Den største masseutryddelsen i jordhistorien for rundt 251 millioner år siden ble forutrettet av forhøyede utryddelsesgrader før hovedhendelsen og ble fulgt av en forsinket utvinning som varte i millioner av år. Ny forskning fra to forskere fra University of Washington antyder at en kraftig nedgang i atmosfærisk oksygennivå sannsynligvis var en viktig årsak til både den høye utryddelsesgraden og den svært langsomme utvinningen.
Jordens land på den tiden ble fremdeles massert i et superkontinent kalt Pangea, og det meste av landet over havet ble ubeboelig fordi lite oksygen gjorde pusten for vanskelig for de fleste organismer å overleve, sa Raymond Huey, UW-biologiprofessor.
I mange tilfeller ble i nærheten av bestander av samme art avskåret fra hverandre fordi til og med lavhøydepasser ikke hadde nok oksygen til at dyr kunne krysse fra en dal til den neste. Den befolkningsfragmenteringen økte sannsynligvis ekstinsjonsgraden og bremset utvinningen etter masseutryddelsen, sa Huey.
"Biologer har tidligere tenkt på de fysiologiske konsekvensene av lave oksygennivåer i den sene permiske perioden, men ikke på disse biogeografiske," sa han.
Atmosfærisk oksygeninnhold, omtrent 21 prosent i dag, var en veldig rik 30 prosent i den tidlige permiske perioden. Imidlertid har tidligere karbonsyklusmodellering av Robert Berner ved Yale University beregnet at atmosfærisk oksygen begynte å stupe like etter, og nådde rundt 16 prosent ved slutten av Perm og endte på under 12 prosent rundt 10 millioner år i triasperioden.
"Oksygen falt fra det høyeste nivået til det laveste nivået noensinne på bare 20 millioner år, noe som er ganske raskt, og dyr som en gang var i stand til å krysse fjelloverganger plutselig fikk bevegelsene sine kraftig begrenset," sa Huey.
Han beregnet at når oksygennivået traff 16 prosent, ville pusten på havnivået ha vært som å prøve å puste på toppen av et fjell på 9 200 fot i dag. Ved den tidlige triasperioden ville oksygeninnholdet på havnivået på under 12 prosent vært det samme som det er i dag i den tynne luften på 17 400 fot, høyere enn noen permanent menneskelig bolig. Det betyr at selv dyr på havnivået ville blitt oksygenutfordret.
Huey og UW-paleontolog Peter Ward er forfattere av en artikkel om verket som ble publisert i 15. april-utgaven av tidsskriftet Science. Arbeidet ble støttet av tilskudd fra National Science Foundation og National Aeronautics and Space Administrations Astrobiology Institute.
Ikke bare falt det atmosfæriske oksygeninnholdet på slutten av Perm, sier forskerne, men karbondioksidnivået økte, noe som førte til global klimaoppvarming.
"Synkende oksygen og oppvarmende temperaturer ville ha vært dobbelt belastende for de sene permiske dyrene," sa Huey. "Når klimaet varmer, øker kroppstemperaturene og stoffskiftehastigheten. Det betyr at oksygenbehovet øker, så dyr vil møte et økt oksygenbehov og redusert tilførsel. Det vil være som å tvinge idrettsutøvere til å trene mer, men gi dem mindre mat. De vil være i trøbbel. "
Ward var hovedforfatter av en artikkel publisert i Science tidligere i år og presenterte bevis for at utryddelsesgraden av virveldyr i landet var forhøyet over hele sentiske Perm, sannsynligvis på grunn av klimaendringer, og kulminerte med en masseutryddelse på slutten av Perm. Arrangementet, ofte kalt “The Great Dying”, var den største masseutryddelsen i jordas historie, og drepte 90 prosent av alt marint liv og nesten tre fjerdedeler av landplanter og dyr.
Ward sa at paleontologer tidligere hadde antatt at Pangea ikke bare var et superkontinent, men også en "superhighway" som arter ville ha møtt få veisperringer mens de flyttet fra et sted til et annet.
Imidlertid ser det ut til at sterkt redusert oksygen faktisk skapte ufremkommelige barrierer som påvirket dyrenes evne til å bevege seg og overleve, sa han.
"Hvis dette er sant, tror jeg at vi må gå tilbake og se på oksygen og dens rolle i evolusjonen og hvordan forskjellige arter utviklet seg," sa Ward. “Du kan gå uten mat i et par uker. Du kan gå uten vann i noen dager. Hvor lenge kan du gå uten oksygen i et par minutter? Det er ingenting med en større evolusjonseffekt enn oksygen. "
Originalkilde: UW News Release
