P-T neslinin tükenmesi (aka Büyük Ölüm) en kötüsü olarak kabul edilme eğilimindedir - örneğin, Wikipedia şunları belirtir:
Tüm deniz türlerinin %96'sının ve karadaki omurgalı türlerinin %70'inin yok olmasıyla, Dünya'nın bilinen en şiddetli yok oluş olayıdır. Böceklerin bilinen tek kitlesel yok oluşudur. Tüm ailelerin yaklaşık %57'si ve tüm cinslerin %83'ü yok oldu. Çok fazla biyolojik çeşitlilik kaybolduğu için, Dünya'daki yaşamın iyileşmesi, muhtemelen 10 milyon yıla kadar, diğer herhangi bir yok olma olayından çok daha uzun sürdü.
Muhtemelen "tüm deniz türlerinin %96'sı" (ki bu, hiçbirine sahip olmadığım iki kitaba atıfta bulunur) çok hücreli deniz türleri veya fosil kayıtlarında gözlemlenmesi daha kolay olan bazı benzer alt kategoriler (yanılıyor olabilirim).
Sorum şu: Büyük Oksijenlenme Olayı daha yüksek oranda organizmayı öldürmez miydi? herşey organizmalar)?
GOE'de kaç kişinin öldüğünü söyleyebilecek herhangi bir kaydımız olmadığını biliyorum ve bu nedenle bu soru zorunlu olarak spekülatiftir, ancak kesinlikle GOE öncesi neredeyse tüm organizmalar zorunlu anaerob olurdu (ve bu nedenle oksijenin toksik olduğunu buldu) ?
Emin olmadığım şey, çoğu tartışma opisthokonts (yani hayvanlar + mantarlar) ve arkeplastidanlar (yani bitkiler + algler) açısından göründüğünden, tek hücreli organizmaların daha yakın tarihli (Fhanerozoik) yok oluşlarda nasıl ilerlediğidir.
Bu harika bir soru. Araştırmaya karar verdim ve işte bulduğum şey. Nedense GOE, "büyük 5" kitlesel yok oluşlar listesinde yer almıyor. Soru, neden?
Sanırım olayın hızından kaynaklanıyor. Olayın 2.45-2.32 milyar yıl önce gerçekleştiği anlatılıyor.
Bu milyarlarca yıllık bir zaman ölçeğidir. Yani bu gerçekten uygun bir kitlesel yok oluş değil. Siyanobakteriyel soyların evriminin zaman ölçeği hakkında çok az şey bilinmektedir.
K–T yok oluşu
Editörlerimiz, gönderdiklerinizi gözden geçirecek ve makalenin gözden geçirilip değiştirilmeyeceğine karar verecektir.
K–T yok oluşu, kısaltması Kretase-Tersiyer yok oluşu, olarak da adlandırılır K–Pg yok oluşu veya Kretase-Paleojen yok oluşuYaklaşık 66 milyon yıl önce Kretase ve Paleojen dönemleri arasındaki sınıra çok yakın olan tüm hayvan türlerinin yaklaşık yüzde 80'inin ortadan kaldırılmasından sorumlu küresel bir yok olma olayı. K-T neslinin tükenmesi, neredeyse tüm dinozorlar ve birçok deniz omurgasızı dahil olmak üzere Mesozoyik Çağın (251.9 milyon ila 66 milyon yıl önce) önemli unsurları olan birçok hayvan soyunun ortadan kaldırılmasıyla karakterize edildi. Etkinlik adını Almanca kelimeden alıyor. Kreide, "tebeşir" anlamına gelir (Kretase Dönemi'nin kireçli tortusuna atıfta bulunur) ve geleneksel olarak Paleojen ve Neojen dönemlerini kapsayan zaman dilimini tanımlamak için kullanılan Tersiyer kelimesi. K-T yok oluşu, jeolojik zaman aralığını belirleyen beş büyük yok oluş olayının ciddiyetinde üçüncü sırada yer alıyor.
Archosaurların neslinin tükenmesinden kurtulan -dinozorları, kuşları ve timsahları içeren sürüngenler grubu- modern kuşlara ve timsahlara yol açan soylardı. Planktonik deniz florası ve faunasından kokolitofor ve planktonik foraminifer cinslerinin sadece yaklaşık yüzde 13'ü hayatta kaldı. Serbest yüzen yumuşakçalar arasında ammonoidler ve belemnoidlerin soyu tükendi. Diğer deniz omurgasızları arasında, daha büyük foraminiferler (orbitoidler) öldü ve hermatipik mercanlar, cinslerinin yaklaşık beşte birine indirildi. Rudist çift kabuklular da, yatar (veya kısmen gömülü) bir yaşam alışkanlığına sahip çift kabuklular gibi ortadan kayboldu. Ekzogyra ve grifa. Stratigrafik olarak önemli inoceramidler de öldü.
Kitlesel yok oluş, diğer deniz ve kara organizmaları arasında ve hatta aralarında oldukça farklıydı. Kara bitkileri kara hayvanlarından daha iyi sonuç vermiş görünüyor, ancak angiosperm türlerinin yaygın olarak yok olduğuna ve Kuzey Amerika bitki toplulukları arasında diğer dramatik değişimlere dair kanıtlar var. Uçan sürüngenler (pterosaurlar) ve deniz sürüngenleri (plesiosaurlar, mosasaurlar ve iktiyozorlar) dahil olmak üzere bazı sürüngen gruplarının K-T sınırından çok önce yok olduğunu belirtmek önemlidir. Hayatta kalan sürüngen grupları arasında kaplumbağalar, timsahlar, kertenkeleler ve yılanlar ya etkilenmedi ya da çok az etkilendi. Amfibiler ve memeliler üzerindeki etkiler de nispeten hafifti. Bugün bu grupların birçoğunun çevreye duyarlı ve yaşam alanlarıyla sınırlı olduğu düşünüldüğünde, bu modeller tuhaf görünüyor.
Dinozorların neslinin tükenmesini açıklamak için yıllar boyunca birçok hipotez önerildi, ancak yalnızca birkaçı ciddi şekilde değerlendirildi. Dinozorların yok edilmesi, iki yüzyıl boyunca paleontologlar, jeologlar ve biyologlar için bir bilmece olmuştur. Önerilen nedenler arasında hastalık, sıcak hava dalgaları ve bunun sonucunda kısırlık, dondurucu soğuklar, yumurta yiyen memelilerin yükselişi ve yakınlarda patlayan bir süpernovadan gelen X-ışınları sayılabilir. Bununla birlikte, 1980'lerin başından beri, Amerikalı bilim adamları Walter Alvarez ve Luis Alvarez tarafından formüle edilen sözde "asteroid teorisi" üzerine çok fazla dikkat çekildi. Bu teori, bir göktaşı (göktaşı veya kuyruklu yıldız) etkisinin, atmosfere büyük miktarda kaya döküntüsü fırlatarak, Dünya'yı birkaç ay veya daha uzun süre karanlıkta bırakarak yok olma olayını tetiklemiş olabileceğini belirtir. Güneş ışığının bu küresel toz bulutuna nüfuz etmesi mümkün olmadığı için fotosentez durdu, bu da yeşil bitkilerin ölümüne ve besin zincirinin bozulmasına neden oldu.
Kaya kayıtlarında bu hipotezi destekleyen pek çok kanıt vardır. Meksika, Chicxulub yakınlarındaki Yucatán Yarımadası'nın çökellerinin altında gömülü, Kretase'nin sonuna tarihlenen 180 km (112 mil) çapında büyük bir krater keşfedildi. 2002 yılında Ukrayna'da Boltysh'te Chicxulub'dakinden yaklaşık 2.000 ila 5.000 yıl öncesine dayanan ikinci, daha küçük bir krater keşfedildi. Varlığı, K–T neslinin çoklu bolid etkisinin sonucu olma olasılığını artırıyor. Ek olarak, tektitler (göktaşı çarpmalarının karakteristiği olan kırık kum taneleri) ve yalnızca Dünya'nın mantosunun derinliklerinde ve dünya dışı kayalarda yaygın olan nadir toprak elementi iridyum, neslinin tükenmesiyle ilişkili tortularda bulunmuştur. Ayrıca, Meksika Körfezi kıyılarına vuran muazzam bir tsunami ve çarpışmadan kaynaklanan bir ateş topunun tetiklediği yaygın orman yangınları da dahil olmak üzere, bolid etkisinin bazı olağanüstü yan etkilerine dair kanıtlar var.
