A fajok száma a Földön vagy bármely földrajzi területen két, folyamatosan zajló evolúciós folyamat egyensúlyának eredménye: a fajképződés és a kihalás. Mindkettő a makroevolúció természetes “születési” és “halálozási” folyamata. Amikor a fajképződési ráta meghaladja a kihalási rátát, a fajok száma nőni fog; hasonlóképpen, a fajok száma csökkenni fog, amikor a kihalási ráta meghaladja a fajképződési rátát. A Föld történelme során ez a két folyamat ingadozott – néha drámai változásokhoz vezetett a fajok számában a Földön, amint azt a fosszilis feljegyzések is tükrözik (1. ábra).

1. ábra. A fosszilis feljegyzésekben tükröződő százalékos kihalási gyakoriságok a Föld történelme során ingadoztak. A biológiai sokféleség hirtelen és drámai mértékű csökkenése, az úgynevezett tömeges kihalás ötször fordult elő.

A paleontológusok öt olyan réteget azonosítottak a fosszilis feljegyzésekben, amelyekben a biológiai sokféleség hirtelen és drámai mértékű (az összes ma élő faj több mint fele eltűnik a fosszilis feljegyzésekből) csökkenése figyelhető meg. Ezeket tömeges kihalásoknak nevezik. Számos kisebb, de még mindig drámai kihalási esemény létezik, de az öt tömeges kihalás vonzotta a legtöbb kutatást. Azzal lehet érvelni, hogy az öt tömeges kihalás csak az öt legszélsőségesebb eseménye a nagy kihalási események folyamatos sorozatának a fanerozoikumban (542 millió évvel ezelőtt óta). A legtöbb esetben a feltételezett okok még mindig vitatottak, a legutóbbi esemény azonban egyértelműnek tűnik.

A feljegyzett tömeges kihalások

A tömeges kihalások fosszilis emlékei szolgáltak alapul a földtörténeti korszakok meghatározásához, ezért jellemzően a földtörténeti korszakok közötti átmenet idején következnek be. A fosszíliákban az egyik időszakból a másikba való átmenet a fajok drámai pusztulását és az új fajok fokozatos keletkezését tükrözi. Ezek az átmenetek a kőzetrétegekben láthatók. Az 1. táblázat az öt tömeges kihalásra vonatkozó adatokat tartalmazza.

Az ordovícium-szilur kihalási esemény az első feljegyzett tömeges kihalás és a második legnagyobb. Ebben az időszakban a tengeri fajok (kevés faj élt az óceánokon kívül) mintegy 85 százaléka kihalt. Az okára vonatkozó fő hipotézis az eljegesedés, majd a felmelegedés időszaka. A kihalási esemény valójában két kihalási eseményből áll, amelyek között körülbelül 1 millió év telt el. Az első eseményt a lehűlés, a másodikat pedig az azt követő felmelegedés okozta. Az éghajlati változások a hőmérsékletet és a tengerszintet érintették. Egyes kutatók felvetették, hogy egy közeli szupernóva által okozott gammakitörés volt az ordovícium-szilur kihalás lehetséges oka. A gammakitörés eltávolította volna a Földet védő ózonréteget, lehetővé téve, hogy a Napból érkező intenzív ultraibolya sugárzás elérje a Föld felszínét – és ez magyarázhatja az akkor megfigyelt éghajlati változásokat. A hipotézis nagyon spekulatív, és a Föld történetére gyakorolt földönkívüli hatások aktív kutatási területet jelentenek. A biológiai sokféleség helyreállítása a tömeges kihalást követően a helytől függően 5-20 millió évig tartott.

A késő-devon kihalás viszonylag hosszú idő alatt következhetett be. Úgy tűnik, hogy főként a tengeri fajokat érintette, és nem annyira a szárazföldi élőhelyeken élő növényeket vagy állatokat. Ennek a kihalásnak az okai kevéssé ismertek.

A perm végi kihalás volt a legnagyobb az élet történetében. Valójában azt az érvet lehet felhozni, hogy a Föld e kihalási esemény során szinte teljesen kiürült az életből. Becslések szerint a tengeri fajok 96 százaléka és a szárazföldi fajok 70 százaléka veszett el. Ekkor haltak ki például a trilobiták, egy olyan csoport, amely túlélte az ordovícium-szilur kihalást. E tömeges kihalás okai nem tisztázottak, de a vezető gyanúsított a kiterjedt és széles körű vulkáni tevékenység, amely egy elszabadult globális felmelegedéshez vezetett. Az óceánok nagyrészt anoxikussá váltak, ami megfojtotta a tengeri élővilágot. A szárazföldi négylábúak sokfélesége csak 30 millió év múlva állt helyre a perm végi kihalás után. A perm kihalás drámaian megváltoztatta a Föld biológiai sokféleségének összetételét és az evolúció menetét.

