Cel mai rău moment pentru a fi în viață din istoria Pământului este, fără îndoială, sfârșitul Permianului, în urmă cu aproximativ 250 de milioane de ani. Este perioada în care a avut loc cel mai mare eveniment de extincție înregistrat vreodată, ucigând 97% din toate speciile, un eveniment atât de grav încât a fost numit Marea Moarte.
Acest eveniment a fost în general pus pe seama erupțiilor vulcanice masive care au avut loc în aceeași perioadă. Dar acum, într-o nouă analiză, cercetătorii de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) susțin că acest eveniment de extincție în masă ar fi putut fi instigat de microbi. Acești microbi au dus la o perturbare a ciclului carbonului care a provocat șocuri de mediu, cum ar fi încălzirea globală și acidificarea oceanelor. Șocurile au exterminat specii în număr mare pe o perioadă de zeci de mii de ani – o bubuitură la scară geologică.
S-a simțit ca la sfârșitul timpului
Extincția de la sfârșitul Permianului, care a avut loc în urmă cu aproximativ 250 de milioane de ani, este cel mai grav dintre cele cinci evenimente de extincție în masă cunoscute. Ea a ucis ultimii trilobiți – o specie marină rezistentă care a supraviețuit la două extincții în masă anterioare. În timp ce plantele terestre au supraviețuit, aproape toate pădurile au dispărut. Mai rău decât toate, este singurul eveniment de extincție cunoscut în care nici măcar insectele nu au fost cruțate.
Pentru ca un eveniment de o asemenea amploare să aibă loc, ar fi trebuit ca o mulțime de lucruri să meargă prost. La vremea respectivă, lumea era alcătuită dintr-un singur supercontinent numit Pangea. Această mare masă terestră, prin modificarea dinamicii modului în care carbonul este ciclat cu plăcile de subducție, este posibil să fi împins temperaturile globale la cel mai înalt nivel atins vreodată.
Apoi, în decurs de aproximativ un milion de ani, erupții uriașe în Siberia au creat bazalte care acoperă o suprafață care era de aproximativ șapte ori mai mare decât Franța. Este posibil ca acest lucru să fi împins mediul înconjurător dincolo de un punct de basculare, trimițând și mai mult dioxid de carbon în atmosferă. Acest lucru ar fi dus la acidificarea oceanelor, ucigând mai multe viețuitoare marine, și la încălzirea acestora, eliberând metan înghețat. Rezultatul ar fi fost o climă „scăpată de sub control” care ar fi continuat să se încălzească și să elimine mai mult oxigen din mediul înconjurător.
Microbul puternic
Dar Daniel Rothman de la MIT crede că cifrele nu se potrivesc. „Schimbările în ciclul carbonului la nivel global sunt greu de conciliat cu doar activitatea vulcanică din Siberia”, a spus el.
Calculele sale, tocmai publicate în Proceedings of the National Academy of Sciences, lăsau să se înțeleagă că altceva trebuie să fi cauzat evenimentul de fugă. O ipoteză a fost că viața microbiană ar fi putut fi responsabilă pentru asta.
„Această ipoteză nu este atât de scandaloasă pe cât pare. La urma urmei, în urmă cu aproximativ 2,4 miliarde de ani, microbii sub formă de cianobacterii au fost cei care au dat atmosferei noastre tot oxigenul său”, a adăugat Rothman. Acea perioadă, numită Marele Eveniment de Oxigenare, a ucis, de asemenea, majoritatea organismelor care erau adaptate la lipsa de oxigen și a început una dintre cele mai lungi perioade reci din istoria Pământului. Așadar, microbii pot avea cu siguranță un impact global.
Cu ajutorul colegilor de la MIT, Rothman a analizat istoria evolutivă a Pământului și a observat creșterea unui anumit tip de microb care a avut loc în jurul perioadei Marii Moarte. Acest microb, numit Methanosarcina, avea capacitatea de a digera materia organică pentru a produce metan. (Biologii moleculari de la MIT au arătat că Methanosarcina a evoluat această abilitate datorită transferului unei singure gene din clasa de bacterii Clostridia.)
Rothman știa că procesul chimic implicat în crearea metanului se baza pe metalul nichel. El a mers să caute dovezi că Methanosarcina prospera la acea vreme în stratul sedimentar din regiunea Meishan din China. Dacă mediul din acea perioadă avea mai mult nichel decât în mod normal, atunci sedimentele ar fi păstrat înregistrarea acestuia.
Rothman a ales regiunea Meishan pentru a căuta nichel deoarece este o regiune deosebit de bine studiată. Straturile sale sedimentare au fost folosite pentru a marca și standardiza diferite perioade din istoria geologică a Pământului și acoperă perioada Marii Moarte.
Cercetarea a avut succes. Într-adevăr, a existat o cantitate mai mare de nichel în sedimentele depuse în acea perioadă. Methanosarcina nu ar fi fost doar eficientă în crearea de metan – ar fi înflorit.
Nichel, sugerează Rothman, ar fi fost adăugat în oceane, unde Methanosarcina a trăit și s-a dezvoltat, de către activitatea vulcanică continuă care a avut loc în Siberia. Cantitatea crescândă de nichel, transportată de curenții oceanici, ar fi permis unui număr mai mare de Methanosarcina să transforme materia organică în metan, care ar fi fost transformat în dioxid de carbon prin reacții cu oxigenul. Acest lucru ar fi însemnat o creștere a temperaturilor globale și o acidificare a oceanelor. Aceasta din urmă s-ar fi combinat cu pierderea oxigenului (consumat la crearea dioxidului de carbon) pentru a accelera extincția în oceane. Iar organismele moarte ar fi oferit Methanosarcina mai multă materie organică pe care să o digere.
În concluzie, este posibil ca o inovație microbiană să fi înclinat balanța pentru a provoca Marea Moarte.
Marc Reichow de la Universitatea din Leicester rămâne sceptic cu privire la aceste rezultate. El susține că nu există nicio dovadă că nichelul crescut a provenit de la vulcanii siberieni. Rothman este de acord că datele actuale nu pot identifica sursa nichelului.
„Aceasta este o ipoteză interesantă, dar cred că Marea Moarte a fost mai degrabă opera mai multor „mecanisme de ucidere” decât a unui singur mecanism sugerat aici”, a spus Reichow.
Există, de asemenea, îndoieli cu privire la perioada exactă în care Methanosarcina a evoluat de fapt. Tehnicile actuale de estimare a originilor sale pe baza diferențelor de secvență ADN au o marjă de eroare uriașă, ceea ce înseamnă că ar fi putut fi cu mult înainte sau după Marea Moarte.
Rothman recunoaște că există limitări. „Noi credem că vulcanismul singur nu ar fi putut cauza acest eveniment de extincție. În schimb, ceea ce am făcut noi a fost să lărgim conversația sugerând că este posibil ca microbii să fi cauzat acest lucru.”
„Implicațiile pentru astăzi sunt că există multe moduri în care fluctuațiile naturale pot avea loc în ciclul carbonului de pe Pământ. Atunci când studiem schimbările care au loc în prezent în ciclul carbonului, ar trebui să încercăm să luăm în considerare cât mai multe dintre acestea pentru a face predicții viitoare.”
.