Bu güçlü kanıtlara rağmen, asteroit teorisi bazı paleontologlar arasında şüpheyle karşılandı, bazıları neslinin tükenmesinin nedeni olarak karasal faktörler için ajite ederken, diğerleri bir çarpma sonucu dağılan iridyum miktarının daha küçük bir nesneden kaynaklandığını iddia ediyor. kuyruklu yıldız. Kretase'nin sonunda Hindistan'da Deccan Tuzakları olarak bilinen büyük bir lav sızıntısı meydana geldi. Bazı paleontologlar, bu akışlara eşlik eden karbondioksitin gezegeni büyük ölçüde ısıtan küresel bir sera etkisi yarattığına inanıyor. Diğerleri, tektonik plaka hareketlerinin, özellikle Kretase'nin ikinci bölümünde, dünyadaki kara kütlelerinin büyük bir yeniden düzenlenmesine neden olduğunu belirtiyor. Bu tür kıta kaymalarından kaynaklanan iklim değişiklikleri, dinozorların ve nesli tükenen diğer hayvan gruplarının lehine olan habitatların kademeli olarak bozulmasına neden olabilirdi. Elbette, bir asteroit veya kuyruklu yıldız çarpması gibi ani felaket olaylarının, karasal nedenlerle halihazırda meydana gelen çevresel bir bozulmaya katkıda bulunması mümkündür.
Britannica Ansiklopedisinin Editörleri Bu makale en son Editör John P. Rafferty tarafından gözden geçirilmiş ve güncellenmiştir.
Ordovisyen-silüriyen Yok Oluş: 440 milyon yıl önce
Küçük deniz organizmaları öldü.
Devoniyen Yok Oluş: 365 milyon yıl önce
Birçok tropikal deniz türünün soyu tükendi.
Permiyen-triyas neslinin tükenmesi: 250 milyon yıl önce
Dünya tarihindeki en büyük kitlesel yok olma olayı, birçok omurgalı da dahil olmak üzere bir dizi türü etkiledi.
Triyas-Jurasik Yok Oluş: 210 milyon yıl önce
Karadaki diğer omurgalı türlerinin neslinin tükenmesi, dinozorların gelişmesine izin verdi.
Kretase-üçüncül Yok olma: 65 Milyon Yıl Önce
Adı Ne?
Bilim adamları, Kretase döneminin sonunda ve Tersiyer döneminin başlangıcında meydana geldiği için, kuş olmayan dinozorları yok eden büyük yok oluşa K-T neslinin tükenmesi olarak atıfta bulunur. Neden C-T değil? Jeologlar, Kretase'nin kısaltması olarak "K"'u kullanırlar. "C", daha önceki bir dönem olan Kambriyen döneminin kısaltmasıdır.
Yeni Bir Çağın Şafağı
65 milyon yıl önce meydana gelen yok oluş, bitki ve hayvanların yaklaşık yüzde 50'sini yok etti. Olay o kadar çarpıcı ki, Dünya tarihinde önemli bir dönüm noktasına işaret ederek, Kretase olarak bilinen jeolojik dönemin sonunu ve Tersiyer döneminin başlangıcını işaret ediyor.
6. Kitlesel Yok Oluş
Genel olarak kitlesel yok oluş olaylarını tarihsel olaylar olarak değerlendirsek de birçok bilim insanı şu anda başka bir kitlesel yok oluş olayının başlangıcında olduğumuzu iddia ediyor. Aslında, ölçebildiğimiz ve neslinin tükendiğini gözlemleyebildiğimiz türlerden toplam yok olma oranını tahmin edebiliriz. Bu oran tarihin birçok döneminden çok daha yüksektir. Ayrıca, bu 6. kitlesel yok oluş tamamen insan eylemlerinden kaynaklanmış olabilir.
Yaklaşık 10.000 yıl önce başlayarak, insanlar tarımı geliştirdi. Atalarımız yiyecek yetiştirme ve depolama becerisi kazanırken, bize tarım için daha fazla yer açmak için çevreyi de değiştirmeye başladılar. Yaklaşık 300 yıl önce başlayan Sanayi Devrimi bize çevreyi değiştirme konusunda artan bir yetenek verdi. Ekinlerin veya hayvanların yetiştirileceği ormanları temizlemek için traktörler ve motorlu testereler geliştirdik. Ayrıca, bu makineler karbondioksit salıyor ve hayvanlarımız, her ikisi de sera gazı olan metan salıyor. Bu gazların salınması atmosferin bileşimini değiştiriyor ve bu da iklimi bozuyor.
Ne yazık ki, bu değişiklikler o kadar hızlı oluyor ki bilim adamları artık onları tersine çevirebileceğimizden tam olarak emin değiller. Değişim oranı önemlidir çünkü hayvanlar sadece uzun süreler boyunca adapte olabilirler. Bir değişiklik çok hızlı gerçekleşirse, zamanla uyum sağlayamadıkları için birçok hayvan nesli tükenecektir. Her ikisi de hayatta kalmak için belirli miktarda suya ve sıcaklığa ihtiyaç duyan amfibiler ve mercan resifleri gibi büyük hayvan gruplarının acı çektiğini zaten görüyoruz.
Gümüş kaplama?
Olması gerektiği kadar korkunç, kitlesel yok oluş olayları hayatta kalanlar için tamamen kötü haberler değildi. Büyük, baskın kara dinozorlarının neslinin tükenmesi, daha küçük hayvanların hayatta kalmasına ve gelişmesine izin verdi. Yeni türler ortaya çıktı ve yeni nişler aldı, Dünya'daki yaşamın evrimini yönlendirdi ve çeşitli popülasyonlarda doğal seçilimin geleceğini şekillendirdi. Dinozorların sonu özellikle memelilerin işine yaradı ve onların yükselişi bugün Dünya'da insanların ve diğer türlerin ortaya çıkmasına neden oldu.
Bazı bilim adamları, 21. yüzyılın başlarında altıncı büyük kitlesel yok oluş olayının ortasında olduğumuza inanıyor. Bu olaylar genellikle milyonlarca yıla yayıldığından, yaşadığımız iklim değişikliklerinin ve Dünya değişikliklerinin - gezegendeki fiziksel değişikliklerin - birkaç türün neslinin tükenmesini tetiklemesi ve gelecekte bir kitlesel yok olma olayı olarak görülmesi olasıdır.
Dünya türlerinin çoğunu yok eden Permiyen sonu yok oluşu, jeolojik zamanda anlıktı.
Sam Bowring (önde) ve eski yüksek lisans öğrencisi Seth Burgess, Penglaitan'da Permiyen Sonu yok olma ufkunu inceliyor. Kredi bilgileri: Shuzhong Shen
MIT, Çin ve başka yerlerdeki bilim adamları tarafından yapılan yeni bir araştırmaya göre, Dünya tarihindeki en şiddetli kitlesel yok oluş neredeyse hiçbir erken uyarı işareti olmadan gerçekleşti.
251,9 milyon yıl önce gerçekleşen Permiyen sonu kitlesel yok oluşu, gezegendeki deniz türlerinin yüzde 96'sından fazlasını ve karasal yaşamının yüzde 70'ini öldürdü - Permiyen Dönemi'nin sonunu belirleyen küresel bir yok oluş.
Bugün yayınlanan yeni çalışma, GSA Bülteni, son Permiyen neslinin tükenmesine yol açan yaklaşık 30.000 yılda türlerin yok olmaya başladığına dair jeolojik bir kanıt bulunmadığını bildiriyor. Araştırmacılar ayrıca okyanus sıcaklığında herhangi bir büyük dalgalanma veya atmosferdeki dramatik karbondioksit akışına dair hiçbir işaret bulamadılar. Okyanus ve kara türleri yok olduğunda, jeolojik olarak anlık olan bir süre boyunca toplu halde öldüler.
