავრების გადაშენებას შეადარა, "როცა ძუძუმწოვრები, ფაქტობრივად, გაბატონდნენ და ეს ნიშა ქვეწარმავლებს აღარასდროს დაუთმეს".

უძველესი ოკეანის კრიზისის რეკონსტრუქცია

ეს კვლევა პრინსტონისა და სტენფორდის უნივერსიტეტების 2018 წლის ნაშრომს ეფუძნება და მის მასშტაბებს აფართოებს. წინა კვლევა ასკვნიდა, რომ ოკეანეების დათბობა და ჟანგბადის დაკარგვა სავარაუდოდ დიდი სიკვდილის გამომწვევი მიზეზი იყო. თუმცა, ის ადრეული ნაშრომი მეტწილად თანამედროვე ზღვის სახეობებიდან, განსაკუთრებით ეკონომიკური მნიშვნელობის მქონე თევზებიდან და კიბოსნაირებიდან შეგროვებულ ფიზიოლოგიურ მონაცემებს ეყრდნობოდა, რამაც უდიდესი ინფორმაციული დანაკლისი დატოვა იმ ცხოველების შესახებ, რომლებმაც რეალურად ყველაზე დიდი დარტყმა მიიღეს.

"ჩვენს ახალ კვლევაში, პალეოზოური ფაუნის ფიზიოლოგიის შესახებ ეს დანაკლისი შევავსეთ, რათა გაგვერკვია, შეგვეძლო თუ არა გადაშენების არა მხოლოდ ბიოგეოგრაფიის, არამედ მისი ტაქსონომიური სელექციურობის ახსნაც", — თქვა სპერლინგმა.

ამ დანაკლისის აღმოსაფხვრელად, გუნდმა საველე სამუშაოები წლების განმავლობაში აწარმოა, მათ შორის ცოცხალი მხარფეხიანების შეგროვება ვაშინგტონის შტატში, სან-ხუანის კუნძულებზე, სადაც ისინი შედარებით ხშირად გვხვდებიან. მკვლევრებმა თავი ზღვის ცხოველების ფართო სპექტრს მოუყარეს, რომლებიც, როგორც უძველეს, ისე თანამედროვე ოკეანის ეკოსისტემებს წარმოადგენენ.

საველე სადგურებსა და სტენფორდის ლაბორატორიებში მეცნიერებმა გაზომეს, რა რაოდენობის ჟანგბადს მოიხმარდა თითოეული ორგანიზმი წყლის სხვადასხვა ტემპერატურის პირობებში. წყლის ტემპერატურის მატებასთან ერთად, მეტაბოლური აქტივობა ჩქარდება, რაც ცხოველის ჟანგბადზე მოთხოვნას ზრდის.

ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ პალეოზოურ ცხოველებს ჟანგბადის დაბალი დონის პირობებში გადარჩენა მრავალ თანამედროვე სახეობაზე უკეთ შეეძლოთ. თუმცა, ტემპერატურის მატებისას, მათი ნელი მეტაბოლიზმი გარემოს ფეხს ვეღარ უწყობდა. მათი მოთხოვნა ჟანგბადზე ბევრად უფრო სწრაფად გაიზარდა, ვიდრე თანამედროვე ზღვის ცხოველების.

მკვლევრების თქმით, სხეულის აგებულებაში არსებული განსხვავებები ამ შედეგის ახსნაში გვეხმარება. უფრო აქტიურ თანამედროვე სახეობებს ნორმალურ პირობებში მეტი ჟანგბადი ესაჭიროებათ, თუმცა მათ ასევე აქვთ კუნთები და ლაყუჩები, რომლებიც დათბობის დროს ჟანგბადზე მზარდ მოთხოვნებთან გასამკლავებლადაა საჭირო.

"დათბობა და ჟანგბადის დაკარგვა მთავარი განმაპირობებელი ფაქტორებია", — აღნიშნა სპერლინგმა.

სხვა კვლევებმა დამატებით სტრეს-ფაქტორად ოკეანის მჟავიანობის ზრდაც დაასახელა, რასაც ნახშირორჟანგი (CO₂) იწვევს, რადგან იგი საგრძნობლად ართულებს ნიჟარის ფორმირებას. სპერლინგმა განაცხადა, რომ ახალი აღმოჩენების თანახმად, მჟავიანობამ, სავარაუდოდ, თავისი წვლილი შეიტანა გადაშენებაში, თუმცა ეს გაცილებით ნაკლებად მნიშვნელოვანი ფაქტორი იყო, ვიდრე დათბობა და ჟანგბადის შემცირება.

გაკვეთილები დღევანდელი ოკეანეებისთვის

სტენფორდის გუნდი კვლევის გაფართოებას ზღვის ცხოველების სხვა ჯგუფებზეც გეგმავს, რათა უკეთ გაიგოს, როგორ ურთიერთქმედებს დათბობა, ჟანგბადის შემცირება და მჟავიანობა ერთმანეთთან, განსაკუთრებით იმ ფონზე, რომ სამივე პრობლემა დღევანდელ ოკეანეებში სულ უფრო მწვავდება. მკვლევრები გვაფრთხილებენ, რომ ისტორია შესაძლოა განმეორდეს, თუ თანამედროვე ზღვის სახეობები უფრო და უფრო თბილ და ჟანგბადით ღარიბ წყლებს შეეჯახებიან.

"ცუდი ამბავი ის არის, რომ ყველაზე უარესი სცენარის პროგნოზების მიხედვით, პერმულ-ტრიასული პერიოდის დონის დათბობის გზაზე ვდგავართ", — თქვა სპერლინგმა.

დიდი სიკვდილის გამოსაწვევად ტემპერატურამ ათასობით წლის განმავლობაში 8-12 °C-ით მოიმატა, დღეს კი, მხოლოდ 100-200 წლის პერიოდში, პროგნოზირებულია, რომ 2100 წლისთვის ტემპერატურა წინაინდუსტრიულ ეპოქასთან შედარებით 1,5-4 °C-ით მაღალი იქნება. "თუმცა კარგი ამბავი ისაა, რომ ჯერ კიდევ იმ ეტაპზე ვართ, როცა შეგვიძლია რამე შევცვალოთ და შესაბამისი ზომები მივიღოთ".

• რეკორდულ ფასად გაყიდული T-rex-ის ნამარხები — რატომ არის ეს პრობლემა მეცნიერებისთვის
• შესაძლოა, ამერიკის კონტინენტზე მამონტების გადაშენება ადამიანებმა გამოიწვიეს — ახალი კვლევები
• როცა ყინული ქრება — საფრთხე, რომელიც ყველას გვეხება