Numărul de specii de pe planetă, sau din orice zonă geografică, este rezultatul unui echilibru între două procese evolutive care sunt în continuă desfășurare: speciația și extincția. Ambele sunt procese naturale de „naștere” și „moarte” ale macroevoluției. Atunci când ratele de speciație încep să depășească ratele de extincție, numărul de specii va crește; în mod similar, numărul de specii va scădea atunci când ratele de extincție încep să depășească ratele de speciație. De-a lungul istoriei Pământului, aceste două procese au fluctuat – uneori ducând la schimbări dramatice în ceea ce privește numărul de specii de pe Pământ, așa cum se reflectă în înregistrările fosilelor (Figura 1).

Figura 1. Procentul de apariție a extincțiilor, așa cum se reflectă în înregistrările fosilelor, a fluctuat de-a lungul istoriei Pământului. Pierderi bruște și dramatice ale biodiversității, numite extincții în masă, au avut loc de cinci ori.

Paleontologii au identificat cinci straturi în arhiva fosilă care par să prezinte pierderi bruște și dramatice (mai mult de jumătate din toate speciile existente care dispar din arhiva fosilă) în ceea ce privește biodiversitatea. Acestea se numesc extincții în masă. Există multe evenimente de extincție mai puțin importante, dar totuși dramatice, dar cele cinci extincții în masă au atras cele mai multe cercetări. Se poate argumenta că cele cinci extincții în masă sunt doar cele mai extreme cinci evenimente dintr-o serie continuă de extincții de amploare de-a lungul fanerozoicului (de acum 542 de milioane de ani). În cele mai multe cazuri, cauzele ipotezate sunt încă controversate; cu toate acestea, cel mai recent eveniment pare clar.

Extincții în masă înregistrate

Înregistrările fosile ale extincțiilor în masă au stat la baza definirii perioadelor de istorie geologică, astfel încât acestea au loc, de obicei, la punctul de tranziție între perioadele geologice. Tranziția în fosile de la o perioadă la alta reflectă pierderea dramatică a speciilor și apariția treptată a unor specii noi. Aceste tranziții pot fi observate în straturile de rocă. Tabelul 1 oferă date despre cele cinci extincții în masă.

Evenimentul de extincție Ordovician-Silurian este prima extincție în masă înregistrată și a doua ca mărime. În această perioadă, aproximativ 85% din speciile marine (puține specii trăiau în afara oceanelor) au dispărut. Principala ipoteză pentru cauza sa este o perioadă de glaciațiune și apoi de încălzire. Evenimentul de extincție constă, de fapt, în două evenimente de extincție separate de aproximativ 1 milion de ani. Primul eveniment a fost cauzat de răcire, iar cel de-al doilea eveniment s-a datorat încălzirii ulterioare. Schimbările climatice au afectat temperaturile și nivelul mărilor. Unii cercetători au sugerat că o explozie de raze gamma, provocată de o supernovă din apropiere, a fost o posibilă cauză a extincției din Ordovician-Silurian. Explozia de raze gamma ar fi îndepărtat stratul de ozon protector al Pământului, permițând radiațiilor ultraviolete intense de la Soare să ajungă la suprafața Pământului, ceea ce ar putea explica schimbările climatice observate la acea vreme. Ipoteza este foarte speculativă, iar influențele extraterestre asupra istoriei Pământului reprezintă o linie de cercetare activă. Recuperarea biodiversității după extincția în masă a durat între 5 și 20 de milioane de ani, în funcție de locație.

Este posibil ca extincția de la sfârșitul Devonianului să se fi produs pe o perioadă relativ lungă de timp. Se pare că a afectat mai ales speciile marine și nu atât de mult plantele sau animalele care locuiau în habitatele terestre. Cauzele acestei extincții sunt slab înțelese.

Extincția de la sfârșitul Permianului a fost cea mai mare din istoria vieții. Într-adevăr, s-ar putea argumenta că Pământul a devenit aproape lipsit de viață în timpul acestui eveniment de extincție. Se estimează că au dispărut 96 la sută din toate speciile marine și 70 la sută din toate speciile terestre. În acest moment, de exemplu, au dispărut trilobiții, un grup care a supraviețuit extincției din Ordovician-Silurian. Cauzele acestei extincții în masă nu sunt clare, dar principalul suspect este o activitate vulcanică extinsă și răspândită care a dus la o încălzire globală accelerată. Oceanele au devenit în mare parte anoxice, sufocând viața marină. Diversitatea tetrapodelor terestre a avut nevoie de 30 de milioane de ani pentru a se reface după extincția de la sfârșitul Permianului. Extincția din Permian a modificat în mod dramatic componența biodiversității Pământului și cursul evoluției.