MIT'nin Dünya, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nde bir araştırma bilimcisi olan ortak yazar Jahandar Ramezani, “İlk yok olma darbelerinin gelmediğinden emin olabiliriz” diyor. "Permiyen'in sonuna kadar canlı bir deniz ekosistemi devam ediyordu ve sonra patlama - yaşam yok oluyor. Ve bu makalenin büyük sonucu, yok oluşun erken uyarı sinyallerini görmememiz. Her şey jeolojik olarak çok hızlı oldu."
Ramezani'nin ortak yazarları arasında MIT'de jeoloji profesörü olan Samuel Bowring ile Çin Bilimler Akademisi, Ulusal Doğa Tarihi Müzesi ve Calgary Üniversitesi'nden bilim adamları yer alıyor.
Eksik parçaları bulma
Yirmi yılı aşkın bir süredir bilim adamları, olası nedenleri hakkında fikir edinmek için Permiyen sonu kitlesel yok oluşun zamanlamasını ve süresini belirlemeye çalışıyorlar. Jeologlar tarafından Meishan bölümü olarak bilinen bir yerde, doğu Çin'deki fosil bakımından zengin kayaların iyi korunmuş katmanlarına en çok dikkat edildi. Bilim adamları, tortul kayaçların bu bölümünün, Permiyen neslinin tükenmesinden hemen önce ve biraz sonra, eski bir okyanus havzasında biriktiğini belirlediler. Bu nedenle, Meishan bölümünün, Dünya'nın yaşamının ve ikliminin felaket olaya yol açan nasıl ilerlediğine dair işaretleri koruduğu düşünülmektedir.
Çin'deki Nanjing Jeoloji ve Paleontoloji Enstitüsü'nden araştırmayı yöneten Shuzhong Shen, "Ancak, Meishan bölümü derin bir su ortamında çökeltildi ve oldukça yoğun" diyor. "Kaya rekoru eksik olabilir." Meishan'daki tüm yok olma aralığı, sadece 30 santimetrelik eski tortul katmanlardan oluşuyor ve bu okyanus ortamında tortuların yerleşmediği ve yaşam veya çevresel koşullara dair herhangi bir kanıtın olabileceği "birikim boşlukları" yarattığı dönemler olabileceğini söylüyor. kaydedilmemiştir.
1994 yılında Shen, Ulusal Doğa Tarihi Müzesi'nde paleozoik omurgasızların küratörü ve makalenin ortak yazarı olan paleobiyolog Doug Erwin ile birlikte Bowring'i aldı ve Penglaitan'da çok daha az çalışılmış bir bölüm olan daha eksiksiz bir yok olma kaydı arıyordu. Güney Çin'in Guangxi eyaletinde bir kaya parçası. Penglaitan bölümü, jeologların "oldukça genişlemiş" olduğunu düşündükleri bölümdür. Meishan'ın 30 santimetrelik tortulları ile karşılaştırıldığında, Penglaitan'ın tortul katmanları, ana yok olma olayının hemen öncesinde, aynı zaman diliminde biriken çok daha geniş 27 metrelik bir alan oluşturuyor.
Ramezani, "Bu, antik okyanus havzasının, kıtaya daha yakın olan, mercan resifleri ve çok daha fazla çökelme ve biyolojik aktivite bulabileceğiniz farklı bir bölümünden geliyor" diyor. "Böylece, aynı zaman diliminde çevrede ve yaşamda neler olduğu gibi çok daha fazlasını görebiliriz."
Araştırmacılar, yakındaki deniz tabanı kıtasal kabuk altında yavaşça ezilirken meydana gelen volkanik aktivite ile biriken kül yataklarından alınan örnekler de dahil olmak üzere, Penglaitan bölümünün birden fazla katmanından numuneleri özenle topladı ve analiz etti. Bu kül yatakları, uranyum ve kurşun içeren küçük mineral tanecikleri olan zirkonları içerir; oranları, zirkonun yaşını ve geldiği kül yatağını belirlemek için ölçebilir.
Ramezani ve meslektaşları, büyük ölçüde Bowring tarafından geliştirilen bu jeokronoloji tekniğini, Penglaitan bölümü boyunca çoklu kül yatağı katmanlarının yaşını yüksek hassasiyetle belirlemek için kullandılar. Analizlerinden, Permiyen sonu neslinin aniden, yaklaşık 252 milyon yıl önce meydana geldiğini, 31.000 yıl aldığını veya aldığını belirleyebildiler.
Ekip ayrıca fosiller için tortul katmanları ve ayrıca okyanus sıcaklığı ve tortuların biriktiği andaki karbon döngüsünün durumu hakkında bir şeyler söyleyebilecek oksijen ve karbon izotoplarını analiz etti. Fosil kayıtlarından, son yok olma ufkuna giden yolda nesli tükenmekte olan tür dalgalarını görmeyi umuyorlardı. Benzer şekilde, okyanus sıcaklığında ve kimyasında yaklaşmakta olan felakete işaret edecek büyük değişiklikler öngördüler.
"Yaşam formlarının çeşitliliğinde kademeli bir düşüş göreceğimizi düşündük veya örneğin diğerlerinden daha az dirençli olduğu bilinen belirli türlerin erken ölmelerini beklerdik, ancak bunu görmüyoruz, " diyor Ramezani. "Kaybolmalar çok rastgeledir ve herhangi bir fizyolojik sürece ya da çevresel etkiye uymuyor. Bu da bize olay ufkundan önce gördüğümüz değişikliklerin aslında yok oluşu yansıtmadığına inandırıyor."
Örneğin, araştırmacılar, 27 metrelik aralığın tabanından en üst noktasına kadar okyanus sıcaklığının 30'dan 35 santigrat dereceye yükseldiğine dair işaretler buldular - ana yok olma olayından yaklaşık 30.000 yıl öncesini kapsayan bir dönem. Bununla birlikte, bu sıcaklık değişimi, çoğu türün neslinin tükenmesinden sonra meydana gelen çok daha büyük bir ısınma ile karşılaştırıldığında çok önemli değildir.
Ramezani, "Sıcaklıktaki büyük değişiklikler, yok oluşun hemen ardından, okyanus gerçekten sıcak ve rahatsız olduğunda ortaya çıkıyor" diyor. "Yani okyanus sıcaklığının yok oluşun itici gücü olduğunu ekarte edebiliriz."
Peki, ani, küresel yok oluşa ne sebep olmuş olabilir? Önde gelen hipotez, Permiyen sonu yok oluşunun, Rusya'nın Sibirya kentinde, şu anda Sibirya Tuzakları olarak bilinen yere 4 milyon kilometreküpten fazla lav püskürten devasa volkanik patlamalardan kaynaklandığıdır. Bu tür muazzam ve sürekli patlamalar muhtemelen havaya büyük miktarlarda kükürt dioksit ve karbondioksit saldı, atmosferi ısıttı ve okyanusları asitlendirdi.
Bowring ve eski yüksek lisans öğrencisi Seth Burgess'in önceki çalışmaları, Sibirya Tuzakları patlamalarının zamanlamasının, Permiyen sonu yok oluşunun zamanlaması ile eşleştiğini belirledi. Ancak ekibin Penglaitan bölümünden elde ettiği yeni verilere göre, Permiyen'in son 400.000 yılında artan küresel volkanik aktivite hakim olsa da, deniz türlerinde dramatik bir ölüm veya okyanus sıcaklığında herhangi bir önemli değişiklik olmadığı görülüyor. ve ana yok oluşa giden 30.000 yılda atmosferik karbon.
