60 milijonų metų trukusi klimato kaita lėmė roplių evoliuciją ir įvairovę

Prieš kiek daugiau nei 250 mln. metų, permo periodo pabaigoje ir triaso periodo pradžioje, ropliai išgyveno didžiulį savo išėjimo vakarėlį.

Jų evoliucija ir įvairovė ėmė sparčiai augti, dėl to atsirado svaiginanti gebėjimų, kūno planų ir bruožų įvairovė, o išnykusios ir iki šiol egzistuojančios linijos tapo viena sėkmingiausių ir įvairiausių gyvūnų grupių, kokias tik yra matęs pasaulis. Ilgą laiką šis klestėjimas buvo aiškinamas tuo, kad jų konkurentai buvo sunaikinti per du didžiausius masinius išmirimus (maždaug prieš 261 ir 252 mln. metų) per visą planetos istoriją, rašo phys.org.

Naujame Harvardo vadovaujamame tyrime šis paaiškinimas perrašytas iš naujo, rekonstruojant, kaip keitėsi senovės roplių kūnai, ir lyginant jį su milijonus metų trukusiais klimato pokyčiais.

Harvardo paleontologės Stephanie Pierce laboratorija įrodė, kad ankstyvųjų roplių morfologinė evoliucija ir diversifikacija ne tik prasidėjo daug metų prieš šiuos masinius išmirimus, bet ir buvo tiesiogiai nulemta to, kas juos sukėlė - dėl klimato kaitos kylančios pasaulinės temperatūros.

"Mes manome, kad veikia du pagrindiniai veiksniai - ne tik ši atvira ekologinė galimybė, apie kurią visada galvojo keli mokslininkai, bet ir tai, ko anksčiau niekas nebuvo sugalvojęs, t. y. kad klimato kaita iš tikrųjų tiesiogiai paskatino roplius prisitaikyti, kad jie sukurtų daugybę naujų kūno planų ir grupių sprogimą, kurį matome triase", - sakė Tiago R. Simõesas, Pierce'o laboratorijos podoktorantūros stažuotojas ir pagrindinis tyrimo autorius.

"Iš esmės [kylanti pasaulinė temperatūra] paskatino visus šiuos skirtingus morfologinius eksperimentus - kai kurie iš jų veikė gana gerai ir išliko milijonus metų iki šių dienų, o kiti iš esmės išnyko po kelių milijonų metų", - pridūrė T. Simõesas.

Penktadienį žurnale "Science Advances" išspausdintame straipsnyje tyrėjai aprašo didelius anatominius pokyčius, kurie įvyko daugelyje roplių grupių, įskaitant krokodilų ir dinozaurų pirmtakus, kaip tiesioginė reakcija į didelius klimato pokyčius, įvykusius prieš 260-230 mln. metų.

Tyrime išsamiai nagrinėjama, kaip didelė organizmų grupė evoliucionavo dėl klimato kaitos, o tai ypač aktualu šiandien, kai temperatūra nuolat kyla. Tiesą sakant, šiandien į atmosferą išmetamo anglies dioksido kiekis yra maždaug devynis kartus didesnis nei per laikotarpį, kuris prieš 252 mln. metų baigėsi didžiausiu visų laikų masiniu išnykimu, nulemtu klimato kaitos - permo ir triaso periodo masiniu išnykimu.

"Dideli pasaulinės temperatūros pokyčiai gali turėti dramatišką ir nevienodą poveikį biologinei įvairovei, - sakė Stephanie E. Pierce, Thomaso D. Caboto (Tomaso D. Kaboto) organizacinės ir evoliucinės biologijos docentė ir Lyginamosios zoologijos muziejaus stuburinių paleontologijos kuratorė. "Čia mes parodome, kad permo-triaso laikotarpiu pakilusi temperatūra lėmė daugelio gyvūnų, įskaitant daugelį žinduolių protėvių, išnykimą, tačiau taip pat paskatino spartų kitų, ypač triaso laikotarpiu dominavusių roplių, vystymąsi."

Tyrimas truko beveik aštuonerius metus ir pareikalavo daug darbo su fotoaparatu, kompiuterinės tomografijos ir daugybės pasų antspaudų, nes Simõesas keliavo į daugiau nei 20 šalių ir daugiau nei 50 skirtingų muziejų, kad nuskenuotų ir nufotografuotų daugiau nei 1 000 roplių fosilijų.

Turėdami visą informaciją, tyrėjai sukūrė platų duomenų rinkinį, kuris buvo analizuojamas taikant moderniausius statistinius metodus ir sudaryta schema, vadinama evoliucijos laiko medžiu. Laiko medžiai atskleidžia, kaip ankstyvieji ropliai buvo susiję vieni su kitais, kada atsirado pirmosios jų linijos ir kaip sparčiai jie evoliucionavo. Tada jie sujungė juos su pasaulinės temperatūros duomenimis, gautais prieš milijonus metų.

Roplių kūno planų įvairovė prasidėjo maždaug 30 mln. metų prieš permo ir triaso periodo išnykimą, todėl tapo aišku, kad šiuos pokyčius sukėlė ne šis įvykis, kaip manyta anksčiau. Vis dėlto išmirimo įvykiai padėjo juos išjudinti.

Duomenų rinkinys taip pat parodė, kad pasaulinės temperatūros kilimas, prasidėjęs maždaug prieš 270 mln. metų ir trukęs mažiausiai iki 240 mln. metų, lėmė greitus daugumos roplių linijų kūno pokyčius. Pavyzdžiui, kai kurie didesni šaltakraujai gyvūnai evoliucionavo ir tapo mažesni, kad galėtų lengviau atvėsti; kiti dėl to paties tikslo evoliucionavo į gyvenimą vandenyje. Pastarajai grupei priklausė kai kurie keisčiausių formų ropliai, kurie vėliau išnyko, pavyzdžiui, milžiniškas jūrinis roplys su ilgu kaklu, kažkada laikytas Lochneso pabaisa, mažytis į chameleoną panašus padaras su į paukštį panašia kaukole ir snapu bei sklandantis roplys, panašus į gekoną su sparnais. Taip pat į šią grupę įeina ir šiandien tebeegzistuojančių roplių, pavyzdžiui, vėžlių ir krokodilų, protėviai.

Mažesni ropliai, iš kurių atsirado pirmieji driežai ir tuatros, nuėjo kitokį kelią nei jų didesnieji broliai ropliai. Jų evoliucijos tempai sulėtėjo ir stabilizavosi dėl kylančios temperatūros. Mokslininkai mano, kad taip atsitiko todėl, kad smulkaus kūno ropliai jau buvo geriau prisitaikę prie kylančio karščio, nes, palyginti su didesniais ropliais, jie gali lengviau atiduoti šilumą iš savo kūno, kai temperatūra visoje Žemėje labai greitai įkaito.

Tyrėjai teigia, kad planuoja šį darbą plėsti, tirdami aplinkos katastrofų poveikį gausia šiuolaikine įvairove pasižyminčių organizmų, pavyzdžiui, didžiųjų driežų ir gyvatės grupių, evoliucijai.