Para ilmuwan baru-baru ini mengumumkan bahwa kepunahan massal baru telah dimulai di Bumi: karena aktivitas manusia, tingkat kepunahan spesies vertebrata telah mendekati tingkat yang 66 juta tahun yang lalu, ketika dinosaurus punah. Apakah flora dan fauna di bumi benar-benar berubah akibat bencana? Dampak meteorit, pemanasan global, kebakaran yang membakar - bertentangan dengan kepercayaan biasa, hukum evolusi jauh lebih kuat daripada bencana alam semesta.
Sejarah planet kita memiliki jejak beberapa bencana besar yang secara harfiah memformat ulang sistem ekologi pada masa itu. Setelah setiap kepunahan global, kelas-kelas makhluk hidup baru muncul di panggung evolusi, dan hanya sisa-sisa yang membatu dari yang sebelumnya yang tersisa. Ilmuwan dari A. A. Borisyak dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia tampaknya telah meraba-raba mekanisme perubahan ini. Dan serangga membantu mereka dalam hal ini - salah satu kategori hewan yang paling sukses, beberapa di antaranya mampu bertahan bahkan di dekat pusat ledakan nuklir.
Apocalypse Alpha
Kata "kepunahan global" biasanya mengingatkan pada kepunahan dinosaurus. Tapi ada dalam sejarah Bumi bencana dengan skala yang jauh lebih besar, yang dikenal oleh para spesialis sebagai "Kepunahan Besar". Di perbatasan periode Permian dan Trias, 252 juta tahun yang lalu, 96 persen laut dan lebih dari 70 persen spesies hewan darat menghilang seolah-olah oleh sihir. Baik sebelum maupun sesudah di planet kita telah terjadi kerusakan biosfer dalam skala besar.
Keadaan tragedi itu telah dipelajari dengan cukup baik dan dapat dengan mudah menjadi dasar blockbuster Hollywood. Mengapa ada film - sepertinya Great Extinction-lah yang mengilhami penulis The Revelation of John the Theologian, yang menjelaskan secara rinci kematian peradaban kita sendiri. Berikut ini hanya beberapa faktor yang kombinasinya tampaknya menyebabkan bencana besar ini.
Pada akhir periode Permian, di atas bentangan luas Siberia, terjadi semburan magma dengan volume yang luar biasa ke permukaan bumi. Ladang lava beku, yang dikenal sebagai perangkap Siberia, mencakup total dua juta kilometer persegi - wilayah Greenland atau India. Volume batuan yang meletus diperkirakan saat ini sekitar lima juta kilometer kubik. Tentu saja, lava yang begitu besar secara nyata menghangatkan atmosfer bumi, menambahkan cukup banyak gas rumah kaca ke dalamnya, yang menyebabkan pemanasan global yang lebih besar lagi.
Batuan basal di dataran tinggi Putorana dibentuk oleh perangkap
Video promosi:
Kredit Gambar Flickr xandreani
Kira-kira pada waktu yang sama, asteroid besar jatuh di wilayah Antartika modern, di Wilkes Land, kawahnya (diameter 500 kilometer) masih terlihat. Perhatikan bahwa diameter kawah Meksiko Chicxulub dari meteorit, yang dianggap sebagai pembunuh dinosaurus, hanya 175 kilometer.
Akhirnya, sebuah peristiwa misterius terjadi di lautan, melepaskan metana dalam jumlah besar - komponen terpenting dari gas rumah kaca. Entah metana ini terakumulasi selama jutaan tahun di lapisan dasar air, atau archaea dari genus Methanosarcina mulai melepaskannya secara massal, namun komposisi atmosfer bumi telah banyak berubah.
Hasil dari semua masalah ini adalah versi uji dari Apocalypse: langit tertutup oleh selubung debu vulkanik, yang dicampur dengan debu dari tumbukan asteroid. Udara panas dan kering, dan lautan berubah menjadi larutan asam, sama sekali tidak cocok untuk kehidupan sebagian besar bekas penghuninya.
Krisis keanekaragaman
Hanya sedikit makhluk hidup yang mampu bertahan dalam kondisi mengerikan seperti itu, banyak ahli paleontologi modern percaya. Oleh karena itu, fauna itu mati secara besar-besaran, dan hanya ketika atmosfer menjadi bersih, dan air laut menjadi asin karena asam, makhluk langka yang masih hidup ini memulai tahap evolusi baru. Tapi, ternyata, skema logis dan bisa dimengerti ini, sayangnya, tidak ada hubungannya dengan kenyataan!
Ahli paleontologi Rusia, doktor ilmu biologi, kepala laboratorium artropoda Institut Paleontologi, Alexander Pavlovich Rasnitsyn, telah mempelajari serangga pada periode Permian dan Trias selama bertahun-tahun. Dan menurut datanya, ternyata benar-benar tidak ada Great Extinction yang membawa bencana.