"Yok olmadan önce ve sonra, çevresel strese ve ekolojik istikrarsızlığa neden olabilecek geniş bir volkanik aktivite olduğunu söyleyebiliriz. Ancak küresel ekolojik çöküş ani bir darbe ile geldi ve yok oluşu kaydeden tortullarda dumanlı silahını göremiyoruz. ," diyor Ramezani. "Bu makaledeki kilit nokta, yok oluşun ani oluşudur. Yok oluşun, geç Permiyen sırasındaki kademeli çevresel değişimden kaynaklandığını söyleyen herhangi bir hipotez - tüm bu yavaş süreçleri göz ardı edebiliriz. Görünüşe göre ani bir yumruk geliyor ve hala ne anlama geldiğini ve buna tam olarak neyin sebep olduğunu anlamaya çalışıyoruz."
Araştırmaya dahil olmayan Stanford Üniversitesi'nde jeoloji bilimleri ve biyoloji profesörü Jonathan Payne, "Bu çalışma, jeolojik olarak konuşursak, Dünya'nın büyük yok oluş olaylarının çok kısa zaman dilimlerinde meydana geldiğine dair artan kanıtlara çok şey katıyor" diyor. "Permiyen neslinin tükenmesinin ana nabzının sadece birkaç yüzyılda meydana gelmesi bile mümkündür. Devam eden çevresel değişimin daha uzun bir aralığı içinde çevresel bir devrilme noktasını yansıttığı ortaya çıkarsa, bu bizi küresel değişime potansiyel paralellikler konusunda özellikle endişelendirmelidir. şu anda çevremizdeki dünyada oluyor."
İçindekiler
Jack Sepkoski ve David M. Raup, 1982'de yayınlanan bir dönüm noktası niteliğindeki makalede, beş kitlesel yok oluş tanımladılar. Başlangıçta, Fanerozoik sırasında yok olma oranlarını düşürme genel eğilimine aykırı değerler olarak tanımlandılar, [6] ancak biriken verilere daha sıkı istatistiksel testler uygulandıkça, çok hücreli hayvan yaşamının beş büyük ve birçok küçük deneyim yaşadığı tespit edildi. kitlesel yok oluşlar. [7] "Büyük Beşli" bu kadar net bir şekilde tanımlanamaz, daha ziyade, nispeten pürüzsüz bir yok oluş olayları sürekliliğinin en büyüğünü (veya en büyüklerinden bazılarını) temsil ediyor gibi görünmektedir. [6]
- (Son Ordovisiyen veya O-S): Ordovisiyen-Silüriyen geçişinde 450-440 My. Tüm familyaların %27'sini, tüm cinslerin %57'sini ve tüm türlerin %60 ila %70'ini öldüren iki olay meydana geldi. [8] Birlikte birçok bilim insanı tarafından, nesli tükenen türlerin yüzdesi açısından Dünya tarihindeki beş büyük yok oluş arasında ikinci en büyük olarak sıralanırlar. Mayıs 2020'de yapılan araştırmalar, kitlesel yok oluşun nedeninin, daha önce düşünüldüğü gibi soğuma ve buzullaşma nedeniyle değil, volkanizma ve anoksi ile ilgili küresel ısınmadan kaynaklandığını ileri sürdü. [9][10] : Devoniyen-Karbonifer geçişi yakınında 375–360 Ma. Devoniyen Dönemi'nin sonraki bölümlerinde Frasnian Çağı'nın sonunda, uzun bir dizi yok oluş tüm familyaların yaklaşık %19'unu, tüm cinslerin %50'sini[8] ve tüm türlerin en az %70'ini ortadan kaldırdı. [11] Bu yok olma olayı belki 20 milyon yıl kadar uzun sürdü ve bu süre içinde bir dizi yok olma darbesi olduğuna dair kanıtlar var. (Son Permiyen): Permiyen-Triyas geçişinde 252 Ma. [12] Dünyanın en büyük yok oluşu tüm ailelerin %57'sini, tüm cinslerin %83'ünü ve tüm türlerin %90 ila %96'sını öldürdü [8] (deniz ailelerinin %53'ü, deniz cinslerinin %84'ü, tüm deniz türlerinin yaklaşık %96'sı) ve kara türlerinin tahmini %70'i, [3] böcekler dahil). [13] Son derece başarılı deniz eklembacaklısı trilobitin soyu tükendi. Bitkilerle ilgili kanıtlar daha az nettir, ancak neslinin tükenmesinden sonra yeni taksonlar baskın hale geldi. [14] "Büyük Ölüm" muazzam bir evrimsel öneme sahipti: karada, memeli benzeri sürüngenlerin önceliğini sona erdirdi. Omurgalıların iyileşmesi 30 milyon yıl aldı, [15] ancak boş nişler, arkozorların yükselişi için bir fırsat yarattı. Denizlerde, sapsız olan hayvanların oranı %67'den %50'ye düştü. Geç Permiyen, "Büyük Ölüm"den önce bile, en azından deniz yaşamı için zor bir zamandı. (Triyas Sonu): Triyas-Jura geçişinde 201.3 Ma. Tüm familyaların yaklaşık %23'ü, tüm cinslerin %48'i (deniz familyalarının %20'si ve deniz cinslerinin %55'i) ve tüm türlerin %70 ila %75'inin nesli tükenmiştir. [8] Dinozor olmayan arkozorların çoğu, therapsidlerin çoğu ve büyük amfibilerin çoğu elendi ve dinozorlara çok az karasal rekabet bıraktı. Dinozor olmayan arkozorlar su ortamlarına hakim olmaya devam ederken, arkozor olmayan diapsidler deniz ortamlarına hakim olmaya devam etti. Büyük amfibilerin Temnospondyl soyu da Avustralya'da Kretase'ye kadar hayatta kaldı (örn. Koolasuchus). (Son Kretase, K–Pg yok oluşu veya eski adıyla K–T yok oluşu): Kretase (Maastrihtiyen) – Paleojen (Daniyen) geçiş aralığında 66 Ma. [16] Önceden Kretase-Tersiyer veya K–T yok oluşu veya K–T sınırı olarak adlandırılan olay, artık resmi olarak Kretase-Paleojen (veya K–Pg) yok olma olayı olarak adlandırılmaktadır. Tüm familyaların yaklaşık %17'si, tüm cinslerin %50'si[8] ve tüm türlerin %75'i yok olmuştur. [17] Denizlerde tüm ammonitler, plesiosaurlar ve mosasaurlar ortadan kayboldu ve hareketsiz hayvanların (hareket edemeyen) yüzdesi yaklaşık %33'e düşürüldü. Bu süre zarfında kuş olmayan tüm dinozorların soyu tükendi. [18] Sınır olayı şiddetliydi ve farklı kladlar arasında ve arasında yok olma oranında önemli miktarda değişkenlik vardı. Theropod dinozorlardan türeyen memeliler ve kuşlar, baskın büyük kara hayvanları olarak ortaya çıktı.
Bu beş olayın popülerleşmesine rağmen, onları diğer yok olma olaylarından ayıran kesin bir çizgi yoktur, farklı yöntemler kullanılarak bir yok oluşun etkisini hesaplamak için ilk beşte yer alan diğer olaylara yol açabilir. [19]
Daha eski fosil kayıtlarını yorumlamak daha zordur. Bunun nedeni ise:
- Daha eski fosiller, genellikle önemli bir derinliğe gömüldükleri için bulmak daha zordur.
- Daha eski fosillerin tarihlendirilmesi daha zordur.
- Üretken fosil yatakları, verimsiz olanlardan daha fazla araştırılmakta, bu nedenle belirli dönemler araştırılmamış bırakılmaktadır.
- Tarih öncesi çevre olayları biriktirme sürecini bozabilir.
