การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์โลกเมื่อ 251 ล้านปีก่อนถูกนำหน้าด้วยอัตราการสูญพันธุ์ที่สูงขึ้นก่อนเหตุการณ์หลักและตามมาด้วยการฟื้นตัวที่ล่าช้าซึ่งกินเวลานับล้านปี การวิจัยใหม่โดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันสองคนชี้ให้เห็นว่าการลดลงของระดับออกซิเจนในบรรยากาศน่าจะเป็นเหตุผลสำคัญสำหรับทั้งอัตราการสูญพันธุ์ที่เพิ่มขึ้นและการฟื้นตัวช้ามาก
ดินแดนของโลกในเวลานั้นยังคงหนาแน่นอยู่ในมหาทวีปเรียกว่า Pangea และดินแดนส่วนใหญ่ที่อยู่เหนือระดับน้ำทะเลไม่สามารถอยู่อาศัยได้เพราะออกซิเจนต่ำทำให้หายใจยากเกินไปสำหรับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่จะอยู่รอด Raymond Huey ศาสตราจารย์ชีววิทยา UW
ในหลาย ๆ กรณีมีประชากรใกล้เคียงของเผ่าพันธุ์เดียวกันถูกตัดขาดจากกันเพราะแม้แต่การผ่านระดับความสูงต่ำก็มีออกซิเจนไม่เพียงพอที่จะให้สัตว์ข้ามจากหุบเขาหนึ่งไปยังอีก การกระจายตัวของประชากรนั้นมีแนวโน้มที่จะเพิ่มอัตราการสูญพันธุ์และการฟื้นตัวช้าลงหลังจากการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ฮิวอี้กล่าว
“ นักชีววิทยาเคยคิดเกี่ยวกับผลทางสรีรวิทยาของระดับออกซิเจนต่ำในช่วง Permian ตอนปลาย แต่ไม่เกี่ยวกับคนที่เกี่ยวกับชีวภูมิศาสตร์เหล่านี้” เขากล่าว
ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศประมาณ 21 เปอร์เซ็นต์ในวันนี้นั้นอุดมสมบูรณ์มากถึง 30 เปอร์เซ็นต์ในช่วงแรก ๆ ของ Permian อย่างไรก็ตามการสร้างแบบจำลองวัฏจักรคาร์บอนก่อนหน้านี้โดย Robert Berner จากมหาวิทยาลัยเยลได้คำนวณว่าออกซิเจนในบรรยากาศเริ่มลดลงในไม่ช้าหลังจากนั้นไปถึงประมาณ 16 เปอร์เซ็นต์ในตอนท้ายของ Permian และจุดต่ำสุด 12% ประมาณ 10 ล้านปีในช่วง Triassic
“ ออกซิเจนลดลงจากระดับสูงสุดถึงระดับต่ำสุดในเวลาเพียง 20 ล้านปีซึ่งค่อนข้างเร็วและสัตว์ที่ครั้งหนึ่งสามารถข้ามภูเขาผ่านได้ค่อนข้างง่ายในทันใดการเคลื่อนไหวของพวกเขาถูก จำกัด อย่างรุนแรง” ฮิวอี้กล่าว
เขาคำนวณว่าเมื่อระดับออกซิเจนสูงถึง 16 เปอร์เซ็นต์การหายใจที่ระดับน้ำทะเลจะเป็นเหมือนการพยายามหายใจที่จุดสูงสุดของภูเขา 9,200 ฟุตในวันนี้ ในช่วงต้นยุค Triassic ปริมาณออกซิเจนในระดับน้ำทะเลที่น้อยกว่า 12 เปอร์เซ็นต์น่าจะเหมือนกันทุกวันนี้ในอากาศบาง ๆ ที่ 17,400 ฟุตซึ่งสูงกว่าที่อยู่อาศัยมนุษย์แบบถาวร นั่นหมายความว่าแม้กระทั่งสัตว์ที่อยู่ในระดับน้ำทะเลก็ยังมีความท้าทายต่อออกซิเจน
ฮิวอี้และบรรพชีวินวิทยาปีเตอร์วอร์ดเป็นนักเขียนของกระดาษรายละเอียดงานตีพิมพ์ในฉบับที่ 15 เมษายนของวารสารวิทยาศาสตร์ งานนี้ได้รับการสนับสนุนโดยทุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติและสถาบันการบินและอวกาศแห่งชาติ
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าไม่เพียง แต่ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศจะลดลงเมื่อสิ้นสุด Permian แต่ระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็เพิ่มสูงขึ้นซึ่งนำไปสู่ภาวะโลกร้อน
“ การลดอุณหภูมิของออกซิเจนและอุณหภูมิที่อุ่นขึ้นจะทำให้เครียดมากขึ้นสำหรับสัตว์ Permian ตอนปลาย” ฮิวอี้กล่าว “ เมื่อสภาพอากาศอุ่นอุณหภูมิของร่างกายและอัตราการเผาผลาญเพิ่มขึ้น นั่นหมายถึงความต้องการออกซิเจนเพิ่มขึ้นดังนั้นสัตว์จะต้องเผชิญกับความต้องการออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นและอุปทานลดลง มันเป็นเหมือนการบังคับให้นักกีฬาออกกำลังกายมากขึ้น แต่ให้อาหารน้อยลง พวกเขากำลังมีปัญหา”
วอร์ดเป็นผู้เขียนรายงานที่ตีพิมพ์ในวิทยาศาสตร์เมื่อต้นปีที่ผ่านมานำเสนอหลักฐานว่าอัตราการสูญพันธุ์ของสัตว์มีกระดูกสันหลังในดินเพิ่มขึ้นตลอดช่วง Permian ซึ่งอาจเป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสิ้นสุดในการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ เหตุการณ์นี้มักเรียกกันว่า "ผู้ยิ่งใหญ่ที่กำลังตาย" เป็นการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของโลกโดยฆ่า 90 เปอร์เซ็นต์ของสิ่งมีชีวิตทางทะเลทั้งหมดและเกือบสามในสี่ของพืชบกและสัตว์
วอร์ดกล่าวว่านักบรรพชีวินวิทยาเคยคิดว่า Pangea ไม่เพียง แต่เป็นผู้เหนือธรรมชาติ แต่ยังเป็น "ทางด่วน" ที่สัตว์จะพบเจออุปสรรคในขณะเคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง
อย่างไรก็ตามดูเหมือนว่าออกซิเจนที่ลดลงอย่างมากสร้างอุปสรรคที่ไม่สามารถใช้ได้ซึ่งส่งผลต่อความสามารถของสัตว์ในการเคลื่อนย้ายและเอาชีวิตรอดเขากล่าว
“ ถ้านี่เป็นเรื่องจริงฉันก็คิดว่าเราต้องย้อนกลับไปดูออกซิเจนและบทบาทของมันในวิวัฒนาการและความหลากหลายของสายพันธุ์ที่พัฒนาขึ้น” วอร์ดกล่าว “ คุณสามารถไปได้โดยไม่ต้องกินอาหารสักสองสามสัปดาห์ คุณสามารถไปได้โดยไม่มีน้ำสักสองสามวัน คุณสามารถไปได้นานแค่ไหนโดยไม่ใช้ออกซิเจนสองสามนาที? ไม่มีอะไรที่มีผลต่อวิวัฒนาการมากกว่าออกซิเจน”
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว UW
