Armagedony praveku – Tajomstvo najmasovejších vymieraní

Hromadné vymierania sú veľkými krízami života. Z geologického pohľadu k nim dochádza často náhle, postačia desaťtisíce rokov. Inokedy sa k nim schyľuje dlhšie.Predstavujeme päticu tých najdrastickejších

 

Keby sme poznali presný dátum tejto udalosti (teda, keby nejaký vôbec mala), oslavovali by sme ho ako jeden z najdôležitejších sviatkov roka. Nebyť pravekej apokalypsy, človek by zrejme nikdy nevznikol. A nielen to, ani cicavce by doposiaľ neopanovali svet. Tušíte správne, reč je o vymieraní spred 66 miliónov rokov, ktoré zmenilo Zem na nepoznanie. Vymreli nevtáčie dinosaury – okrem iného. Vymizli taktiež predtým úspešné pravtáky Enantiornithes, hlavné morské a všetky lietajúce plazy a taktiež rôzne bezstavovce, napríklad lodenkám podobné amonity, dovtedy mimoriadne hojné. Naopak, krokodíly, moderné vtáky a cicavce, ale taktiež na zmeny citlivé mloky, prežili.

 

Kat aj mecenáš

Paradoxne, skoršie masové vymieranie pred približne 200 miliónmi rokov zapôsobilo na dinosaury ako „štedrý mecenáš“. Pritom závažnosťou sa vymieraniu, ktoré sa napokon stalo ich katom, dokonca rovnalo, ak nebolo o čosi zničujúcejšie. Ešte stále mu úplne nerozumieme. Isté je, že dinosaury ho prežili bez akejkoľvek ujmy. Vo vrstvách bezprostredne „pred“ a bezprostredne „po“ nachádzame prakticky tie isté typy, niekedy dokonca totožné rody, akoby si celosvetovú katastrofu ani nevšimli. Ale konkurenčnú skupinu krurotarzianov – plazov podobných krokodílom – naopak, vykynožilo. Bez výnimky. Pritom svojho času išlo o najrozmanitejšie stavovce, bylinožravé aj dravé, rýchle aj nemotorné. Nevymreli iba krurotarziany, drasticky sa zmenil celkový ráz suchozemských spoločenstiev. Pestré fauny spred 225 miliónov rokov, kedy sa súbežne vyskytovali hrochom podobné rynchosaury, dinosaury, veľké praobojživelníky, rôzne krurotarziany, cicavcovité dravce cynodonty a telnaté bylinožravce dicynodonty, zanikli. Pred 200 miliónmi rokov ich nahradili jednotvárne spoločenstvá, pozostávajúce z dinosaurov: dlhokrkých bylinožravcov a dvojnohých dravcov.

 

Prvohorné katastrofy

Na prelome prvohôr a druhohôr, teda na prelome geologických období perm a trias, sa odohrala najväčšia apokalypsa, aká kedy postihla život na Zemi. Podľa odhadov zahubila 95 – 97 % všetkých druhov. Vymieranie bolo také vážne, že usadené horniny, ktoré sa usadili niekoľko státisícročí po ňom, spravidla neobsahujú žiadne skameneliny. Vskutku, život takmer celkom vymrel… Okrem iného sa z dejiska evolučných dejín porúčali posledné trilobity. Na súši naproti tomu takmer úplne vymizli prapredkovia cicavcov, tzv. cicavcovité „plazy“, ktoré dovtedy viac ako 30 miliónov rokov neohrozene vládli svetu.

Najrozsiahlejšie koralové útesy, ktoré kedy Zem videla, sa na jej povrchu nachádzali koncom devónu, pred asi 380 miliónmi rokov – dosahovali desaťnásobne väčšiu rozlohu, než tie súčasné. Lenže o dvadsať miliónov rokov neskôr z nich nezostalo takmer nič. Tabulátne koraly a stromatoporoidné hubky postihla extrémna rana a nikdy viac sa z nej nespamätali.

Približne o 80 miliónov rokov skôr, na prelome období ordovik a silúr, sa odohralo druhé najvážnejšie hromadné vymieranie geologickej histórie. Napriek množstvu rodov, ktoré vymrelo, je toto vymieranie pozoruhodné tým, že po jeho skončení nedošlo ku zmene celkového rázu faun. Tie isté skupiny, ktoré vládli predtým, sa z vymierania otriasli a vrátili späť do svojej dominancie. Počas ostatných veľkých vymieraní sa obraz prírody vždy výrazne a navždy zmenil.