A triász-jura kihalási esemény okai nem tisztázottak, és a kutatók olyan hipotézisekkel érvelnek, mint az éghajlatváltozás, az aszteroida-becsapódás és a vulkánkitörések. A kihalási esemény közvetlenül a Pangaea szuperkontinens felbomlása előtt következett be, bár a legújabb kutatások szerint a kihalások a triász folyamán fokozatosabban következhettek be.

A kréta végi kihalási esemény okait ismerjük a legjobban. E kihalási esemény során, körülbelül 65 millió évvel ezelőtt a dinoszauruszok többsége, az évmilliókig uralkodó gerinces csoport eltűnt a bolygóról (kivéve egy theropoda kládot, amelyből a madarak kialakultak).

A kihalás okát ma már úgy értelmezik, hogy egy nagy meteorit vagy aszteroida kataklizmikus becsapódása okozta a mai Yucatán-félsziget partjainál. Ez az először 1980-ban felvetett hipotézis radikális magyarázat volt, amely a kréta és a paleogén időszak közötti határt jelző kőzetrétegben található irídium (amely meteoritokból viszonylag állandó sebességgel kerül a légkörünkbe, de a Föld felszínén egyébként nem fordul elő) szintjének hirtelen megugrásán alapult (2. ábra). Ez a határ jelezte a dinoszauruszok, valamint számos más taxon eltűnését a fosszíliákban. Az irídiumtüskét felfedező kutatók az irídiumnak az űrből a légkörbe történő gyors beáramlásaként (egy nagy aszteroida formájában) értelmezték, nem pedig az üledékek lerakódásának lelassulásaként ebben az időszakban. Ez radikális magyarázat volt, de a megfelelő korú és méretű becsapódási kráterről szóló 1991-es jelentés hihetőbbé tette a hipotézist. Ma már rengeteg geológiai bizonyíték támasztja alá az elméletet. A kréta végi kihalást követő biodiverzitás helyreállási ideje geológiai időben rövidebb, mint a perm végi kihalásé, mintegy 10 millió évvel.

Egy másik lehetőség, amely talán egybeesik a yucatani aszteroida becsapódásával, a kiterjedt vulkanizmus volt, amely körülbelül 66 millió évvel ezelőtt, nagyjából a yucatani aszteroida becsapódásával egy időben, a kréta végén kezdett kialakulni. A lávafolyamok a mai India területének több mint 50 százalékát borították be. A vulkáni gázok, különösen a kén-dioxid felszabadulása a csapdák kialakulása során hozzájárult az éghajlatváltozáshoz, ami a tömeges kihalást idézhette elő.

gyakorlati kérdés

2. ábra. Irídium sáv (hitel: USGS)

1980-ban Luis és Walter Alvarez, Frank Asaro és Helen Michels világszerte felfedezték az irídium koncentrációjának kiugrását a K-Pg határon lévő üledékes rétegben. Ezek a kutatók azt feltételezték, hogy ezt az irídiumcsúcsot egy aszteroida becsapódása okozta, amely a K-Pg tömeges kihalást eredményezte. A 2. ábrán az irídiumréteg a világos sáv.

A tudósok megmérték a páfrányspórák relatív gyakoriságát a K-Pg határ felett és alatt ebben a kőzetmintában. Az alábbi állítások közül melyik tükrözi leginkább az eredményeiket?

1. A K-Pg-határ alatt több faj páfrányspóráinak bőségét találták, de a K-Pg-határ felett egyet sem.
2. A K-Pg-határ felett több faj páfrányspóráinak bőségét találták, de az alatt egyet sem.
3. A K-Pg határ felett és alatt is találtak páfrányspórák sokaságát, de a határ alatt csak egy fajt találtak, a határ felett pedig sok fajt.
4. A határ felett és alatt is találtak páfrányspórák sokaságát, de a határ alatt nagyobb volt a spórák száma.

Válasz megjelenítése

Válasz a: A K-Pg határ alatt több faj páfrányspóráiból találtak bőséges mennyiséget, de a határ felett egyet sem.

