Extincția devoniană

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 23 iunie 2022; verificările necesită 5 modificări .

Extincția Devoniană  este o extincție în masă a speciilor la sfârșitul Devonianului , una dintre cele mai mari extincții de floră și faună din istoria Pământului . Primul (și cel mai puternic) vârf de extincție a avut loc la începutul Famennianului  - ultimul secol al perioadei devoniene, acum aproximativ 374 de milioane de ani, când aproape toți agnatanii au dispărut brusc . Al doilea impuls a încheiat perioada devoniană (acum aproximativ 359 de milioane de ani). În total, 19% dintre familii și 50% dintre genuri au dispărut [1] .

Istorie

Deși se știe că a existat o scădere masivă a biodiversității la sfârșitul devonianului , durata acestui eveniment este neclară: estimările variază de la 500 de mii la 15 milioane de ani (în acest din urmă caz, a continuat pe tot parcursul Famennianului). Nu este în întregime clar dacă această extincție a fost reprezentată de două vârfuri ascuțite sau de o serie de vârfuri mai mici, dar rezultatele studiilor recente indică mai degrabă o extincție în mai multe etape care a avut loc în impulsuri separate pe o perioadă de aproximativ trei milioane de ani [2] . Unii sugerează că extincția a constat în cel puțin șapte evenimente separate care au avut loc pe o perioadă de 25 de milioane de ani, inclusiv cele mai notabile extincții de la sfârșitul givetianului , frasnianului și famennianului [ 3] .

Până la sfârşitul Devonianului , pământul a fost pe deplin dezvoltat şi locuit de plante , insecte şi amfibieni , iar mările şi oceanele erau pline de peşti . În plus, recifele gigantice existau deja în această perioadă , formate din corali și stromatoporați . Continentul euroamerican și Gondwana tocmai au început să se miște unul spre celălalt pentru a forma în viitor supercontinentul Pangea . Probabil, dispariția a afectat în principal viața marine. Organismele care construiesc recifurile au fost aproape complet distruse, ca urmare, recifele de corali au fost reînviate numai odată cu dezvoltarea coralilor moderni în Mezozoic . Brahiopodele , trilobiții și alte grupuri au fost, de asemenea, puternic afectate [1] . Motivele acestei dispariții sunt încă neclare. Teoria principală sugerează că principala cauză a dispariției în oceane au fost modificările nivelului oceanelor și epuizarea apelor oceanice în oxigen . Este posibil ca răcirea globală sau vulcanismul oceanic extins să fi acționat ca un activator al acestor evenimente , deși căderea unui corp extraterestre , cum ar fi o cometă , este, de asemenea, destul de posibilă. Unele studii statistice ale faunei marine din acea vreme sugerează că scăderea diversității s-a datorat mai degrabă unei scăderi a ratei de speciație decât unei creșteri a ratei de dispariție [4] .

precambrian Fanerozoic Aeon
paleozoic mezozoic cenozoic Eră
Cambrian Ordo
vic 		Forța
ur 		devonian Carbon permian triasic Yura Cretă
gena paleo
gena neo 		P-d
4570 541 485,4 443,4 419,2 358,9 298,9 252,2 201.3 145,0 66,0 23.03 Ma ←
_
2.588
▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲

Lumea devonianului târziu

În Devonianul târziu, lumea era foarte diferită de cea modernă. Continentele erau situate altfel decât sunt acum. Supercontinentul Gondwana a ocupat mai mult de jumătate din emisfera sudică. Continentul siberian a ocupat emisfera nordică, în timp ce continentul ecuatorial, Laurasia (format prin ciocnirea dintre Baltica și Laurentia ), s-a îndreptat spre Gondwana. Munții Caledonian ( Caledonia este numele latin dat de romani părții de nord a insulei Marii Britanii) încă au crescut peste ceea ce sunt acum Highlands scoțiani și Scandinavia , în timp ce Appalachiens au crescut în America de Nord. La un moment dat, Apalahienii au adus o mulțime de mistere geologilor, deoarece Apalahienii din nord-est se desprind brusc direct în ocean. Dar acest mister a fost rezolvat după crearea teoriei tectonicii plăcilor litosferice , care a explicat că continuarea acestui lanț muntos este situat de cealaltă parte a Oceanului Atlantic - aceștia sunt munții Caledonieni din Irlanda și Scoția. Aceste centuri muntoase erau echivalentul devonian al Himalaya modernă .