 

Ničivé, ale dôležité

A práve to je na masových vymieraniach také dôležité. Hoci päť najväčších masových vymieraní praveku predstavovalo ohromné ekologické krízy, nemožno im v dlhodobom meradle uprieť pozitívny vplyv. Urýchlili evolúciu. Nemáme na mysli tempo vzniku nových druhov (hoci bezprostredne po katastrofách istotne došlo k jeho zvýšeniu), ale nahrádzanie celých vývojových vetiev inými. Živočíšne skupiny sa nestávajú obeťami masových vymieraní preto, že sú menej schopné ako iné. Nevymierajú vo svojich ekologických nikách preto, že iné konkurenčné skupiny ich z nich vytlačia. Nevtáčie dinosaury neboli primitívnejšie, hlúpejšie či menej prispôsobivé ako pracicavce. Vymreli preto, že ekologické niky, ktorým vládli, boli katastrofou viac postihnuté, ako ekologické niky pravekých cicavcov.

 

Pravidelnosť vymieraní

Niektorí výskumníci tvrdia, že vo veľkých vymieraniach existuje akási pravidelnosť. Nejde iba o „veľkú päťku“ vymieraní, ale aj o ďalšie masové vymieracie eventy. Táto periodicita podľa niektorých autorov predstavuje za poslednú štvrť miliardu rokov 26 – 30, resp. približne 62 miliónov rokov. Predkladatelia hypotézy dokonca začali hľadať potenciálneho, opätovne sa vracajúceho vinníka. Podľa niektorých špekulácií by mohla byť na vine dosial neobjavená trpasličia hviezda (dostala veľmi príznačný názov: Nemesis), obiehajúca kdesi na okraji našej slnečnej sústavy. Pri svojom pravidelnom priblížení sa k Slnku by mohla život na Zemi ovplyvniť tak, že by svojou gravitáciou vychýlila veľké kométy Oortovho mračna, z ktorých by niektoré dopadli na Zem. Podľa iných názorov by podobné kozmické bombardovanie zapríčinil aj prechod Slnka cez niektoré zo špirálovitých ramien Mliečnej dráhy.

Tieto vysvetlenia, hoci šteklia fantáziu, nenachádzajú silnú oporu v dátach. Paleontológovia upozorňujú, že asteroidy zrejme prispeli len k malej čiastke hromadných vymieraní, v mnohých prípadoch hrali rozhodujúcu úlohu iné faktory. Ďalšie vysvetlenie možnej pravidelnosti ponúkajú geológovia. Podľa niektorých z nich by sa mohli pravidelne opakovať aj fázy intenzívneho vulkanizmu.

Väčšina geológov a paleontológov tvrdí, že pre pravidelnosť vymieraní netreba hľadať žiadne vysvetlenia. Niet čo vysvetľovať. Upozorňujú, že zdanlivá pravidelnosť je viac faktom skreslených dát a prílišného „znásilňovania“ štatistík. Ekosystémy časom skrátka nadobúdajú väčšiu a väčšiu zložitosť, vzťahy medzi druhmi sa stávajú prepletenejšie a jednotlivé druhy viac závislé na iných. Druhy sa zároveň stávajú viac špecializované, a teda zraniteľnejšie voči akýmikoľvek výraznejším ekologickým zmenám. Z tohto dôvodu je oveľa pravdepodobnejšie, že ďalšie hromadné vymieranie nastane nie 5 alebo 10, ale 20 – 40 miliónov rokov po tom predchádzajúcom.

 

Dve hlavné príčiny

Čo spôsobuje veľké vymierania? Verte, alebo nie, katastrofálne dopady môže mať napríklad kolísanie (predovšetkým prudké klesanie) morskej hladiny. V geologickom zázname sme našli dôkazy o dvanástich takýchto udalostiach, pričom prinajmenšom sedem z nich sprevádza veľké vymierania. Náhly ústup mora znamená ďaleko viac, ako iba obnažovanie súše. Väčšina obyvateľov morí sa totiž koncentruje v oblasti plytkých vôd morom zatopených kontinentálnych okrajov. Náhly pokles morskej hladiny o viac ako 150 metrov spôsobí zánik týchto ekosystémov, lebo sa nebudú mať kam presunúť. Ak sa okraje kontinentov vynoria, plytkovodným živočíchom zostanú iba prudké kontinentálne svahy alebo viac ako štyri kilometre hlboký oceán.