- Fosillerin korunması karada değişiklik gösterir, ancak deniz fosilleri, karada bulunan muadillerine göre daha iyi korunma eğilimindedir. [20]
Deniz biyoçeşitliliğindeki bariz varyasyonların, farklı zaman dilimlerinden örnekleme için mevcut olan kaya miktarıyla doğrudan ilgili bolluk tahminleri ile aslında bir yapay olabileceği öne sürülmüştür. [21] Bununla birlikte, istatistiksel analiz, bunun gözlemlenen modelin yalnızca %50'sini açıklayabildiğini göstermektedir, [ kaynak belirtilmeli ] ve diğer kanıtlar (mantar sivri uçları gibi) [ açıklama gerekli ] en yaygın olarak kabul edilen yok olma olaylarının gerçek olduğuna dair güvence sağlar. Batı Avrupa'nın kaya maruziyetinin nicelleştirilmesi, biyolojik bir açıklama aranan küçük olayların çoğunun en kolay şekilde örnekleme yanlılığı ile açıklandığını göstermektedir. [22]
1982 tarihli çığır açıcı makalenin (Sepkoski ve Raup) ardından tamamlanan araştırma, altıncı bir kitlesel yok oluş olayının sürmekte olduğu sonucuna varmıştır:
6. Holosen yok oluşu: Şu anda devam ediyor. Yok oluşlar, 1900'den bu yana arka plandaki yok olma oranının 1000 katından fazla gerçekleşti. [23] [24] Kitlesel yok oluş, nüfus artışı ve dünyanın doğal kaynaklarının aşırı tüketimi tarafından yönlendirilen insan faaliyetinin [25] [26] [27] bir sonucudur. . [28] IPBES tarafından yapılan 2019 küresel biyoçeşitlilik değerlendirmesi, tahminen 8 milyon türden 1 milyonunun şu anda yok olma tehlikesiyle karşı karşıya olduğunu iddia ediyor. [29] [30] [31] [32]
Daha yakın tarihli araştırmalar, Kapitanya Sonu neslinin tükenme olayının muhtemelen Permiyen-Triyas nesli tükenme olayından ayrı bir yok olma olayı oluşturduğunu, eğer öyleyse, "Büyük Beş" yok olma olaylarının çoğundan daha büyük olacağını göstermiştir.
Kitlesel yok oluşlar bazen Dünya'daki yaşamın evrimini hızlandırdı. Belirli ekolojik nişlerin egemenliği bir organizma grubundan diğerine geçtiğinde, bunun nedeni nadiren yeni baskın grubun eskisinden "üstün" olması, ancak genellikle bir yok olma olayının eski, baskın grubu ortadan kaldırması ve yenisine yer açmasıdır, adaptif radyasyon olarak bilinen bir süreç. [33] [34]
Örneğin, memeliler ("neredeyse memeliler") ve daha sonra memeliler, dinozorların saltanatı boyunca var oldular, ancak dinozorların tekellerine aldığı büyük karasal omurgalı nişlerinde rekabet edemediler. Kretase sonu kitlesel yok oluşu, kuş olmayan dinozorları ortadan kaldırdı ve memelilerin büyük karasal omurgalı nişlerine genişlemesini mümkün kıldı. İronik olarak, dinozorların kendileri, baş rakiplerinin çoğunu, krurotarsanları ortadan kaldıran, Triyas'ın sonu olan daha önceki bir kitlesel yok oluşun lehtarlarıydı.
Eskalasyon hipotezinde öne sürülen bir başka bakış açısı, daha fazla organizma-organizma çatışması olan ekolojik nişlerdeki türlerin yok olma durumlarında hayatta kalma olasılığının daha düşük olacağını öngörmektedir. Bunun nedeni, bir türün oldukça statik koşullar altında sayısız ve canlı kalmasını sağlayan özelliklerin, bir yok olma olayının dinamikleri sırasında popülasyon seviyeleri rakip organizmalar arasında düştüğünde bir yük haline gelmesidir.
Ayrıca, kitlesel yok oluşlardan kurtulan birçok grup, sayı veya çeşitlilik açısından iyileşmez ve bunların çoğu uzun vadeli düşüşe geçer ve bunlara genellikle "Ölü Klanların Yürüyüşü" denir. [35] Bununla birlikte, kitlesel bir yok oluşun ardından hatırı sayılır bir süre hayatta kalan ve yalnızca birkaç türe indirgenmiş olan kladların, "geçmişin zorlaması" olarak adlandırılan bir geri tepme etkisi yaşamış olmaları muhtemeldir. [36]
Darwin, yiyecek ve uzay rekabeti gibi biyotik etkileşimlerin -"varolma mücadelesi"- evrimi ve yok olmayı teşvik etmede fiziksel çevredeki değişikliklerden çok daha önemli olduğu görüşündeydi. Bunu ifade etti Türlerin Kökeni: "Türler yavaş hareket eden nedenler tarafından üretilir ve yok edilir... ve tüm organik değişim nedenlerinin en önemli olanı, değişen... fiziksel koşullardan, yani organizmanın organizmayla karşılıklı ilişkisinden - bir organizmanın iyileşmesini gerektiren - neredeyse bağımsız olanıdır. başkalarının iyileştirilmesi veya yok edilmesi". [37]
Yok olma olaylarının periyodik olarak, her 26 ila 30 milyon yılda bir [38] [39] meydana geldiği veya çeşitliliğin her dönem epizodik olarak dalgalandığı çeşitli şekillerde öne sürülmüştür.
62 milyon yıl. [40] Güneşe giden varsayımsal bir yoldaş yıldızın varlığı, [41] [42] galaktik düzlemdeki salınımlar veya Samanyolu'nun sarmal kollarından geçiş de dahil olmak üzere, varsayılan modeli açıklamaya çalışan çeşitli fikirler vardır. [43] Bununla birlikte, diğer yazarlar, denizlerdeki kitlesel yok oluşlarla ilgili verilerin, kitlesel yok oluşların periyodik olduğu veya ekosistemlerin kademeli olarak kitlesel yok oluşun kaçınılmaz olduğu bir noktaya geldiği fikrine uymadığı sonucuna varmışlardır. [6] Önerilen bağıntıların çoğunun sahte olduğu iddia edildi. [44] [45] Diğerleri, çeşitli kayıtlarda periyodikliği destekleyen güçlü kanıtlar olduğunu, [46] ve biyolojik olmayan jeokimyasal değişkenlerde çakışan periyodik varyasyon şeklinde ek kanıtlar olduğunu savundu. [47]
Uzun vadeli bir stres kısa vadeli bir şokla birleştiğinde kitlesel yok oluşların meydana geldiği düşünülmektedir. [48] Fanerozoik boyunca, bireysel taksonların yok olma olasılığı daha düşük hale gelmiş gibi görünmektedir, [49] bu durum daha sağlam besin ağlarının yanı sıra daha az yok olmaya meyilli türler ve kıtasal dağılım gibi diğer faktörleri yansıtabilir. [49] Bununla birlikte, örnekleme yanlılığını hesaba kattıktan sonra bile, Fanerozoik sırasında yok olma ve oluşum oranlarında kademeli bir düşüş olduğu görülmektedir. [6] Bu, daha yüksek devir hızına sahip grupların şans eseri yok olma olasılığının daha yüksek olduğu gerçeğini temsil edebilir veya bu bir sınıflandırma eseri olabilir: aileler zamanla daha türsel olma eğilimindedir, bu nedenle yok olmaya daha az eğilimlidir [6] ve daha büyük taksonomik gruplar (tanım gereği) jeolojik zamanda daha erken ortaya çıkar. [50]
It has also been suggested that the oceans have gradually become more hospitable to life over the last 500 million years, and thus less vulnerable to mass extinctions, [note 1] [51] [52] but susceptibility to extinction at a taxonomic level does not appear to make mass extinctions more or less probable. [49]
There is still debate about the causes of all mass extinctions. In general, large extinctions may result when a biosphere under long-term stress undergoes a short-term shock. [48] An underlying mechanism appears to be present in the correlation of extinction and origination rates to diversity. High diversity leads to a persistent increase in extinction rate low diversity to a persistent increase in origination rate. These presumably ecologically controlled relationships likely amplify smaller perturbations (asteroid impacts, etc.) to produce the global effects observed. [6]
Identifying causes of specific mass extinctions Edit
A good theory for a particular mass extinction should: (i) explain all of the losses, not just focus on a few groups (such as dinosaurs) (ii) explain why particular groups of organisms died out and why others survived (iii) provide mechanisms which are strong enough to cause a mass extinction but not a total extinction (iv) be based on events or processes that can be shown to have happened, not just inferred from the extinction.
