Nimic nu se compară cu o mare extincție în masă pentru a deschide nișe ecologice și pentru a elimina concurența, accelerând evoluția pentru unii supraviețuitori norocoși. Sau nu? Un nou studiu sugerează că rata schimbărilor climatice poate juca un rol la fel de important în accelerarea evoluției.
Studiul se concentrează asupra evoluției reptilelor de-a lungul a 57 milioane de ani – înainte, în timpul și după extincția în masă de la sfârșitul perioadei Permian (SN: 12/6/18). Acel eveniment de extincție, declanșat de dioxidul de carbon pompat în atmosferă și oceane prin creșterea activității vulcanice în urmă cu aproximativ 252 de milioane de ani, a eliminat 86% din speciile de pe Pământ. Cu toate acestea, reptilele și-au revenit relativ bine din acest haos. Diversitatea explozivă a speciilor din acea perioadă a fost considerată pe scară largă ca fiind rezultatul faptului că s-au strecurat în noile nișe disponibile.
Dar fluctuațiile rapide ale climei au avut loc deja mult mai devreme în Permian, la fel ca și valurile de diversificare a reptilelor, spun cercetătorii. Analizând fosilele de la 125 de specii de reptile arată că exploziile de diversitate evolutivă la reptile au fost strâns corelate cu fluctuațiile relativ rapide ale climei de-a lungul Permianului și cu milioane de ani în următoarea perioadă geologică, Triasic, cercetătorii raportează 19 august în Science Advances.
Înțelegerea oamenilor de știință despre evoluție se extinde pe măsură ce devin mai atenți la legătura dintre aceasta și schimbările de mediu, spune Jessica Whiteside, un geolog de la Universitatea din Southampton din Anglia, care lucrează la extincțiile în masă, dar nu a fost implicat în noua lucrare. „Acest studiu este menit să devină o parte importantă a acestei conversații”.
Pentru a investiga evoluția reptilelor, paleobiologul evoluționist Tiago Simões de la Universitatea Harvard și colegii săi au măsurat cu precizie și au scanat fosile de reptile cu vârste cuprinse între 294 milioane și 237 milioane de ani. În total, cercetătorii au examinat 1.000 de specimene de la 50 de instituții de cercetare din 20 de țări. Pentru datele climatice, echipa a folosit o bază de date mare existentă a temperaturilor de la suprafața mării, bazată pe date privind izotopii de oxigen, care se întinde pe o perioadă de 450 de milioane de ani, publicată în 2021.
Urmărind îndeaproape schimbările în mărimea și forma corpului și a capului la atât de multe specii, asociate cu acele date climatice, cercetătorii au descoperit că, cu cât rata schimbărilor climatice este mai rapidă, cu atât mai repede au evoluat reptilele. Echipa a constatat că cea mai rapidă rată de diversificare a reptilelor nu a avut loc la sfârșitul extincției din Permian, ci câteva milioane de ani mai târziu, în Triasic, când schimbările climatice au fost cele mai rapide și temperaturile globale au fost extrem de fierbinți. În această perioadă, temperaturile de la suprafața oceanelor au crescut până la 40° Celsius, adică 104⁰ Fahrenheit – aproximativ temperatura unei căzi cu apă caldă, spune Simões.
Câteva specii au evoluat mai puțin rapid decât rudele lor, spune Simões. Diferența? Mărimea. De exemplu, reptilele cu dimensiuni corporale mai mici sunt deja preadaptate pentru a trăi în climate care se încălzesc rapid, spune el. Datorită raportului mai mare dintre suprafața lor și corp, „reptilele cu corpuri mici pot schimba mai bine căldura cu mediul înconjurător”, astfel încât rămân relativ mai răcoroase decât animalele mai mari.
„Reptilele mai mici au fost practic forțate de selecția naturală să rămână la fel, în timp ce, în aceeași perioadă de timp, reptilele mari au primit de la selecția naturală mesajul: „Trebuie să vă schimbați imediat sau veți dispărea””, spune Simões.
Acest fenomen, numit efectul Lilliput, nu este o propunere nouă, spune Simões, adăugând că a fost bine stabilit în cazul organismelor marine. „Dar este pentru prima dată când a fost cuantificat la vertebratele cu membre în această perioadă critică din istoria Pământului”.
Munca detaliată a lui Simões și a colegilor a rafinat arborele evolutiv complex pentru reptile și strămoșii lor. Dar, deocamdată, nu este clar ce a jucat un rol mai important în evoluția reptilelor cu mult timp în urmă – toate acele nișe ecologice deschise după extincția în masă de la sfârșitul Permianului sau fluctuațiile climatice dramatice din afara evenimentului de extincție.
„Nu putem spune care dintre ele a fost mai importantă”, spune Simões. „Fără oricare dintre ele, cursul evoluției în Triasic și ascensiunea reptilelor la dominația globală în ecosistemele terestre ar fi fost destul de diferit”.