Flora și fauna din acea perioadă diferă de cea modernă. Plantele care existau pe uscat încă de la Ordovician doar sub formă de mușchi , până în acest moment dezvoltaseră sisteme radiculare , reproducerea sporilor și un sistem vascular (pentru a transporta apă și substanțe nutritive în toate părțile plantei), ceea ce le-a permis să supraviețuiască nu numai în locuri constant umede, dar să se răspândească mai departe, și ca rezultat să formeze păduri uriașe în zonele muntoase. Până la sfârșitul givetianului, mai multe clades de plante prezentau deja trăsături caracteristice arbuștilor sau copacilor, printre care: ferigi cladoxiel, licopside lepidosigilarioide, gimnosperme primordiale anevrofite și arheopteride [5] . Pe uscat , au apărut Tiktaaliki , tetrapodele primordiale .

Durata și datarea perioadelor de extincție

În ultimii 20-25 de milioane de ani ai Devonianului, rata de dispariție a speciilor a fost mai mare decât rata de fond. În acest interval pot fi identificate de la 8 la 10 evenimente separate, dintre care două sunt evidențiate ca fiind cele mai mari și cele mai severe [6] . Fiecare dintre aceste evenimente majore a fost un preludiu al perioadei lungi ulterioare de pierdere a biodiversităţii [7] .

Evenimentul Kellwasser

Evenimentul Kellwasser este termenul dat unui impuls de extincție care a avut loc în apropierea graniței secolelor Frasnian /Famennian (Frasnian/Famennian) (374,5 Ma). Deși de fapt ar putea exista două evenimente strâns distanțate.

Eveniment Hangenberg

Evenimentul Hangenberg a avut loc la sau chiar sub limita Devonian-Carboniferă (359 Ma) și marchează vârful final în perioada de extincție generală.

Consecințe ale evenimentelor de extincție

Extincțiile au fost însoțite de anoxie oceanică larg răspândită , adică o lipsă de oxigen , care a prevenit degradarea organismelor și a predispus la conservarea și acumularea materiei organice. Acest efect, combinat cu capacitatea rocilor spongioase de recif de a reține petrolul , a permis depozitelor devoniene să fie o sursă importantă de petrol, în special în Statele Unite.

Soc biologic

Criza devoniană a afectat în primul rând ecosistemele marine și a afectat organismele iubitoare de căldură din apele de mică adâncime mult mai puternic decât cele care preferau apa rece. Cel mai important grup afectat de dispariție au fost organismele care construiesc recifurile din marile sisteme de recif Devonian, inclusiv stromatoporoidele, rugozele și tabulatele .. Recifele din Devonianul târziu dominau bureții și bacteriile calcaroase, producând structuri similare cu cele produse de oncoliți și stromatoliți . Prăbușirea sistemului de recif a fost atât de bruscă și violentă încât principalele organisme care construiesc recifele (reprezentate de noi grupuri de organisme concentratoare de carbonat, corali moderni scleractinieni sau „pietroși”) nu și-au revenit până în epoca mezozoică.

În plus, următoarele grupuri au fost foarte afectate de dispariție: brahiopode (brahiopode), trilobiți , amoniți , conodonți și acritarhi , precum și peștii fără fălci și toți peștii blindați . Cu toate acestea, multe specii de apă dulce, inclusiv strămoșii noștri cu patru picioare și plante terestre au rămas relativ nevătămate.