Cauzele extincției din Triasic-Jurassic nu sunt clare, iar cercetătorii susțin ipoteze care includ schimbările climatice, impactul cu asteroizi și erupțiile vulcanice. Evenimentul de extincție a avut loc chiar înainte de destrămarea supercontinentului Pangeea, deși cercetările recente sugerează că extincțiile ar fi putut avea loc mai treptat pe parcursul Triasicului.

Cele care sunt cel mai bine înțelese sunt cauzele evenimentului de extincție de la sfârșitul Cretacicului. În timpul acestui eveniment de extincție, în urmă cu aproximativ 65 de milioane de ani, majoritatea dinozaurilor, grupul dominant de vertebrate timp de milioane de ani, a dispărut de pe planetă (cu excepția unei clade de theropode care a dat naștere păsărilor).

Cauza acestei extincții este acum înțeleasă ca fiind rezultatul unui impact cataclismic al unui meteorit mare, sau asteroid, în largul coastei a ceea ce este acum Peninsula Yucatán. Această ipoteză, propusă pentru prima dată în 1980, a fost o explicație radicală bazată pe o creștere bruscă a nivelurilor de iridiu (care intră în atmosfera noastră de la meteoriți într-un ritm destul de constant, dar care, în rest, este absent de la suprafața Pământului) în stratul de rocă ce marchează granița dintre Cretacic și Paleogen (Figura 2). Această graniță a marcat dispariția dinozaurilor din fosile, precum și a multor alți taxoni. Cercetătorii care au descoperit spița de iridiu au interpretat-o ca fiind mai degrabă un aflux rapid de iridiu din spațiu în atmosferă (sub forma unui asteroid de mari dimensiuni) decât o încetinire a depunerii de sedimente în acea perioadă. Era o explicație radicală, dar raportarea în 1991 a unui crater de impact cu vârsta și dimensiunile corespunzătoare a făcut ca ipoteza să devină mai credibilă. Acum, o abundență de dovezi geologice sprijină teoria. Timpii de refacere a biodiversității după extincția de la sfârșitul Cretacicului sunt mai scurți, în timp geologic, decât în cazul extincției de la sfârșitul Permianului, de ordinul a 10 milioane de ani.

O altă posibilitate, care poate coincide cu impactul asteroidului din Yucatan, a fost vulcanismul extins care a început să se formeze în urmă cu aproximativ 66 de milioane de ani, cam în același timp cu impactul asteroidului din Yucatan, la sfârșitul Cretacicului. Fluxurile de lavă au acoperit peste 50 la sută din ceea ce este acum India. Eliberarea gazelor vulcanice, în special a dioxidului de sulf, în timpul formării trapelor a contribuit la schimbările climatice, care ar fi putut induce extincția în masă.

Întrebare practică

Figura 2. Banda de iridiu (credit: USGS)

În 1980, Luis și Walter Alvarez, Frank Asaro și Helen Michels au descoperit, în întreaga lume, un vârf al concentrației de iridiu în cadrul stratului sedimentar de la granița K-Pg. Acești cercetători au emis ipoteza că acest vârf de iridiu a fost cauzat de impactul unui asteroid care a dus la extincția în masă K-Pg. În figura 2, stratul de iridiu reprezintă banda luminoasă.

Cercetătorii au măsurat abundența relativă a sporilor de ferigă deasupra și dedesubtul graniței K-Pg în acest eșantion de rocă. Care dintre următoarele afirmații reprezintă cel mai probabil constatările lor?

1. O abundență de spori de ferigă din mai multe specii a fost găsită sub limita K-Pg, dar niciunul nu a fost găsit deasupra.
2. O abundență de spori de ferigă din mai multe specii a fost găsită deasupra limitei K-Pg, dar niciunul nu a fost găsit dedesubt.
3. O abundență de spori de ferigă a fost găsită atât deasupra cât și dedesubtul limitei K-Pg, dar numai o singură specie a fost găsită dedesubtul limitei, iar mai multe specii au fost găsite deasupra limitei.
4. Multe specii de spori de ferigă au fost găsite atât deasupra cât și dedesubtul limitei, dar numărul total de spori a fost mai mare dedesubtul limitei.

Arată răspunsul

Răspuns a: O abundență de spori de ferigă de la mai multe specii a fost găsită sub limita K-Pg, dar niciunul nu a fost găsit deasupra.