A pleisztocén kihalás

A pleisztocén kihalás a kisebb kihalások közé tartozik, mégpedig a közelmúltban. Köztudott, hogy az észak-amerikai és bizonyos mértékig az eurázsiai megafauna – nagytestű gerinces állatok – az utolsó eljegesedési időszak vége felé tűntek el. Úgy tűnik, hogy a kihalás egy viszonylag szűk, 10 000-12 000 évvel ezelőtti időszakban történt. Észak-Amerikában a veszteség igen drámai volt, és magában foglalta a gyapjas mamutot (amelynek egy fennmaradt populációja körülbelül 4000 évvel ezelőttig létezett elszigetelten a kanadai Wrangel-szigeten), a masztodont, az óriás hódot, az óriás földi lajhárt, a kardfogú macskát és az észak-amerikai tevét, hogy csak néhányat említsünk. Az 1900-as évek elején a tudósok először vetették fel annak lehetőségét, hogy a túlzásba vitt vadászat okozta e nagytestű állatok gyors kihalását. Ennek a hipotézisnek a kutatása napjainkban is folytatódik.

Általánosságban elmondható, hogy a pleisztocén kihalások időzítése a paleo-emberek megjelenésével korrelált, talán már 40 000 évvel ezelőtt, és nem az éghajlatváltozással, ami a kihalások fő konkurens hipotézise. A kihalások Ausztráliában körülbelül 40 000-50 000 évvel ezelőtt kezdődtek, közvetlenül az emberek térségbe érkezése után: eltűnt egy erszényes oroszlán, egy óriási, egytonnás wombat és több óriás kenguru faj. Észak-Amerikában szinte az összes nagyemlős kihalása 10 000-12 000 évvel ezelőtt következett be. Csak a kisebb emlősök, mint a medvék, a jávorszarvasok, a jávorszarvasok és a pumák maradtak meg. Végül számos távoli óceáni szigeten számos faj kihalása egybeesett az ember megjelenésével. Nem minden szigeten voltak nagytestű állatok, de ha voltak is nagytestű állatok, azok gyakran kihalásra kényszerültek. Madagaszkárt körülbelül 2000 évvel ezelőtt gyarmatosították, és az ott élő nagytestű emlősök kihaltak. Eurázsia és Afrika nem mutatja ezt a mintázatot, de ezeken a területeken sem volt tapasztalható a vadászó-gyűjtögető emberek közelmúltbeli érkezése. Az emberek inkább több százezer évvel ezelőtt érkeztek Eurázsiába. Ez a téma továbbra is aktív kutatás és hipotézisek tárgya. Egyértelműnek tűnik, hogy még ha az éghajlat szerepet is játszott, a legtöbb esetben az emberi vadászat idézte elő a kihalásokat.”

A jelenkori kihalások

A hatodik, vagy holocén tömeges kihalás a jelek szerint korábban kezdődött, mint korábban hitték, és nagyrészt a modern Homo sapiens bomlasztó tevékenységének köszönhető. A holocén időszak kezdete óta számos olyan, a közelmúltban bekövetkezett kihalásról tudósítanak emberi írások, amelyekben egyes fajok kihalása szerepel. Ezek többsége egybeesik az 1500-as évektől kezdődő európai gyarmatok terjeszkedésével.

A korábbi és közismert példák egyike a dodómadár. A furcsa galambszerű madár Mauritius (egy sziget az Indiai-óceánban) erdeiben élt, és 1662 körül halt ki. A dodót a tengerészek a húsáért vadászták, és könnyű préda volt, mert félelem nélkül közeledett az emberek felé (a dodó nem az emberrel együtt fejlődött). Az európai hajók által a szigetre hozott sertések, patkányok és kutyák szintén megölték a dodóivadékokat és tojásokat.

A sztelleri tengeri tehén 1768-ban halt ki; a lamantin rokona volt, és valószínűleg egykor Észak-Amerika északnyugati partvidékén élt. A Steller-féle tengeri tehenet először 1741-ben fedezték fel az európaiak, és túlvadászták húsáért és olajáért. Az utolsó tengeri tehenet 1768-ban ölték meg. Ez mindössze 27 évet jelent a tengeri tehén európaiakkal való első találkozása és a faj kihalása között!

1900 óta számos faj kihalt, többek között a következők:

• 1914-ben az utolsó élő postagalamb az ohiói Cincinnati állatkertjében pusztult el. Ez a faj egykor vándorlásai során sötétbe borította Észak-Amerika egét, de túlvadászott, és szenvedett az élőhelyének elvesztésétől, amely az erdők mezőgazdasági területek céljára történő kiirtása miatt következett be.
• A karolinapapagáj, amely egykor gyakori volt az Egyesült Államok keleti részén, 1918-ban kihalt. Élőhelyének elvesztését elszenvedte, és azért vadászták, hogy megakadályozzák, hogy gyümölcsösök gyümölcsét megegye. (A papagáj azért evett gyümölcsöskertek gyümölcseit, mert őshonos táplálékát elpusztították, hogy helyet csináljanak a szántóföldeknek.)
• A japán tengeri oroszlán, amely Japán körül és Korea partjainál széles területen élt, az 1950-es években halt ki a halászok miatt.
• A karibi szerzetesfóka az egész Karib-tengeren elterjedt, de 1952-re vadászat révén kihalásra kényszerült.