Dramatický pokles mora môže nastať napríklad v dôsledku viazania vôd v kontinentálnych ľadovcoch. Ďalšou príčinou je kolaps stredooceánskych chrbtov – masívnych pohorí, rastúcich na miestach, kde vzniká nová oceánska kôra na rozhraní platní oceánskej kôry, ktoré sa pohybujú od seba. Stredooceánske chrbty v súčasnosti dosahujú výšku až jeden kilometer a celkovú dĺžku vyše 80.000 kilometrov.

Ďalšou hlavnou príčinou masových vymieraní je nepokojné zemské vnútro. Keď si na povrch kontinentov prerazí cestu pomerne tekutá bazaltová láva, dokáže zaplaviť také rozsiahle územie, aké vodou nepokryjú ani najväčšie povodne. Takejto láve sa preto veľmi príznačne hovorí „záplavový bazalt“. Geologický záznam hovorí o jedenástich rozsiahlych záplavách lávy. A všetkých jedenásť sa odohralo v rovnakom čase ako masové vymierania. Naproti tomu katastrofické dopady asteroidov súvisia iba s jediným. A určite uhádnete, s ktorým.

 

Koniec jašterov

Najpopulárnejšie vysvetlenie vymretia dinosaurov hovorí o dopade obrovského asteroidu (resp. dvojici – väčšieho a menšieho asteroidu) s priemerom cca 10 km, ktorého kráter sa našiel pri polostrove Yucatan. Drvivý dopad vymrštil 10 miliárd ton vodnej masy do výšky až 100 km, okrem toho musel spôsobiť desaťkilometrové tsunami a dramatické celosvetové klimatické zmeny. Kyslé dažde, zatemnenie oblohy, dlhodobé drastické ochladenie a extrémne množstvá snehu sa stali pre Zem každodennou rutinou. Napriek tomu málo paleontológov tvrdí, že asteroid bol jedinou príčinou ekologickej katastrofy na konci druhohôr. Približne v rovnakom čase na území dnešnej Indie sa diali masívne výlevy záplavových bazaltov. Vytekajúca láva po stuhnutí vytvorila 500.000 km2 rozsiahle a 2 km hrubé vrstvy skál.

Asteroid, výlevy lávy, ale taktiež pokles morskej hladiny spolu spôsobili nielen vymretie nevtáčích dinosaurov, ale taktiež viacerých ďalších skupín. Ako to, že cicavce, vtáky (teda lietajúce dinosaury), ale aj krokodíly, korytnačky a hady prežili? Faktom je, že ani tieto skupiny neprežili celkom bez strát. Cicavcom okrem toho zrejme pomohli v zemi vyhrabané úkryty, vtákom schopnosť letu (prežili skupiny s lepším letovými schopnosťami). Malé sladkovodné plazy a obojživelníky pre zmenu ťažili zo skutočnosti, že sú studenokrvné, a tak potrebujú niekoľkonásobne menej potravy ako dinosaury rovnakej veľkosti.

 

Náhle, či postupne?

Udialo sa vymieranie naozaj tak náhle a katastroficky, ako sa obvykle tvrdí? Možno nie. Zdá sa, že život to mal nahnuté už niekoľko miliónov rokov pred koncom druhohôr. Lietajúce plazy pterosaury vymierali niekoľko desiatok miliónov rokov. Navyše, ešte pred koncom druhohôr nastal celosvetový ústup morskej hladiny, ťažká rana pre mnohé veľké morské plazy a hlavonožce, obľubujúce plytké moria. Pre dinosaury ústup mora znamenal výrazný  úbytok žičlivých, bujnou vegetáciou kypiacich prímorských oblastí. Namiesto nich sa rozširovali rozsiahle oblasti savanového charakteru. Zdá sa, že vymieranie na konci druhohôr bolo pre väčšinu postihnutých živočíšnych skupín katastrofickým zavŕšením dlhšieho, niekoľko miliónov rokov trvajúceho ústupu.

U dinosaurov je situácia zložitejšia. Tvrdenie o ich postupnom vymieraní sa totiž opiera iba o dáta zo západu Severnej Ameriky. A tam pred 76 – 72 miliónmi rokov skutočne nachádzame takmer trikrát viac druhov dinosaurov ako v období pred 68 – 65 miliónmi rokov, krátko pred ich vymretím. Podrobnejší pohľad na rozšírenie živočíšnych spoločenstiev však naznačuje čosi iné ako vymieranie. Zisťujeme, že pred 76 – 72 miliónmi rokov na jednom mieste nežilo množstvo dlho existujúcich druhov, ale podstatne menej krátko žijúcich, ktoré po jednom alebo dvoch miliónoch rokoch nahrádzali iné. V oblasti okrem toho nastal ústup vnútrozemského mora, čo malo za následok ďalšiu zmenu: viacero odlišných, no miestnych dinosaurích faun nahradila pred asi 70 miliónmi rokov iba jediná, zato však široko rozšírená fauna. Pravda, z takýchto zmien fauny nemožno vyvodzovať závery o celkovom vymieraní dinosaurov.