Krisis di perbatasan Permian dan Trias dianggap begitu dalam sehingga ahli paleontologi Inggris terkenal Michael Benton bahkan menerbitkan buku berjudul When Life Almost Died. Ilmuwan lain, Jack Sepkoski dari Universitas Chicago, mempresentasikan grafik dalam salah satu karyanya yang menunjukkan bagaimana peningkatan keanekaragaman hewan secara bertahap digantikan oleh jumlah spesies yang relatif stabil dan penurunan tajam dalam kepunahan. Dan ilmuwan Rusia menemukan bahwa ada beberapa penurunan di perbatasan Permian dan Trias, tetapi panjang dan tidak sedalam yang digambarkan oleh Sepkowski. Penurunan dalam Permian dan Trias ini, sangat lama, berlangsung selama lebih dari setengah periode Permian - puluhan juta tahun.
Keanekaragaman spesies dari tiga jenis utama fauna laut Fanerozoikum: Kambrium, Paleozoikum, modern
Bagan: J. John Sepkoski, Jr. / Kontribusi untuk Zoologi
Untuk memahami lebih detail peristiwa-peristiwa dalam waktu yang lama itu, Rasnitsyn dan rekan-rekannya menerapkan metodologi mereka sendiri. Mereka bekerja di tingkat keluarga, karena serangga tidak memiliki cukup ordo, tetapi terdapat terlalu banyak genera, dan yang terpenting, mereka berumur sangat pendek. Hasilnya, kurva dibangun berdasarkan beberapa indikator, yang terpenting adalah temuan pertama dan terakhir dari perwakilan keluarga tertentu. Munculnya dalam catatan geologi dan lenyapnya ditafsirkan sebagai kejadian dan kepunahan. Ternyata jumlah total famili (yaitu, keanekaragaman fauna yang sebenarnya) menurun sangat lambat di sepanjang Permian Tengah dan Atas, tidak mencerminkan kepunahan yang tajam. Dalam Trias Bawah, praktis tidak ada serangga, tetapi masalahnya adalahbahwa pada Trias Tengah dan Atas, bagian yang sangat penting dari keluarga Paleozoikum muncul kembali. "Artinya, tentang kepunahan - ini sama sekali bukan cerita," catat Rasnitsyn.
Dan hal yang benar-benar luar biasa - kepunahan Permian akhir secara tradisional dikaitkan dengan jebakan Siberia, dengan pencurahan materi magmatik dalam jumlah besar di Siberia. Dikatakan bahwa pelepasan sejumlah besar gas, pembakaran batu bara dan gambut yang terakumulasi, dan peristiwa dramatis lainnya mengubah planet ini menjadi kamar gas yang sempurna. Tetapi faktanya adalah bahwa pencurahan lahar Tunguska tidak hanya sekali, dan banyak serangga dan tumbuhan berbeda yang diketahui dari lapisan sedimen intertrap (misalnya, dari Tunguska dan Babi Kamen di Kuzbass). Artinya, medan lava ini tidak merusak biosfer - setidaknya flora dan entomofauna.
Jadi apa yang terjadi dalam kasus ini dengan keragaman serangga sedangkan fauna lainnya punah secara global?
“Intensitas kepunahan serangga di Middle-Upper Permian, pada puncak Great Extinction, membeku pada level yang sama. Tetapi pada saat yang sama, penampilan keluarga baru berkurang tajam. Ternyata penurunan keanekaragaman bukan karena peningkatan kepunahan, melainkan karena penurunan laju kemunculan famili baru, dan parameter inilah yang menentukan keseluruhan dinamika keanekaragaman pada serangga. Yaitu, kepunahan, yang terutama bergantung pada faktor eksternal - vulkanisme, perangkap, asteroid - pada interval waktu yang besar dan paling menarik ternyata nilai konstan, dan dinamika penampilan bervariasi, yang sebagian besar ditentukan oleh sifat internal organisme dan proses yang terjadi di biosfer. Ini adalah ideologi yang sama sekali berbeda! - seru Dr. Rasnitsyn.
Alexander Rasnitsyn
Foto: lenta.ru
Jadi, studi tentang serangga Permian dan Trias menunjukkan bahwa tidak perlu membicarakan kepunahan tajam yang dipicu oleh bencana global. Penurunan jangka panjang dan bertahap dalam keanekaragaman serangga Permian lebih mengingatkan pada jutaan tahun terakhir periode Cretaceous, ketika jumlah genera dinosaurus yang diketahui secara bertahap dan tak terelakkan menurun dari ratusan pada awal Cretaceous menjadi 10-30 pada akhir. Alasan pemiskinan keanekaragaman ini, setidaknya pada serangga, adalah stasis evolusioner, ketika keluarga baru berhenti bermunculan, dan keluarga lama terus hidup seperti sebelumnya dan mati pada kecepatan yang sama.
Tragedi kesempurnaan
Tapi bagaimana evolusi bisa berhenti? Pertanyaan ini pasti akan muncul untuk setiap pembaca yang telah menguasai kursus biologi sekolah. Tidak diketahui apa yang dipikirkan Charles Darwin tentang hal ini, tetapi para ilmuwan modern percaya bahwa tidak hanya bisa, tetapi dalam kasus tertentu harus melakukannya.