It may be necessary to consider combinations of causes. For example, the marine aspect of the end-Cretaceous extinction appears to have been caused by several processes which partially overlapped in time and may have had different levels of significance in different parts of the world. [53]
Arens and West (2006) proposed a "press / pulse" model in which mass extinctions generally require two types of cause: long-term pressure on the eco-system ("press") and a sudden catastrophe ("pulse") towards the end of the period of pressure. [54] Their statistical analysis of marine extinction rates throughout the Phanerozoic suggested that neither long-term pressure alone nor a catastrophe alone was sufficient to cause a significant increase in the extinction rate.
Most widely supported explanations Edit
Macleod (2001) [55] summarized the relationship between mass extinctions and events which are most often cited as causes of mass extinctions, using data from Courtillot et al. (1996), [56] Hallam (1992) [57] and Grieve et al. (1996): [58]
- events: 11 occurrences, all associated with significant extinctions [59][60] But Wignall (2001) concluded that only five of the major extinctions coincided with flood basalt eruptions and that the main phase of extinctions started before the eruptions. [61]
- Sea-level falls: 12, of which seven were associated with significant extinctions. [60] : one large impact is associated with a mass extinction, that is, the Cretaceous–Paleogene extinction event there have been many smaller impacts but they are not associated with significant extinctions. [62]
The most commonly suggested causes of mass extinctions are listed below.
Flood basalt events Edit
The formation of large igneous provinces by flood basalt events could have:
- produced dust and particulate aerosols which inhibited photosynthesis and thus caused food chains to collapse both on land and at sea [63]
- emitted sulfur oxides which were precipitated as acid rain and poisoned many organisms, contributing further to the collapse of food chains
- emitted carbon dioxide and thus possibly causing sustained global warming once the dust and particulate aerosols dissipated.
Flood basalt events occur as pulses of activity punctuated by dormant periods. As a result, they are likely to cause the climate to oscillate between cooling and warming, but with an overall trend towards warming as the carbon dioxide they emit can stay in the atmosphere for hundreds of years.
It is speculated that massive volcanism caused or contributed to the End-Permian, End-Triassic and End-Cretaceous extinctions. [64] The correlation between gigantic volcanic events expressed in the large igneous provinces and mass extinctions was shown for the last 260 million years. [65] [66] Recently such possible correlation was extended across the whole Phanerozoic Eon. [67]
Sea-level falls Edit
These are often clearly marked by worldwide sequences of contemporaneous sediments which show all or part of a transition from sea-bed to tidal zone to beach to dry land – and where there is no evidence that the rocks in the relevant areas were raised by geological processes such as orogeny. Sea-level falls could reduce the continental shelf area (the most productive part of the oceans) sufficiently to cause a marine mass extinction, and could disrupt weather patterns enough to cause extinctions on land. But sea-level falls are very probably the result of other events, such as sustained global cooling or the sinking of the mid-ocean ridges.
Sea-level falls are associated with most of the mass extinctions, including all of the "Big Five"—End-Ordovician, Late Devonian, End-Permian, End-Triassic, and End-Cretaceous.
A 2008 study, published in the journal Doğa, established a relationship between the speed of mass extinction events and changes in sea level and sediment. [68] The study suggests changes in ocean environments related to sea level exert a driving influence on rates of extinction, and generally determine the composition of life in the oceans. [69]
Impact events Edit
The impact of a sufficiently large asteroid or comet could have caused food chains to collapse both on land and at sea by producing dust and particulate aerosols and thus inhibiting photosynthesis. [70] Impacts on sulfur-rich rocks could have emitted sulfur oxides precipitating as poisonous acid rain, contributing further to the collapse of food chains. Such impacts could also have caused megatsunamis and/or global forest fires.
Most paleontologists now agree that an asteroid did hit the Earth about 66 Ma, but there is an ongoing dispute whether the impact was the sole cause of the Cretaceous–Paleogene extinction event. [71] [72]
Nonetheless, in October 2019, researchers reported that the Cretaceous Chicxulub asteroid impact that resulted in the extinction of non-avian dinosaurs 66 Ma, also rapidly acidified the oceans producing ecological collapse and long-lasting effects on the climate, and was a key reason for end-Cretaceous mass extinction. [73] [74]
According to the Shiva Hypothesis, the Earth is subject to increased asteroid impacts about once every 27 million years because of the Sun's passage through the plane of the Milky Way galaxy, thus causing extinction events at 27 million year intervals. Some evidence for this hypothesis has emerged in both marine and non-marine contexts. [75] Alternatively, the Sun's passage through the higher density spiral arms of the galaxy could coincide with mass extinction on Earth, perhaps due to increased impact events. [76] However, a reanalysis of the effects of the Sun's transit through the spiral structure based on CO data has failed to find a correlation. [77]
Global cooling Edit
Sustained and significant global cooling could kill many polar and temperate species and force others to migrate towards the equator reduce the area available for tropical species often make the Earth's climate more arid on average, mainly by locking up more of the planet's water in ice and snow. The glaciation cycles of the current ice age are believed to have had only a very mild impact on biodiversity, so the mere existence of a significant cooling is not sufficient on its own to explain a mass extinction.
It has been suggested that global cooling caused or contributed to the End-Ordovician, Permian–Triassic, Late Devonian extinctions, and possibly others. Sustained global cooling is distinguished from the temporary climatic effects of flood basalt events or impacts.
Global warming Edit
This would have the opposite effects: expand the area available for tropical species kill temperate species or force them to migrate towards the poles possibly cause severe extinctions of polar species often make the Earth's climate wetter on average, mainly by melting ice and snow and thus increasing the volume of the water cycle. It might also cause anoxic events in the oceans (see below).
Global warming as a cause of mass extinction is supported by several recent studies. [78]
The most dramatic example of sustained warming is the Paleocene–Eocene Thermal Maximum, which was associated with one of the smaller mass extinctions. It has also been suggested to have caused the Triassic–Jurassic extinction event, during which 20% of all marine families became extinct. Furthermore, the Permian–Triassic extinction event has been suggested to have been caused by warming. [79] [80] [81]
Clathrate gun hypothesis Edit
Clathrates are composites in which a lattice of one substance forms a cage around another. Methane clathrates (in which water molecules are the cage) form on continental shelves. These clathrates are likely to break up rapidly and release the methane if the temperature rises quickly or the pressure on them drops quickly—for example in response to sudden global warming or a sudden drop in sea level or even earthquakes. Methane is a much more powerful greenhouse gas than carbon dioxide, so a methane eruption ("clathrate gun") could cause rapid global warming or make it much more severe if the eruption was itself caused by global warming.
The most likely signature of such a methane eruption would be a sudden decrease in the ratio of carbon-13 to carbon-12 in sediments, since methane clathrates are low in carbon-13 but the change would have to be very large, as other events can also reduce the percentage of carbon-13. [82]
It has been suggested that "clathrate gun" methane eruptions were involved in the end-Permian extinction ("the Great Dying") and in the Paleocene–Eocene Thermal Maximum, which was associated with one of the smaller mass extinctions.
Anoxic events Edit
Anoxic events are situations in which the middle and even the upper layers of the ocean become deficient or totally lacking in oxygen. Their causes are complex and controversial, but all known instances are associated with severe and sustained global warming, mostly caused by sustained massive volcanism. [83]
It has been suggested that anoxic events caused or contributed to the Ordovician–Silurian, late Devonian, Permian–Triassic and Triassic–Jurassic extinctions, as well as a number of lesser extinctions (such as the Ireviken, Mulde, Lau, Toarcian and Cenomanian–Turonian events). On the other hand, there are widespread black shale beds from the mid-Cretaceous which indicate anoxic events but are not associated with mass extinctions.