Clasele supraviețuitoare în timpul extincției arată tendințele evolutive morfologice care au avut loc în timpul evenimentului de extincție. La vârful evenimentului Kellwasser, trilobiții dezvoltă ochi mai mici, deși mărirea lor este observată ulterior din nou. Acest lucru sugerează că vederea a devenit mai puțin importantă în timpul evenimentului de extincție, probabil din cauza adâncimii crescute a habitatului sau turbidității apei. În plus, mărimea vârcilor de pe capetele trilobiților a crescut și în această perioadă, atât ca dimensiune, cât și ca lungime.

Se crede că aceste procese au servit pentru respirație și că anoxia în creștere (epuizarea apei cu oxigen) a dus la creșterea zonei lor.

Forma aparatului bucal al conodonților a variat la diferite niveluri ale izotopului δ 18 O și, în consecință, temperatura apei mării. Acest lucru se poate datora ocupării lor de diferite niveluri trofice ca urmare a modificării dietei de bază [8] .

Ca și în cazul altor extincții, clasele specializate care ocupau nișe ecologice înguste au avut de suferit semnificativ mai mult decât generaliștii [9] .

Valoarea absolută a evenimentului

Scăderea biodiversității din Devonianul târziu a fost mai devastatoare decât o extincție similară care a pus capăt Cretacicului ( evenimentul de extincție Cretacic-Paleogen ). Un studiu (McGhee 1996) estimează că 22% din toate familiile de animale marine (în mare parte nevertebrate) au dispărut. Merită luat în considerare faptul că familia este o categorie taxonomică foarte mare și că pierderea unui număr atât de mare de creaturi înseamnă distrugerea completă a diversității ecosistemelor. La o scară mai mică, pierderile sunt și mai mari, reprezentând 57% din genuri și cel puțin 75% dintre speciile care nu au trecut în Carbonifer [10] . Aceste din urmă estimări trebuie luate cu un anumit grad de prudență, deoarece estimările cantității de pierdere a speciilor depind de amploarea studiului claselor marine devoniene, dintre care unele ar putea să nu fie cunoscute. Astfel, este încă dificil de evaluat pe deplin efectul unui eveniment care a avut loc în timpul Devonianului.

Cauzele dispariției

Extincția a avut loc pe o perioadă lungă de timp. Prin urmare, este foarte dificil să izolați o singură cauză care a dus la dispariție și chiar să separați această cauză de efect. Depozitele sedimentare arată că Devonianul târziu a fost o perioadă de schimbări de mediu care a afectat direct organismele vii, provocând dispariția. Ceea ce a cauzat direct aceste schimbări este, în parte, un subiect mai deschis pentru dezbatere.

Schimbări majore de mediu

De la sfârșitul Devonianului mijlociu, pe baza studiului rocilor sedimentare pot fi identificate mai multe schimbări de mediu, care au continuat până în Devonianul târziu. Există dovezi ale anoxiei larg răspândite (epuizarea apei în oxigen) în apele oceanului de fund [5] , în timp ce rata de depunere a carbonului a crescut [5] , și organisme bentonice (flora și fauna de pe fundul oceanului sau alte ape ). bazin) au fost distruse, în special la tropice și în special comunitățile de recif [5] . Există dovezi puternice ale fluctuațiilor globale rapide ale nivelului mării în apropierea graniței Frasnian/Famennian, cu creșterea nivelului mării asociată în mod clar cu formarea de sedimente anoxice [11] .

Posibilii inițiatori

Căderea unui corp ceresc

Căderile corpurilor cerești ar putea fi cauzele extincțiilor în masă. Se susține că căderea unui meteorit a fost cauza principală a dispariției devonianului [12] , dar nu au fost găsite dovezi de încredere ale unui impact extraterestre în acest caz. Deși se observă unele dovezi indirecte ale căderii unui meteorit în depozitele din perioada devoniană (anomalii de iridiu și microsfere (bile microscopice de rocă topită)), este posibil ca formarea acestor anomalii să fie cauzată de alte motive [13] .