“Jika kita membatasi diri kita secara eksklusif pada pendekatan genetika terhadap evolusi, dalam kerangka teori sintetik yang diturunkan di sekolah, maka makhluk dengan perubahan genetika yang lebih intensif seharusnya berevolusi lebih cepat daripada yang lain: mereka yang bereproduksi lebih cepat, memiliki populasi lebih besar, dan kesuburan lebih tinggi. Dengan kata lain, bakteri. Dan bentuk perkembangbiakan terbesar dan paling lambat akan berevolusi paling lambat. Jadi, kenyataannya, gajah dan paus berevolusi paling cepat, dan yang uniseluler berevolusi paling lambat. Semuanya justru sebaliknya,”kata Rasnitsyn.
Mengapa ini terjadi? Para ilmuwan belum memiliki jawaban pasti, tetapi jika tidak ada keraguan tentang kebenaran genetika, maka hanya ada satu hal yang perlu diasumsikan: cadangan perubahan pada gajah dan paus yang disediakan oleh genetika cukup memadai untuk memastikan evolusi tercepat. Tetapi bagi yang lain, evolusi entah bagaimana terhambat dan tidak berlanjut, atau tidak berlanjut dengan kecepatan penuh. Pertanyaannya adalah apa yang menahan evolusi. Rasnitsyn mengusulkan konsep kompromi adaptif berdasarkan fakta bahwa jika semua yang ada di tubuh terkoordinasi dan harmonis, maka sangat sulit untuk mengubah satu hal di dalamnya tanpa memengaruhi parameter lain sesuai dengan aturan korelatif. Dan perubahan korelatif hampir selalu tidak adaptif dan karenanya berbahaya.
Serangga Permian
Agar evolusi berlanjut dalam situasi seperti itu, diperlukan organisasi makhluk hidup yang seimbang. Penguatan kondisi yang sederhana akan menyebabkan kepunahannya, dan pelunakan hanya akan menyebabkan peningkatan reproduksi, peningkatan kematian yang bergantung pada kepadatan dan pemulihan seluruh sistem pada tingkat yang sama. Rupanya, mengatasi kompromi adaptif dimungkinkan dalam beberapa perubahan kondisi sepihak, padahal sebenarnya hanya beberapa fungsi yang tunduk pada kontrol adaptif. Misalnya, suatu organisme menemukan dirinya berada di sebuah pulau di mana tidak ada predator atau parasit berbahaya untuknya, dan seluruh masalahnya adalah mempelajari cara makan apa yang ada di sana. Ngomong-ngomong, sudah diketahui umum bahwa di pulau-pulau itulah evolusi cepat sering terjadi dan hewan mengambil bentuk yang aneh. Jadi evolusi terjadi ketika kondisi yang tidak seimbang muncul,saat memasuki ceruk ekologi baru. Seiring waktu, dia akan kembali menciptakan makhluk yang sepenuhnya seimbang, setelah itu stasis evolusioner akan datang lagi. Apa yang akan terjadi jika pada fauna semua komponennya mencapai kesempurnaan yang sangat tinggi, kompromi yang kuat, bisa dikatakan, menjadi stagnan dalam kesempurnaannya? Kemudian, ketika kondisi berubah, mereka akan mati begitu saja - sampai habitat menjadi bebas, sampai kondisi melunak, pengendalian adaptif menurun dan evolusi menjadi lebih mudah. Kami melihat semua ini pada contoh serangga Paleozoikum.mengeras dalam kesempurnaan mereka? Kemudian, ketika kondisi berubah, mereka akan mati begitu saja - sampai habitat menjadi bebas, sampai kondisi melunak, pengendalian adaptif menurun dan evolusi menjadi lebih mudah. Kami melihat semua ini pada contoh serangga Paleozoikum.mengeras dalam kesempurnaan mereka? Kemudian, ketika kondisi berubah, mereka akan mati begitu saja - sampai habitat menjadi bebas, sampai kondisi melunak, pengendalian adaptif menurun dan evolusi menjadi lebih mudah. Kami melihat semua ini pada contoh serangga Paleozoikum.
“Ekstrak dari penelitian kami adalah bahwa serangga tidak mengalami kepunahan massal dan dinamika keanekaragamannya ditentukan oleh dinamika kemunculan kelompok baru, dan bukan dinamika kepunahan. Di darat, dampak dan skala bencana Permian-Triassic jauh lebih kecil daripada di laut, yang sungguh menakjubkan jika kita mempertimbangkan bahwa penyebab bencana tersebut adalah perubahan atmosfer, dampak asteroid, dan vulkanisme. Dan karena pendekatan kami belum diterapkan pada kelompok hewan lain, saya tidak dapat mengatakan bahwa situasi dengan serangga bersifat spesifik. Perkembangan keanekaragaman serangga dari Carboniferous hingga saat ini sangat mirip dengan bagaimana total keanekaragaman hewan lain berubah selama periode ini. Oleh karena itu, sama sekali tidak dikecualikan bahwa tren ini mungkin menjadi universal, dan kepunahan Permian-Trias sebenarnya disebabkan oleh faktor biologis.dan bukan oleh faktor geologis,”Rasnitsyn menyimpulkan.
Dmitry Samarin