Extincția pleistocenă

Extincția pleistocenă este una dintre cele mai mici extincții, și una recentă. Este bine cunoscut faptul că megafauna nord-americană și, într-o oarecare măsură, cea eurasiatică – animale vertebrate mari – a dispărut spre sfârșitul ultimei perioade de glaciațiune. Se pare că dispariția a avut loc într-o perioadă de timp relativ restrânsă, în urmă cu 10.000-12.000 de ani. În America de Nord, pierderile au fost destul de dramatice și au inclus mamuții lânoși (cu o populație existentă până în urmă cu aproximativ 4.000 de ani, izolată pe insula Wrangel, Canada), mastodonții, castorii uriași, leneșii de pământ uriași, pisicile cu dinți de sabie și cămila nord-americană, pentru a numi doar câteva dintre acestea. La începutul anilor 1900, oamenii de știință au sugerat pentru prima dată posibilitatea ca vânătoarea excesivă să fi cauzat dispariția rapidă a acestor animale mari. Cercetările privind această ipoteză continuă și astăzi.

În general, momentul extincțiilor din Pleistocen se corelează cu sosirea paleo-umenilor, poate chiar cu 40.000 de ani în urmă, și nu cu evenimentele legate de schimbările climatice, care este principala ipoteză concurentă pentru aceste extincții. Extincțiile au început în Australia în urmă cu aproximativ 40.000-50.000 de ani, imediat după sosirea oamenilor în zonă: au dispărut un leu marsupial, un wombat uriaș de o tonă și mai multe specii de canguri uriași. În America de Nord, dispariția aproape tuturor mamiferelor mari a avut loc în urmă cu 10.000-12.000 de ani. Au rămas doar mamiferele mai mici, cum ar fi urșii, elanii, elanii și pumele. În cele din urmă, pe multe insule oceanice îndepărtate, dispariția multor specii a avut loc concomitent cu sosirea oamenilor. Nu toate insulele au avut animale mari, dar atunci când au existat animale mari, acestea au fost adesea forțate să dispară. Madagascarul a fost colonizat în urmă cu aproximativ 2.000 de ani, iar mamiferele mari care trăiau acolo au dispărut. Eurasia și Africa nu prezintă acest model, dar nici ele nu au cunoscut o sosire recentă a oamenilor vânători-culegători. Mai degrabă, oamenii au ajuns în Eurasia cu sute de mii de ani în urmă. Acest subiect rămâne un domeniu de cercetare activă și de formulare de ipoteze. Pare clar că, chiar dacă clima a jucat un rol, în cele mai multe cazuri, vânătoarea umană a precipitat extincțiile.

Extincțiile din prezent

Cea de-a șasea extincție în masă, sau Holocenul, pare să fi început mai devreme decât se credea anterior și se datorează în mare parte activităților perturbatoare ale lui Homo sapiens modern. De la începutul perioadei Holocenului, există numeroase extincții recente ale unor specii individuale care sunt înregistrate în scrierile umane. Cele mai multe dintre acestea coincid cu expansiunea coloniilor europene începând cu anii 1500.

Unul dintre exemplele mai timpurii și popular cunoscute este cel al păsării dodo. Această pasăre ciudată, asemănătoare unui porumbel, trăia în pădurile din Mauritius (o insulă din Oceanul Indian) și a dispărut în jurul anului 1662. Dodo era vânat pentru carnea sa de către marinari și era o pradă ușoară, deoarece se apropia de oameni fără teamă (dodo nu evoluase cu oamenii). Porcii, șobolanii și câinii aduși pe insulă de navele europene au ucis, de asemenea, puii și ouăle de dodo.

Vaca de mare a lui Steller a dispărut în 1768; era înrudită cu lamantinul și probabil că a trăit cândva de-a lungul coastei de nord-vest a Americii de Nord. Vaca de mare a lui Steller a fost descoperită pentru prima dată de europeni în 1741 și a fost vânată excesiv pentru carne și ulei. Ultima vacă de mare a fost ucisă în 1768. Asta înseamnă doar 27 de ani între primul contact al vacii de mare cu europenii și dispariția speciei!