Evoluția plantelor

În timpul Devonianului, plantele terestre au făcut un salt semnificativ în evoluție. Înălțimea lor maximă a crescut la 30 de metri până la sfârșitul perioadei [14] . O astfel de creștere uriașă a dimensiunii a fost posibilă prin evoluția unui sistem vascular dezvoltat, care a permis cultivarea unor coroane și sisteme radiculare extinse [5] . În același timp, dezvoltarea reproducerii sporilor și la sfârșitul devonianului și apariția gimnospermelor au permis plantelor să se înmulțească și să se stabilească cu succes nu numai în zonele mlăștinoase, ci și să colonizeze terenurile interioare și muntoase anterior nelocuite. [5] O creștere semnificativă a rolului plantelor în biosferă a fost cauzată de două motive: apariția unui sistem vascular dezvoltat și reproducerea prin semințe. Acest lucru este evident mai ales în pădurile Archaeopteris , care s-au extins rapid în etapa finală a Devonianului.

Efect de eroziune

Copacii înalți care evoluează rapid aveau nevoie de sisteme de rădăcini adânci pentru a ajunge la apă și nutrienți și pentru a le asigura rezistența. Aceste sisteme au crăpat stratul superior de rocă de bază și au stabilizat un strat adânc de sol care era probabil de ordinul unui metru grosime. Prin comparație, plantele din Devonianul timpuriu aveau doar rizoizi și rizomi , care nu puteau pătrunde mai adânc de câțiva centimetri în sol. Mișcarea unor suprafețe mari de sol ar avea consecințe enorme. Eroziunea accelerată a solului , distrugerea chimică a pietrelor – și ca urmare – eliberarea activă a ionilor care au acționat ca nutrienți pentru plante și alge [5] . Afluxul relativ brusc de nutrienți în apa râului poate fi servit pentru eutrofizare și anoxie ulterioară . De exemplu, în timpul unei perioade de înflorire abundentă de alge, materialul organic care s-a format la suprafață se poate scufunda într-o astfel de viteză încât organismele putrezite folosesc tot oxigenul disponibil pentru a se descompune, creând condiții de anoxie - și, prin urmare, sufocând peștii de fund. Recifele fosile din Frasnian au dominat stromatoliții și (într-o măsură mai mică) coralii , care au prosperat doar în condiții sărace în nutrienți. Posibilitatea dispariției din cauza conținutului ridicat de nutrienți al apei este confirmată de fosfații , care sunt spălați de pe câmpurile fermierilor australieni în fiecare an și provoacă daune incomensurabile Marii Bariere de Corali [5] . Condițiile de anoxie se potrivesc mai bine cu criza biotică decât fazele glaciației; se sugerează că anoxia ar fi putut juca un rol dominant în extincție [13] .

Alte sugestii

Au fost propuse și alte mecanisme pentru a explica extincția, inclusiv: schimbările climatice ca urmare a proceselor tectonice, schimbările nivelului oceanului și inversarea curenților oceanici. Dar aceste ipoteze de obicei nu sunt luate în considerare, deoarece ele nu pot explica durata, selectivitatea și frecvența extincțiilor [13] . Extincția devoniană sugerează și următoarele: o creștere a temperaturii a dus la evaporarea apei, în timp ce au apărut animale precum amfibienii. De exemplu, peștele Eustenopteron a supraviețuit pentru că avea înotătoare puternice care s-au transformat în labe. Nu avea nări, dar respira cu plămâni. Avea atât plămâni, cât și branhii. Cu ajutorul unor înotătoare puternice, ea s-a târât dintr-o băltoacă în alta. A respirat fie aer atmosferic, fie oxigen dizolvat în apă.