 

Nástup dinosaurov

Presuňme sa však ešte do obdobia pred 200 miliónmi rokov. V tomto období musíme otázku: „Prečo prežili?“ položiť na adresu dinosaurov. Krokodílom príbuzné krurotarziany (ešte pred 220 miliónmi rokov najpestrejšie a najhojnejšie stavovce) na rozdiel od nich celkom vymreli. Podľa niektorých paleontológov dinosaury prežili iba vďaka náhode. Podľa iných ťažili zo zvláštností stavby tela – zväčša boli dvojnohé, vďaka dlhým končatinám pohyblivé a okrem toho mali oproti iným skupinám oveľa efektívnejší spôsob dýchania prostredníctvom pľúcnych vakov (dnes tak dýchajú vtáky).

Výskumy posledných rokov priniesli prekvapenie. Spochybnili akékoľvek masové vymieranie suchozemských stavovcov. Pre morské druhy pre zmenu došlo ku spochybneniu tvrdenia, že vymieranie sa odohralo ako katastrofická jednorazová udalosť. Paleontológovia namiesto toho na základe detailnejšieho štúdia nálezísk skamenelín navrhli model viacerých čiastkových vymieraní, ku ktorým došlo v priebehu 20 miliónov rokov. Čo ich vyvolalo? Klimatické zmeny, konkrétne vysušovanie planéty, ponúka jednu z možností. Navyše, pred asi 205 miliónmi rokov nastal pokles morskej hladiny a taktiež rozsiahly pokles obsahu kyslíka v moriach. V rovnakom čase došlo v srdci rozpadávajúceho sa superkontinentu Pangea ku obrovským výlevom bazaltovej lávy, ktoré pokryli viac ako 11 miliónov km2, teda územie väčšie ako Kanada.

 

Najväčšia záplava lávy

Na sklonku permu, teda na úplnom konci prvohôr, nastala katastrofa, ktorá vyhubila 96 % morských a 75 % suchozemských druhov. Aj ona podľa všetkého súvisí s masívnou sopečnou činnosťou a tzv. záplavovými bazaltmi. Na Sibíri sa dokonca podarilo objaviť pozostatky najväčšej záplavy lávy v histórii Zeme. Stuhnutá láva tam dodnes na povrchu alebo v jeho blízkosti pokrýva 2 milióny km2. Pôvodne pred 251 miliónmi rokov pokryla vyše 7 miliónov km2, čiže územie s veľkosťou dvoch tretín Európy!

Hoci tzv. veľké permské vymieranie naďalej zahaľuje rúško tajomstva a ťažko určiť jeho hlavnú príčinu, s istotou možno povedať, že sa oň okrem masívnych výlevov lávy pričinili aj ďalšie činitele. V prvom rade išlo o oteplenie o 6 °C v rovníkových oblastiach (a ešte viac vo vyšších zemepisných šírkach). Spôsobilo ho zrejme uvoľňovanie oxidu uhličitého zo sopiek, ale predovšetkým uvoľňovanie metánu z oceánskeho dna. Istú úlohu zohral aj výrazný pokles morskej hladiny. Morský život, predovšetkým ten dobre známy z fosílií – plytkomorský – stratil obrovské plochy svojich ekosystémov a stal sa veľmi zraniteľný. Pokles morskej hladiny mohol ovplyvniť aj svetové vzdušné prúdy a spôsobiť vysušovanie posledných oáz, kde ešte sezónne zrážky umožňovali bujnieť rastlinstvu.

