Sự kiện tuyệt chủng lớn nhất Trái đất có thể đã được gây ra bởi Ozone mỏng

Sự tuyệt chủng cuối kỷ Permi là một trong những bí ẩn lớn nhất trong lịch sử Trái đất. Chắc chắn, sự kiện tuyệt chủng Cretaceous-Đệ tam - một sự kiện (gần như) đã quét sạch tất cả các con khủng long - là xấu, nhưng thậm chí nó còn mờ nhạt. Sự tuyệt chủng cuối kỷ Permi, bắt đầu từ khoảng 251,9 triệu năm trước, đã quét sạch hơn 90% các loài sinh vật biển và hơn hai phần ba các loài sống trên cạn trong khoảng 500 nghìn năm.

Tuy nhiên, các nhà khoa học don lồng thực sự biết điều gì đã gây ra nó, không có gì ngoài một giả thuyết cho rằng vụ phun trào núi lửa khổng lồ đã đá toàn bộ sự kiện trong chuyển động.

Nhưng trong một bài báo xuất bản vào thứ tư trên tạp chí Tiến bộ khoa học, các nhà nghiên cứu từ Khoa Sinh học Tích hợp và Bảo tàng Cổ sinh vật học tại Đại học California, Berkeley, cung cấp bằng chứng thực nghiệm rằng sự tuyệt chủng Permi cuối, còn được gọi là tuyệt chủng Permi-Triassic, có thể đã được gây ra, phần lớn, bởi một điều gì đó chúng ta đều quá quen thuộc với: một tầng ozone cạn kiệt.

Họ đề xuất rằng bức xạ UV-B tăng lên, được tạo ra bởi một tầng ozone đã bị làm loãng bởi vụ phun trào núi lửa khổng lồ, khiến cây khó sinh sản hoặc không thể sinh sản. Vì vậy, thay vì trực tiếp Giết chết động vật, hoạt động núi lửa đã khởi động một thác nước gây ra nạn phá rừng, dẫn đến sụp đổ mạng lưới thức ăn và cuối cùng dẫn đến tuyệt chủng động vật.

Bằng chứng được đưa ra dưới dạng các hạt phấn hoa đột biến, mà các nhà nghiên cứu cho rằng đó là kết quả của sự gia tăng bức xạ UV-B - loại gây ra cháy nắng. Hồ sơ hóa thạch đã đưa ra nhiều mẫu phấn hoa đột biến từ thực vật hạt trần, loài thực vật thống trị trước khi sự trỗi dậy của thực vật có hoa), tất cả đều có từ thời tuyệt chủng Permi kết thúc. Trong khi các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng các hạt phấn hoa thông, cọ và gingko đột biến này là kết quả của bức xạ UV-B, trước khi các nhà nghiên cứu đã đưa ra bất kỳ bằng chứng mạnh mẽ nào.

Để kiểm tra giả thuyết của họ, các nhà nghiên cứu đã cố gắng tự biến đổi hạt phấn hoa, cố gắng tái tạo ảnh hưởng của điều kiện ozone thấp. Họ đã phơi bày 30 cây thông lùn trưởng thành sinh sản (Pinus mugo Cột trụ), có phấn hoa tương tự như cây thông Permi cuối, với một loạt các điều kiện ánh sáng: Sáu được để bên ngoài để phục vụ như một nhóm kiểm soát, trong khi 24 cây còn lại được đặt trong nhà trong các buồng tăng trưởng với mức độ UV-B cao hơn sự bức xạ.

Tất cả các loài thực vật đều sống sót, nhưng những cây tiếp xúc với mức độ phóng xạ UV-B tăng cao đã phát triển các hạt phấn hoa đột biến và có hình nón ngừng phát triển trước khi chúng có khả năng sinh sản. Nói cách khác, thực vật còn sống nhưng không thể sinh sản.

Các hạt phấn đột biến từ các cây được trồng trong điều kiện UV-B (được thiết kế để mô phỏng những hạt từ sự kiện tuyệt chủng Permi cuối) có sự tương đồng đáng kinh ngạc với các hạt phấn hóa thạch từ thời kỳ đó.

Điều này ủng hộ giả thuyết rằng hoạt động của núi lửa trong sự kiện tuyệt chủng Permi cuối cùng đã giết chết trực tiếp động vật trên Trái đất nhưng thay vào đó tạo ra những điều kiện thực sự tồi tệ cho thực vật và động vật sống ở đây. Những điều kiện này dẫn đến sự suy giảm chậm nhưng chắc chắn trong hàng trăm ngàn năm, do thực vật không thể sinh sản, gây ra khủng hoảng lương thực sau khủng hoảng lương thực cho động vật và cuối cùng là cái chết hàng loạt.

Các nhà nghiên cứu cảnh báo rằng điều này cũng có thể phục vụ như một câu chuyện cảnh báo cho thời đại hiện tại của chúng ta. Trong một thời điểm khi nhiệt độ đại dương đang tăng lên và các dòng sông băng đang tan chảy, có thể một thứ gì đó giống như dòng thác của các lực lượng sinh thái xảy ra hàng triệu năm trước có thể xảy ra ngày hôm nay. Trên thực tế, một số nhà khoa học nói rằng nó có một sự chắc chắn gần như chắc chắn rằng chúng ta sẽ thấy một sự kiện tuyệt chủng hàng loạt trong thế kỷ tới. Nhưng này, ít nhất có lẽ ai đó sẽ học được từ những sai lầm của chúng ta trong vài trăm triệu năm nữa.

Trừu tượng: Mặc dù núi lửa Siberian bẫy được coi là động lực chính của sự tuyệt chủng lớn nhất trong lịch sử Trái đất, cuộc khủng hoảng Permi cuối cùng, mối quan hệ giữa các sự kiện này vẫn chưa rõ ràng. Tuy nhiên, dị tật trong phấn hoa thực vật hóa thạch từ khoảng thời gian tuyệt chủng cho thấy căng thẳng sinh học trùng với suy giảm rừng xung. Những hạt này được đưa ra giả thuyết là do sự tăng cường của tia cực tím B (UV-B) từ sự suy giảm của lá chắn ozone do núi lửa gây ra. Chúng tôi đã thử nghiệm cơ chế đề xuất này bằng cách quan sát ảnh hưởng của các chế độ UV-B cuối cùng được suy ra đối với sự phát triển phấn hoa và thành công sinh sản ở các loài cây lá kim sống. Chúng tôi thấy rằng tần số dị tật phấn hoa tăng gấp năm lần dưới cường độ UV-B cao. Đáng ngạc nhiên, tất cả các cây sống sót nhưng đã được khử trùng dưới UV-B tăng cường. Những kết quả này ủng hộ giả thuyết rằng căng thẳng UV-B tăng cao có thể đã góp phần không chỉ vào việc sản xuất dị tật phấn hoa mà còn phá rừng trong khoảng thời gian khủng hoảng Permi-Triassic. Bằng cách làm giảm khả năng sinh sản của một số dòng cây hạt trần phổ biến rộng rãi, sự suy yếu của lá chắn ozone có thể gây ra sự mất ổn định sinh quyển trên mặt đất lặp đi lặp lại và sụp đổ lưới thức ăn mà không gây ra cơ chế giết chết trực tiếp trên thực vật hoặc động vật. Những phát hiện này thách thức mô hình rằng sự tuyệt chủng hàng loạt đòi hỏi phải có cơ chế tiêu diệt và cho thấy rằng rừng lá kim hiện đại có thể dễ bị tổn thương hơn đáng kể đối với sự suy giảm tầng ozone do con người gây ra so với dự kiến.