Zapis kopalny pozwala nam przyjrzeć się bliżej różnorodności dawnego życia na Ziemi
Według współczesnych szacunków, liczba gatunków zamieszkujących Ziemię wynosi obecnie od pięciu do przeszło 100 milionów. „Większość tych gatunków – być może nawet 75-95 % – to stworzenia zamieszkujące lądy”, zauważa koordynator projektu TERRA Richard Butler, profesor paleobiologii na Uniwersytecie Birmingham w Zjednoczonym Królestwie. „To prawdziwy paradoks, jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, że lądy zajmują zaledwie ułamek całkowitej powierzchni Ziemi i życie w morzach i oceanach miało znacznie więcej czasu na rozwój w porównaniu do organizmów lądowych”. Podstawowym źródłem informacji na temat różnorodności biologicznej są zapisy kopalne, które od dawna służą nam do oceny zmian różnorodności biologicznej na przestrzeni epok geologicznych. Naukowcy zgadzają się, że w dzisiejszych czasach życie na lądzie jest dziś znacznie bardziej zróżnicowane i złożone niż w jakimkolwiek okresie w historii geologicznej naszej planety. „Tego rodzaju stwierdzenia opierają się jednak na możliwości dokładnego odtworzenia różnorodności biologicznej w przeszłości”, zauważa Butler. „Główny problem z tym podejściem polega na tym, że zapis kopalny jest niezwykle wybiórczy, a dodatkowo lepsze próbki i związane z nimi lepsze zrozumienie zagadnienia pochodzą z czasów bliższych współczesności”.
Życie na lądzie
Uczestnicy projektu TERRA, realizowanego dzięki wsparciu Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych, postawili sobie za zadanie potwierdzenie słuszności hipotezy nieustannego zwiększania się różnorodności biologicznej na lądzie i sprawdzenie, czy nie wynika ona z wybiórczości zapisu kopalnego. W tym celu badacze wykorzystali dane z internetowej bazy danych Paleobiology Database, której twórcy chcą zgromadzić w jednym miejscu wszystkie skamieliny dokumentujące historię życia na Ziemi. „Ta baza danych zawiera dziesiątki tysięcy wpisów dotyczących tetrapodów lądowych – czworonożnych kręgowców – którym towarzyszą informacje na temat miejsca ich odkrycia i wieku geologicznego. Przeprowadziliśmy również podobne analizy w przypadku zwierząt morskich, aby zrozumieć podobieństwa i różnice we wzorcach dotyczących obu tych sfer”. Zespół naukowców dotarł do niezwykle mocnych dowodów świadczących o tym, że hipoteza dotycząca wykładniczego wzrostu różnorodności biologicznej stworzeń lądowych jest skutkiem wybiórczego próbkowania, ustalając, że poziom różnorodności życia na lądzie pozostawał stosunkowo stabilny na przestrzeni epok geologicznych. „Takie ustalenia sugerują, że istniały pewne ograniczenia związane z różnorodnością”, dodaje Butler. „Być może to konkurowanie o zasoby pomiędzy gatunkami skutkowało ograniczeniem maksymalnej liczby gatunków występujących w poszczególnych ekosystemach”. W ramach prac związanych z projektem zespół odkrył podobne zależności dotyczące życia w morzach i oceanach. Znalezione skamieniałości wyraźnie wskazują na fakt, że masowe wymieranie gatunków w znaczący sposób wpływało na zaburzanie działania dotychczas stabilnych systemów.
Informacje z przeszłości
Wyniki przeprowadzonych badań mogą w znaczący sposób zmienić dotychczasowe rozumienie procesu rozwoju życia na lądzie na przestrzeni setek milionów lat. „Nasze rezultaty podważają koncepcję zakładającą, że współczesne ekosystemy są dziś znacznie bardziej zróżnicowane i złożone niż na przykład w okresie kredy”, twierdzi Butler. „W dodatku dzięki nim wskazujemy rolę masowego wymierania gatunków, które z jednej strony zakłóca działanie ekosystemów na całym świecie, a z drugiej może być katalizatorem wzrostu różnorodności. Dzieje się tak dzięki temu, że nowe grupy zwierząt otrzymują możliwość rozwoju i różnicowania”. Zespół skupia się obecnie na dalszym zgłębianiu zagadnienia zmian w środowisku oraz jego wpływu na różnorodność biologiczną na przestrzeni epok geologicznych, realizując badania we współpracy z klimatologami zajmującymi się modelowaniem klimatu. „Początkowo zamierzamy zastosować to podejście do dinozaurów, jednak zakładamy, że takie podejście pozwoli nam dokonać kolejnych odkryć na podstawie różnych rodzajów skamieniałości”, wyjaśnia. Butler uważa, że prace zespołu przyczynią się do szczegółowego zbadania zarówno modeli, jak i czynników sprzyjających zwiększaniu różnorodności życia na lądzie. „Mam również nadzieję, że uda nam się lepiej zrozumieć i docenić bogactwo dawnych ekosystemów, spośród których wiele charakteryzowało się prawdopodobnie złożonością i różnorodnością porównywalną z naszym współczesnym światem”, dodaje na koniec.
Słowa kluczowe
TERRA, skamieniałość, ewolucja, wymieranie, paleobiologia, geologiczne, tetrapody, różnorodność biologiczna