The bio-availability of essential trace elements (in particular selenium) to potentially lethal lows has been shown to coincide with, and likely have contributed to, at least three mass extinction events in the oceans, that is, at the end of the Ordovician, during the Middle and Late Devonian, and at the end of the Triassic. During periods of low oxygen concentrations very soluble selenate (Se 6+ ) is converted into much less soluble selenide (Se 2- ), elemental Se and organo-selenium complexes. Bio-availability of selenium during these extinction events dropped to about 1% of the current oceanic concentration, a level that has been proven lethal to many extant organisms. [84]
British oceanologist and atmospheric scientist, Andrew Watson, explained that, while the Holocene epoch exhibits many processes reminiscent of those that have contributed to past anoxic events, full-scale ocean anoxia would take "thousands of years to develop". [85]
Hydrogen sulfide emissions from the seas Edit
Kump, Pavlov and Arthur (2005) have proposed that during the Permian–Triassic extinction event the warming also upset the oceanic balance between photosynthesising plankton and deep-water sulfate-reducing bacteria, causing massive emissions of hydrogen sulfide which poisoned life on both land and sea and severely weakened the ozone layer, exposing much of the life that still remained to fatal levels of UV radiation. [86] [87] [88]
Oceanic overturn Edit
Oceanic overturn is a disruption of thermo-haline circulation which lets surface water (which is more saline than deep water because of evaporation) sink straight down, bringing anoxic deep water to the surface and therefore killing most of the oxygen-breathing organisms which inhabit the surface and middle depths. It may occur either at the beginning or the end of a glaciation, although an overturn at the start of a glaciation is more dangerous because the preceding warm period will have created a larger volume of anoxic water. [89]
Unlike other oceanic catastrophes such as regressions (sea-level falls) and anoxic events, overturns do not leave easily identified "signatures" in rocks and are theoretical consequences of researchers' conclusions about other climatic and marine events.
It has been suggested that oceanic overturn caused or contributed to the late Devonian and Permian–Triassic extinctions.
A nearby nova, supernova or gamma ray burst Edit
A nearby gamma-ray burst (less than 6000 light-years away) would be powerful enough to destroy the Earth's ozone layer, leaving organisms vulnerable to ultraviolet radiation from the Sun. [90] Gamma ray bursts are fairly rare, occurring only a few times in a given galaxy per million years. [91] It has been suggested that a supernova or gamma ray burst caused the End-Ordovician extinction. [92]
Geomagnetic reversal Edit
One theory is that periods of increased geomagnetic reversals will weaken Earth's magnetic field long enough to expose the atmosphere to the solar winds, causing oxygen ions to escape the atmosphere in a rate increased by 3–4 orders, resulting in a disastrous decrease in oxygen. [93]
Plate tectonics Edit
Movement of the continents into some configurations can cause or contribute to extinctions in several ways: by initiating or ending ice ages by changing ocean and wind currents and thus altering climate by opening seaways or land bridges which expose previously isolated species to competition for which they are poorly adapted (for example, the extinction of most of South America's native ungulates and all of its large metatherians after the creation of a land bridge between North and South America). Occasionally continental drift creates a super-continent which includes the vast majority of Earth's land area, which in addition to the effects listed above is likely to reduce the total area of continental shelf (the most species-rich part of the ocean) and produce a vast, arid continental interior which may have extreme seasonal variations.
Another theory is that the creation of the super-continent Pangaea contributed to the End-Permian mass extinction. Pangaea was almost fully formed at the transition from mid-Permian to late-Permian, and the "Marine genus diversity" diagram at the top of this article shows a level of extinction starting at that time which might have qualified for inclusion in the "Big Five" if it were not overshadowed by the "Great Dying" at the end of the Permian. [94]
Other hypotheses Edit
Many other hypotheses have been proposed, such as the spread of a new disease, or simple out-competition following an especially successful biological innovation. But all have been rejected, usually for one of the following reasons: they require events or processes for which there is no evidence they assume mechanisms which are contrary to the available evidence they are based on other theories which have been rejected or superseded.
Scientists have been concerned that human activities could cause more plants and animals to become extinct than any point in the past. Along with human-made changes in climate (see above), some of these extinctions could be caused by overhunting, overfishing, invasive species, or habitat loss. A study published in May 2017 in Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı argued that a “biological annihilation” akin to a sixth mass extinction event is underway as a result of anthropogenic causes, such as over-population and over-consumption. The study suggested that as much as 50% of the number of animal individuals that once lived on Earth were already extinct, threatening the basis for human existence too. [95] [27]
Future biosphere extinction/sterilization Edit
The eventual warming and expanding of the Sun, combined with the eventual decline of atmospheric carbon dioxide could actually cause an even greater mass extinction, having the potential to wipe out even microbes (in other words, the Earth is completely sterilized), where rising global temperatures caused by the expanding Sun will gradually increase the rate of weathering, which in turn removes more and more carbon dioxide from the atmosphere. When carbon dioxide levels get too low (perhaps at 50 ppm), all plant life will die out, although simpler plants like grasses and mosses can survive much longer, until CO
2 levels drop to 10 ppm. [96] [97]
With all photosynthetic organisms gone, atmospheric oxygen can no longer be replenished, and is eventually removed by chemical reactions in the atmosphere, perhaps from volcanic eruptions. Eventually the loss of oxygen will cause all remaining aerobic life to die out via asphyxiation, leaving behind only simple anaerobic prokaryotes. When the Sun becomes 10% brighter in about a billion years, [96] Earth will suffer a moist greenhouse effect resulting in its oceans boiling away, while the Earth's liquid outer core cools due to the inner core's expansion and causes the Earth's magnetic field to shut down. In the absence of a magnetic field, charged particles from the Sun will deplete the atmosphere and further increase the Earth's temperature to an average of
420 K (147 °C, 296 °F) in 2.8 billion years, causing the last remaining life on Earth to die out. This is the most extreme instance of a climate-caused extinction event. Since this will only happen late in the Sun's life, such will cause the final mass extinction in Earth's history (albeit a very long extinction event). [96] [97]
The impact of mass extinction events varied widely. After a major extinction event, usually only weedy species survive due to their ability to live in diverse habitats. [98] Later, species diversify and occupy empty niches. Generally, it takes millions of years for biodiversity to recover after extinction events. [99] In the most severe mass extinctions it may take 15 to 30 million years. [98]
The worst event, the Permian–Triassic extinction, devastated life on earth, killing over 90% of species. Life seemed to recover quickly after the P-T extinction, but this was mostly in the form of disaster taxa, such as the hardy Lystrosaurus. The most recent research indicates that the specialized animals that formed complex ecosystems, with high biodiversity, complex food webs and a variety of niches, took much longer to recover. It is thought that this long recovery was due to successive waves of extinction which inhibited recovery, as well as prolonged environmental stress which continued into the Early Triassic. Recent research indicates that recovery did not begin until the start of the mid-Triassic, 4M to 6M years after the extinction [100] and some writers estimate that the recovery was not complete until 30M years after the P-T extinction, that is, in the late Triassic. [101] Subsequent to the P-T extinction, there was an increase in provincialization, with species occupying smaller ranges – perhaps removing incumbents from niches and setting the stage for an eventual rediversification. [102]
The effects of mass extinctions on plants are somewhat harder to quantify, given the biases inherent in the plant fossil record. Some mass extinctions (such as the end-Permian) were equally catastrophic for plants, whereas others, such as the end-Devonian, did not affect the flora. [103]
Reversing Extinction
Recent improvements in genetic engineering have raised questions about bringing extinct species back to life. Since Dolly the sheep was cloned in 1996, scientists know it is possible to create an organism from the DNA in a single cell. Stored in museum collections throughout the world are specimens of extinct animals containing DNA. The idea of using DNA to revive extinct species and repopulating them is controversial. How would we choose which ones? How would they impact species still on Earth?