Ez csak néhány az elmúlt 500 év feljegyzett kihalásai közül. A Nemzetközi Természetvédelmi Unió (IUCN) a kihalt és veszélyeztetett fajokról Vörös Listát vezet. A lista nem teljes, de 380, Kr.u. 1500 után kihalt gerinces állatfajt ír le, amelyek közül 86-ot a túlvadászat vagy a túlhalászás pusztított ki.

A jelen idejű kihalási arányok becslése

A kihalási arányok becslését nehezíti, hogy a legtöbb kihalás valószínűleg megfigyelés nélkül történik. Egy madár vagy emlős kihalását valószínűleg az emberek is észreveszik, különösen, ha vadásznak rá vagy más módon használják fel. De sok olyan élőlény van, amely az ember számára kevésbé érdekes (nem feltétlenül kevésbé értékes), és sok olyan is, amelyet nem írtak le.

A háttérben a kihalási ráta a becslések szerint évente körülbelül egymillió fajra jut egy faj (E/MSY). Például, feltételezve, hogy körülbelül tízmillió faj létezik, a várakozás szerint évente tíz faj halna ki (minden év tízmillió fajt jelent évente).

A kihalási ráta egyik kortárs becslése az 1500 óta lejegyzett kihalásokat használja. Ez a módszer csak a madarakra vonatkozóan 26 E/MSY becslést eredményez. Ez az érték azonban három okból is alulbecsült lehet. Először is, sok fajt csak jóval később írtak le az adott időszakban, így a kihalásuk észrevétlen maradt. Másodszor, a közelmúltban kihalt gerinces fajok száma növekszik, mivel a kihalt fajokat mostanában írják le csontvázmaradványokból. Harmadszor pedig néhány faj valószínűleg már kihalt, még akkor is, ha a természetvédők nem szívesen nevezik meg őket annak. E tényezők figyelembevételével a becsült kihalási ráta közelebb kerül 100 E/MSY-hoz. Az évszázad végére előre jelzett arány 1500 E/MSY.

3. ábra. A vizsgálatok kimutatták, hogy a jelenlévő fajok száma az élőhely méretének növekedésével nő. (hitel: Adam B. Smith munkájának módosítása)

A jelen idejű kihalási arányok becslésének másik megközelítése a fajok pusztulásának és az élőhelyek csökkenésének korrelációja az erdőterület csökkenésének mérésével és a fajok és a terület közötti kapcsolatok megértésével. A faj-terület kapcsolat az a sebesség, amellyel új fajok jelennek meg, ha a vizsgált területet növeljük. Tanulmányok kimutatták, hogy a jelenlévő fajok száma a terület nagyságának növekedésével nő. Ez a jelenség más szigetszerű élőhelyeken is igaznak bizonyult, mint például a venezuelai hegycsúcsos tepuik, amelyeket trópusi erdő vesz körül. Ezt az összefüggést megfordítva, ha az élőhely területe csökken, az ott élő fajok száma is csökken. Az élőhelyveszteség és a fajok területének összefüggésén alapuló kihalási arány becslések szerint az élőhely 90%-os csökkenése esetén a fajok várhatóan 50%-a kihal. A fajterületre vonatkozó becslések alapján a fajok kihalási rátája 1000 E/MSY és ennél magasabb értékre becsülhető. A tényleges megfigyelések általában nem mutatják ezt a veszteséget, és olyan javaslatokat tettek, hogy a kihalás késleltetett. A közelmúltban végzett munkák megkérdőjelezték a faj-terület összefüggés alkalmazhatóságát a fajok kihalásának becslésekor. Ez a munka azt állítja, hogy a fajok és a terület közötti összefüggés a kihalási arányok túlbecsléséhez vezet. Jobb kapcsolat lehet az endemikusok és a terület közötti kapcsolat. E módszer alkalmazásával a becslések 500 E/MSY körüli értékre csökkenhetnének a következő évszázadban. Vegye figyelembe, hogy ez az érték még mindig 500-szorosa a háttérráta értékének.

Tegye hozzá!

Javítsd ezt az oldaltTudj meg többet