Un studiu de la Stanford explică de ce fundul oceanelor a fost cândva dominat de brahiopode, iar azi e populat aproape exclusiv de moluște, prin măsurarea directă a felului în care aceste animale reacționează la căldură și la lipsa de oxigen.

E o întrebare pe care puțini și-au pus-o vreodată, deși răspunsul ei ascunde una dintre cele mai mari catastrofe din istoria vieții pe Pământ: de ce, atunci când mergem la plajă, găsim aproape mereu scoici de midii, scoici comestibile și melci, dar aproape niciodată de brahiopode, deși acestea din urmă au dominat cândva fundul oceanelor? O echipă de cercetători de la Stanford, coordonată de Erik Sperling, a decis să afle exact ce s-a întâmplat.

O întrebare simplă, cu rădăcini de 252 de milioane de ani

Răspunsul se leagă direct de extincția Permian-Triasică, cea mai mare din istoria planetei, produsă acum 252 de milioane de ani. Cunoscută și sub numele de „Marea Moarte”, această catastrofă a șters de pe fața Pământului 96% din speciile marine și 70% dintre cele terestre. Nu toate ramurile arborelui evoluției au fost însă lovite la fel, iar acest tipar de supraviețuire selectivă a rămas, până acum, incomplet explicat.

„Cu acest studiu, ne-am propus practic să rezolvăm misterul de ce, atunci când mergi la plajă, colectezi scoici de midii și melci, nu de brahiopode”, a explicat Jose Andres Marquez, autorul principal al cercetării, fost doctorand în laboratorul lui Sperling la Stanford.

Brahiopode vii, aduse direct din natură

Pentru a testa ipoteza, cercetătorii au colectat brahiopode vii din Insulele San Juan, aflate în statul american Washington, unul dintre puținele locuri unde aceste animale, considerate niște relicve vii, mai supraviețuiesc și azi. Le-au măsurat consumul de oxigen în laborator, la temperaturi diferite, și au comparat rezultatele cu cele obținute de la moluște și alte specii marine moderne.

Rezultatul a fost limpede: brahiopodele tolerează bine nivelurile scăzute de oxigen atunci când apa e rece, dar nevoia lor de oxigen crește brusc pe măsură ce temperatura urcă, mult mai abrupt decât la moluștele și melcii moderni. Practic, exact în momentul în care aveau cea mai mare nevoie de oxigen, brahiopodele se aflau într-un mediu care le oferea tot mai puțin din el.

Un mecanism cu nume tehnic, dar logică simplă

Fenomenul identificat de cercetători poartă numele de hipoxie dependentă de temperatură. Pe măsură ce apa oceanului se încălzește, metabolismul animalelor accelerează, iar cererea lor de oxigen crește. În același timp, apa caldă reține, fizic, mai puțin oxigen dizolvat decât apa rece. Cele două tendințe se lovesc frontal, iar rezultatul e o presiune dublă asupra animalelor care nu se pot adapta suficient de repede.

Diferența decisivă dintre supraviețuitori și victime a ținut, în cele din urmă, de planul corporal. Brahiopodele, crinoidele și alte specii tipice erei paleozoice erau, în marea lor majoritate, animale filtratoare sedentare, cu metabolism lent, construite pentru eficiență energetică, nu pentru viteză. Moluștele, melcii, peștii și aricii de mare moderni, mai mobili și cu un metabolism mai ridicat, s-au dovedit mult mai bine echipați pentru a face față crizei de oxigen declanșate de încălzire.

Un avertisment din trecutul îndepărtat

Extincția Permian-Triasică a fost declanșată de erupții vulcanice masive, care au eliberat cantități uriașe de dioxid de carbon și metan în atmosferă, ridicând temperatura globală cu 8-12 grade Celsius pe parcursul a mii de ani. „Acest studiu reprezintă practic ultimul cui bătut în sicriul misterului privind cauzele extincției Permian-Triasice”, a spus Erik Sperling, autorul senior al cercetării.

Cercetătorii atrag atenția că această descoperire nu e doar o curiozitate despre trecutul îndepărtat. Condițiile climatice de dinaintea Marii Morți seamănă, în linii mari, cu cele care au caracterizat ultimele zeci de milioane de ani, relativ stabile și bogate în oxigen. Proiecțiile actuale sugerează însă o creștere a temperaturii oceanelor de 1,5-4 grade Celsius până în 2100, un ritm de schimbare mult mai rapid decât cel care a precedat catastrofa de acum 252 de milioane de ani.

Povestea scoicilor de pe plajă se dovedește, până la urmă, o poveste despre supraviețuire climatică, o poveste care s-a mai întâmplat o dată, la o scară planetară, și ale cărei ingrediente de bază, apă tot mai caldă și tot mai săracă în oxigen, se regăsesc din nou astăzi în oceanele lumii, doar că de această dată la o viteză mult mai mare.

---

Casetă sursă:

J. Andres Marquez, Justin L. Penn, Richard G. Stockey, Thomas H. Boag, Murray I. Duncan, Kyra N. McClure, Kendall Matsumoto, Kemi F. Ashing-Giwa, Christopher P. Noll, Curtis Deutsch, Jonathan L. Payne, Erik A. Sperling — Stanford University, Doerr School of Sustainability. Studiul a fost publicat în PNAS, DOI: 10.1073/pnas.2533086123