Marine invertebrates
Shallow warm-water marine invertebrates, which included the trilobites, rugose and tabulate corals, and two large groups of echinoderms ( blastoids and crinoids), show the most-protracted and greatest losses during the Permian extinction. Using the maximum number of different genera in the middle part of the Guadalupian Epoch (about 272.3 million to 259.8 million years ago) as a benchmark, extinction within marine invertebrate faunas significantly reduced the number of different genera by 12 to 70 percent by the beginning of the Capitanian Age some 266 million years ago. The diversity levels of many of these faunas plummeted to levels lower than at any prior time in the Permian Period. Extinctions at the boundary between the Guadalupian and Lopingian epochs (259.8 million to 252.2 million years ago) were even more severe—bordering on catastrophic—with a reduction of 70 to 80 percent from the Guadalupian generic maxima. A great many invertebrate families, which were highly successful prior to these extinctions, were affected.
By the early part of the Lopingian, specifically the Wuchiapingian Age (some 259.8 million to 254 million years ago), the now substantially reduced invertebrate fauna attempted to diversify again, but with limited success. Many were highly specialized groups, and more than half of these became extinct before the beginning of the Changhsingian Age (some 254 million years ago), the last age of the period. Marine invertebrate faunas during the Lopingian accounted for only about 10 percent or less of the Guadalupian faunal maxima that is, about 90 percent of the Permian extinctions were accomplished before the start of the Changhsingian Age.
The series of extinction episodes that occurred during both the last stage of the Guadalupian Epoch and throughout the Lopingian Epoch, each apparently more severe than the previous one, extended over about 15 million years. Disruptive ecological changes eventually reduced marine invertebrates to crisis levels (about 5 percent of their Guadalupian maxima)—their lowest diversity since the end of the Ordovician Period. The final extinction episode, sometimes referred to as the terminal Permian crisis, while very real, took 15 million years to materialize and likely eliminated many ecologically struggling faunas that had already been greatly reduced by previous extinction episodes leading up to the terminal Permian crisis.
The Permian extinction was not restricted to marine invertebrates. Several groups of aquatic vertebrates, such as the acanthodians, thought to be the earliest jawed fishes, and the placoderms, a group of jawed fishes with significant armour, were also eliminated. Notable terrestrial groups, such as the pelycosaurs (fin-backed reptiles), Moschops (a massive mammal-like reptile), and numerous families of insects also met their demise. In addition, a number of groups (such as sharks, bony fishes, brachiopods, bryozoans, ammonoids, therapsids, reptiles, and amphibians) experienced significant declines by the end of the Permian Period.
What caused Earth's biggest mass extinction?
Scientists have debated until now what made Earth's oceans so inhospitable to life that some 96 percent of marine species died off at the end of the Permian period. New research shows the "Great Dying" was caused by global warming that left ocean animals unable to breathe.
The largest extinction in Earth's history marked the end of the Permian period, some 252 million years ago. Long before dinosaurs, our planet was populated with plants and animals that were mostly obliterated after a series of massive volcanic eruptions in Siberia.
Fossils in ancient seafloor rocks display a thriving and diverse marine ecosystem, then a swath of corpses. Some 96 percent of marine species were wiped out during the "Great Dying," followed by millions of years when life had to multiply and diversify once more.
What has been debated until now is exactly what made the oceans inhospitable to life – the high acidity of the water, metal and sulfide poisoning, a complete lack of oxygen, or simply higher temperatures.
New research from the University of Washington and Stanford University combines models of ocean conditions and animal metabolism with published lab data and paleoceanographic records to show that the Permian mass extinction in the oceans was caused by global warming that left animals unable to breathe. As temperatures rose and the metabolism of marine animals sped up, the warmer waters could not hold enough oxygen for them to survive. The study is published in the Dec. 7 issue of Bilim.
"This is the first time that we have made a mechanistic prediction about what caused the extinction that can be directly tested with the fossil record, which then allows us to make predictions about the causes of extinction in the future," said first author Justin Penn , a UW doctoral student in oceanography.
Large quotation punctuation icon
We’ve never been able to gain such insight into exactly how and why different stressors affected different parts of the global ocean.
Researchers ran a climate model with Earth's configuration during the Permian, when the land masses were combined in the supercontinent of Pangaea. Before ongoing volcanic eruptions in Siberia created a greenhouse-gas planet, oceans had temperatures and oxygen levels similar to today's. The researchers then raised greenhouse gases in the model to the level required to make tropical ocean temperatures at the surface some 10 degrees Celsius (20 degrees Fahrenheit) higher, matching conditions at that time.
The model reproduces the resulting dramatic changes in the oceans. Oceans lost about 80 percent of their oxygen. About half the oceans' seafloor, mostly at deeper depths, became completely oxygen-free.
To analyze the effects on marine species, the researchers considered the varying oxygen and temperature sensitivities of 61 modern marine species – including crustaceans, fish, shellfish, corals and sharks – using published lab measurements. The tolerance of modern animals to high temperature and low oxygen is expected to be similar to Permian animals because they had evolved under similar environmental conditions. The researchers then combined the species' traits with the paleoclimate simulations to predict the geography of the extinction.
"Very few marine organisms stayed in the same habitats they were living in – it was either flee or perish," said second author Curtis Deutsch, a UW associate professor of oceanography.
According to study co-author Jonathan Payne, a professor of geological sciences at Stanford’s School of Earth, Energy & Environmental Sciences (Stanford Earth), “The conventional wisdom in the paleontological community has been that the Permian extinction was especially severe in tropical waters.” Yet the model shows the hardest hit were organisms most sensitive to oxygen found far from the tropics. Many species that lived in the tropics also went extinct in the model, but it predicts that high-latitude species, especially those with high oxygen demands, were nearly completely wiped out.
The study builds on previous work led by Deutsch showing that as oceans warm, marine animals' metabolism speeds up, meaning they require more oxygen, while warmer water holds less. That earlier study shows how warmer oceans push animals away from the tropics.
To test this prediction, Payne and co-author Erik Sperling, an assistant professor of geological sciences at Stanford Earth, analyzed late-Permian fossil distributions from the Paleobiology Database, a virtual archive of published fossil collections. The fossil record shows where species were before the extinction, and which were wiped out completely or restricted to a fraction of their former habitat.
The fossil record confirms that species far from the equator suffered most during the event. "The signature of that kill mechanism, climate warming and oxygen loss, is this geographic pattern that's predicted by the model and then discovered in the fossils," Penn said. "The agreement between the two indicates this mechanism of climate warming and oxygen loss was a primary cause of the extinction."
“We’ve never been able to gain such insight into exactly how and why different stressors affected different parts of the global ocean,” said Sperling, an assistant professor of geological sciences at Stanford Earth. “This was really exciting to see.”
The new study combines the changing ocean conditions with various animals' metabolic needs at different temperatures. Results show that the most severe effects of oxygen deprivation are for species living near the poles.
"Since tropical organisms' metabolisms were already adapted to fairly warm, lower-oxygen conditions, they could move away from the tropics and find the same conditions somewhere else," Deutsch said. "But if an organism was adapted for a cold, oxygen-rich environment, then those conditions ceased to exist in the shallow oceans."
Large quotation punctuation icon
The conventional wisdom in the paleontological community has been that the Permian extinction was especially severe in tropical waters.
The so-called "dead zones" that are completely devoid of oxygen were mostly below depths where species were living, and played a smaller role in the survival rates.
"At the end of the day, it turned out that the size of the dead zones really doesn't seem to be the key thing for the extinction," Deutsch said. "We often think about anoxia, the complete lack of oxygen, as the condition you need to get widespread uninhabitability. But when you look at the tolerance for low oxygen, most organisms can be excluded from seawater at oxygen levels that aren't anywhere close to anoxic."
Warming leading to insufficient oxygen explains more than half of the marine diversity losses. The authors say that other changes, such as acidification or shifts in the productivity of photosynthetic organisms, likely acted as additional causes.
The situation in the late Permian — increasing greenhouse gases in the atmosphere that create warmer temperatures on Earth — is similar to today.
"Under a business-as-usual emissions scenarios, by 2100 warming in the upper ocean will have approached 20 percent of warming in the late Permian, and by the year 2300 it will reach between 35 and 50 percent," Penn said. "This study highlights the potential for a mass extinction arising from a similar mechanism under anthropogenic climate change."
The research was funded by the Gordon and Betty Moore Foundation and the National Science Foundation.