 

Prvohorné ľadové doby

Zostávajúce dve prvohorné vymierania, vrchnodevónske (spred asi 360 miliónov rokov) a ordovicko-silúrske (spred asi 440 miliónov rokov) spája niekoľko podobných znakov. V oboch prípadoch nešlo o jednorazové katastrofy, ale o dvojicu vymieraní, ktoré sa odohrali v rozmedzí dvoch či troch státisícročí. Zároveň obe vymierania charakterizoval prudký pokles morskej hladiny, zapríčinený vytvorením rozsiahlych kontinentálnych ľadovcov. Nastali ľadové doby. Životu spôsobilo ťažkosti aj sprievodné ochladenie – v prípade vrchného devónu sa priemerná svetová teplota prepadla z 34 °C na 26 °C. Príčina ordovicko-silúrskej ľadovej doby zostáva záhadou. Podľa niektorých paleontológov mohli byť na vine prvé suchozemské rastliny, ktoré z atmosféry odstránili toľko uhlíka, že podlomili dôležitý skleníkový efekt. Iní hovoria o možnosti blízkeho výbuchu supernovy.

 

Plôšky

Závažnosť vymieraní

* Krieda/treťohory, pred 66 miliónmi rokov: Vymrelo 55 % rodov, 75 % druhov; z morských zvierat prichytených ku dnu vymrelo 77 %; hlavné obete: nevtáčie dinosaury, pterosaury, morské jaštery, amonity.

* Trias/jura, pred 200 miliónmi rokov: 48 % rodov, 70 – 75 % druhov; hlavné obete: veľké obojživelníky, plazy príbuzné krokodílom, rôzne archaické skupiny plazov a cicavcovitých „plazov“, rybám podobné bezstavovce konodonty.

* Perm/trias, pred 251 miliónmi rokov: 83 % rodov, 96 % morských a 70 % suchozemských druhov; hlavné obete: posledné trilobity, rôzne skupiny cicavcovitých plazov, mnohé ostnatokožce, viaceré skupiny hmyzu, kyjonožce.

* Neskorý devón, pred 375 – 360 miliónmi rokov: 50 % rodov, 70 % druhov; hlavné obete: takmer všetky skupiny bezčeľustnatých rýb, väčšina druhov koralov a hubiek, mnohé trilobity.

* Ordovik/silúr, pred 450 – 440 miliónmi rokov: Vymrelo 57 % rodov a 60 – 75 % druhov; hlavné obete: mnohé ramenonožce, mnohé ulitníky, mnohé machovky, mnohé koraly, mnohé trilobity.

 

Na prahu masového vymierania?

* Žijeme v období zvýšeného vymierania druhov? Podľa niektorých vedcov sa dokonca nachádzame na prahu ďalšieho hromadného vymierania. Iní však namietajú.

* Je celkom možné, že v ďalších storočiach dôjde oproti minulosti iba k obmedzenej ďalšej redukcii prírodného prostredia. Ruka v ruka s týmto názorom idú odhady, podľa ktorých dosiaľ explozívne rastúca ľudská populácia dosiahne počas budúceho storočia svoj vrchol a jej rast sa celkom zastaví.

* Druhy sú spravidla oveľa pružnejšie a odolnejšie, ako sa pôvodne myslelo. Naproti tomu mnohé z tých, ktoré v nedávnej minulosti vyhynuli (napríklad dront, moa alebo holub sťahovavý), boli z viacerých príčin mimoriadne náchylné na vymretie.

* Snahy o ochranu prírody sú na vzostupe a nájdeme ich prakticky v každej krajine sveta. Vo svetovom meradle k týmto snahám pritom dochádza iba v posledných troch desaťročiach, no napriek tomu si stihli zaknihovať viacero úctyhodných úspechov. Ide predovšetkým o obnovu populácie veľrýb a veľkých vtákov, ako aj o zákazy nebezpečných chemikálií ako DDT. Podľa amerického paleontológa Petra Warda už tieto snahy postačujú, aby sme úspešne odvrátili masové vymieranie.

* Podľa Warda je súčasné tempo vymierania nadhodnotené a celkovo vymiera iba mizivé percento druhov. A to z prostého dôvodu, že celkovo existuje podľa odhadov možno až 9 miliónov druhov. Navyše, práve druhy malých organizmov, žijúcich v malých, oddelených populáciách, sa vyvíjajú najrýchlejšie, a tak vznikom nových druhov kompenzujú stratu iných.

* Netreba však strácať obozretnosť. Na jednej strane je pravda, že tempo súčasných klimatických zmien, ako aj zmena výšky morskej hladiny, príliš nevybočujú z toho, čo sa odohralo počas zostatku štvrtohôr. Na druhej strane, ak k budúcim zmenám prirátame ich dopady na ľudské poľnohospodárstvo, môžeme naraziť na slepú uličku. Buď budeme musieť na pozadí meniacej sa klímy a rastúcej populácie drastickejšie zasahovať do prírody, alebo nám hrozia hladomory.

 

Dušan Valent
foto SITA, archív