De la 1900, o varietate de specii au dispărut, inclusiv următoarele:

• În 1914, ultimul porumbel călător în viață a murit într-o grădină zoologică din Cincinnati, Ohio. Această specie a întunecat cândva cerul Americii de Nord în timpul migrațiilor sale, dar a fost vânată excesiv și a suferit din cauza pierderii habitatului care a rezultat din defrișarea pădurilor pentru terenuri agricole.
• Papagalul Carolina, cândva comun în estul Statelor Unite, a dispărut în 1918. A suferit pierderea habitatului și a fost vânată pentru a o împiedica să mănânce fructele din livezi. (Papagalul mânca fructe de livadă pentru că alimentele sale native au fost distruse pentru a face loc terenurilor agricole.)
• Leul de mare japonez, care locuia într-o zonă largă în jurul Japoniei și pe coasta Coreei, a dispărut în anii 1950 din cauza pescarilor.
• Foca călugăr din Caraibe era răspândită în toată Marea Caraibelor, dar a fost împinsă spre dispariție prin vânătoare până în 1952.

Acestea sunt doar câteva dintre extincțiile înregistrate în ultimii 500 de ani. Uniunea Internațională pentru Conservarea Naturii (IUCN) ține o listă a speciilor dispărute și pe cale de dispariție, numită Lista Roșie. Lista nu este completă, dar descrie 380 de specii de vertebrate dispărute după anul 1500 d.Hr., dintre care 86 au dispărut din cauza vânătorii excesive sau a pescuitului excesiv.

Estimări ale ratelor de extincție din prezent

Estimările ratelor de extincție sunt îngreunate de faptul că majoritatea extincțiilor au loc probabil fără a fi observate. Dispariția unei păsări sau a unui mamifer este posibil să fie observată de oameni, mai ales dacă a fost vânată sau folosită în alt mod. Dar există multe organisme care prezintă mai puțin interes pentru oameni (nu neapărat mai puțin valoroase) și multe care nu sunt descrise.

Rata de extincție de fond este estimată la aproximativ una la un milion de specii pe an (E/MSY). De exemplu, presupunând că există aproximativ zece milioane de specii în existență, se așteaptă ca zece specii să dispară în fiecare an (fiecare an reprezintă zece milioane de specii pe an).

O estimare a ratei de extincție contemporană utilizează extincțiile din documentele scrise începând cu anul 1500. Numai pentru păsări, această metodă produce o estimare de 26 E/MSY. Totuși, această valoare poate fi o subestimare din trei motive. În primul rând, multe specii nu ar fi fost descrise decât mult mai târziu în perioada de timp, astfel încât dispariția lor ar fi trecut neobservată. În al doilea rând, numărul de specii de vertebrate dispărute recent este în creștere, deoarece speciile dispărute sunt descrise acum pe baza resturilor scheletice. Și în al treilea rând, unele specii sunt probabil deja dispărute, chiar dacă conservatorii sunt reticenți în a le numi ca atare. Luând în considerare acești factori, rata de extincție estimată se apropie de 100 E/MSY. Rata prognozată până la sfârșitul secolului este de 1500 E/MSY.

Figura 3. Studiile au arătat că numărul de specii prezente crește odată cu mărimea habitatului. (credit: modificare a lucrării lui Adam B. Smith)

O a doua abordare pentru estimarea ratelor de extincție în prezent este de a corela pierderea speciilor cu pierderea habitatului prin măsurarea pierderii suprafeței pădurii și înțelegerea relațiilor dintre specii și suprafață. Relația specie-suprafață reprezintă rata la care sunt observate specii noi atunci când crește suprafața cercetată. Studiile au arătat că numărul de specii prezente crește pe măsură ce crește dimensiunea insulei. S-a demonstrat că acest fenomen este valabil și în alte habitate asemănătoare insulelor, cum ar fi tepușii din vârful munților din Venezuela, care sunt înconjurați de pădure tropicală. Răsturnând această relație, dacă suprafața habitatului este redusă, numărul de specii care trăiesc acolo va scădea și el. Estimările ratelor de extincție bazate pe pierderea habitatului și pe relația dintre specii și suprafață au sugerat că, în cazul unei pierderi de aproximativ 90 % din habitat, se așteaptă ca 50 % din specii să dispară. Estimările privind suprafața speciilor au condus la calcule ale ratei de extincție a speciilor de aproximativ 1000 E/MSY și mai mult. În general, observațiile efective nu arată o astfel de pierdere și s-a sugerat că există o întârziere a extincției. Lucrări recente au pus, de asemenea, sub semnul întrebării aplicabilitatea relației specie-suprafață la estimarea pierderilor de specii. Această lucrare susține că relația specie-suprafață duce la o supraestimare a ratelor de extincție. O relație mai bună de utilizat ar putea fi relația endemică-zonă. Utilizarea acestei metode ar reduce estimările la aproximativ 500 E/MSY în secolul următor. Rețineți că această valoare este încă de 500 de ori mai mare decât rata de fond.

Contribuie!

Îmbunătățiți această paginăÎnvățați mai mult

.