Vezi și

Note

  1. ↑ 12 extincție . _ Preluat la 8 ianuarie 2009. Arhivat din original la 12 mai 2020.
  2. ↑ Racki, Grzegorz, „Toward understanding of Late Devonian global vants: few answers, many questions” GSA Annual meeting, Seattle 2003 (rezumat) Arhivat la 21 ianuarie 2012 la Wayback Machine ; McGee 1996.
  3. ↑ Sole, RV și Newman, M., 2002. „Extincții și biodiversitate în înregistrarea fosilelor – volumul doi, Sistemul pământesc: dimensiunile biologice și ecologice ale schimbării mediului global” pp. 297-391, Enciclopedia schimbărilor globale de mediu John Wilely & Sons.
  4. ↑ Bambach, R.K.; Knoll, AH & Wang, SC (decembrie 2004), Origination, extinction, and mass depletions of marine diversity , Paleobiology vol . 30 (4): 522–542, doi : 10.1666/0094-8373(2004)030<0522:OEAM >2.0.CO;2 , < http://www.bioone.org/perlserv/?request=get-document&issn=0094-8373&volume=30&page=522 > Arhivat la 22 februarie 2016 la Wayback Machine 
  5. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Algeo, TJ Teleconexiuni terestre-marine în Devonian: legături între evoluția plantelor terestre, procesele de intemperii și evenimentele anoxice marine  // Philosophical  Transactions of the Royal Society B: Biological sciences: journal. - 1998. - Vol. 353 , nr. 1365 . - P. 113-130 . - doi : 10.1098/rstb.1998.0195 .
  6. ↑ Algeo, TJ, SE Scheckler și JB Maynard. Efectele răspândirii din Devonianul mijlociu până la târziu a plantelor terestre vasculare asupra regimurilor de intemperii, a biotei marine și a climei globale // Plants Invade the Land: Evolutionary and Environmental Approaches  (English) / PG Gensel și D. Edwards. - Columbia Univ. Presă: New York., 2001. - P. 13-236.
  7. ↑ Streel, M.; Caputo, M.V.; Loboziak, S.; Melo, JHG Late Frasnian--clime Famennian bazate pe analize palinomorfe și problema glaciațiilor Devonianului târziu   // Earth Science Reviews : jurnal. - 2000. - Vol. 52 , nr. 1-3 . - P. 121-173 . - doi : 10.1016/S0012-8252(00)00026-X .
  8. ↑ Record of climate-driven morphological changes in 376 Ma Devonian fossils  //  Geology : journal. - 2008. - Noiembrie. - doi : 10.1130/G24989A.1 .
  9. ↑ George R. McGhee Jr (1996)
  10. ↑ Estimarea speciei este cea mai greu de evaluat și cel mai probabil să fie ajustată.
  11. ↑ David P. G. Bond, Paul B. Wignalla. Rolul schimbării nivelului mării și al anoxiei marine în extincția în masă Frasnian-Famennian (Devonianul târziu)  //  Paleogeografie Paleoclimatologie Paleoecologie : jurnal. - 2008. - Vol. În presă . — P. 107 . - doi : 10.1016/j.palaeo.2008.02.015 .
  12. ↑ Digby McLaren, 1969; McGhee (1996)
  13. ↑ 1 2 3 Algeo, TJ; Berner, R.A.; Maynard, JB; Scheckler, SE; Arhive, GSAT Evenimente anoxice oceanice din Devonian târziu și crize biotice: „Înrădăcinate” în evoluția plantelor terestre vasculare?  (engleză)  // GSA Today: jurnal. - 1995. - Vol. 5 , nr. 3 . Arhivat din original pe 17 iulie 2002. Copie arhivată (link indisponibil) . Data accesului: 8 ianuarie 2009. Arhivat din original la 17 iulie 2002. 
  14. ↑ Arheopteride, vezi Beck (1981) în Algeo 1998

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice