برای دههها، دانشمندان بر این باور بودند که اقیانوسها پس از بدترین انقراض جمعی تاریخ زمین، به دهها میلیون سال زمان برای بازیابی نیاز داشتهاند. در این رویداد فاجعهبار، بیشتر حیات دریایی از بین رفت و انتظار میرفت اکوسیستمهای پیچیده بهتدریج و بسیار کند بازسازی شوند. اما شواهد جدید نشان میدهد این روایت کلاسیک نیازمند بازنگری جدی است.
بازگشت شگفتانگیز حیات اقیانوسی پس از انقراض بزرگ
یک لایه متراکم از استخوانهای فسیلشده در منطقه قطب شمال، داستان متفاوتی را روایت میکند. تنها سه میلیون سال پس از فاجعه انقراض، یک اکوسیستم فراساحلی مملو از شکارچیان و طعمهها شکل گرفته بود.
این فسیلها از منطقه اسپیتسبرگن در مجمعالجزایر سوالبارد بهدست آمدهاند. در این منطقه، لایههای شیل تیره، بستر استخوانی «گریپیا» را حفظ کردهاند. در دامنههای کوه مارمیرفیلت، هزاران استخوان متعلق به ماهیها، کوسهها، دوزیستان و خزندگان دریایی اولیه، تصویری زنده از بازگشت سریع حیات در اقیانوسهای آزاد ارائه میدهد.
این پژوهش به رهبری دکتر آبری رابرتس، دیرینهشناس مهرهداران از دانشگاه اسلو انجام شده است. نتایج نشان میدهد اقیانوسها پس از انقراض بهصورت خزنده احیا نشدند، بلکه در برخی مناطق با شتابی چشمگیر بازسازی شدند.
اقیانوسهایی که با انقراض دگرگون شدند
در پایان دوره پرمین، یک انقراض جمعی حدود ۹۰ درصد از گونههای دریایی را از بین برد و شبکههای غذایی اقیانوسها را بهطور بنیادین تغییر داد.
دانشمندان این بحران را به فورانهای آتشفشانی «تلههای سیبری» مرتبط میدانند؛ فورانهایی که مقادیر عظیمی گازهای گلخانهای آزاد کردند، دمای آبها را افزایش دادند و سطح اکسیژن اقیانوسها را بهشدت کاهش دادند. با این حال، درصد دقیق انقراض همچنان نامشخص است و هر عددی باید بهعنوان یک برآورد محتاطانه در نظر گرفته شود.
تداوم بحران اکسیژن پس از انقراض
مشکلات کمبود اکسیژن با پایان انقراض متوقف نشد. در اوایل دوره تریاس، بسیاری از دریاها در نزدیکی بستر خود با کمبود اکسیژن مواجه بودند؛ وضعیتی که حتی در زمان بازگشت جمعیتها نیز فشار زیادی بر حیات دریایی وارد میکرد.
نشانههای شیمیایی موجود در بستر استخوانی گریپیا به شرایط «دیساکسی» اشاره دارد؛ یعنی کاهش اکسیژن در آبهای کف دریا. این شرایط میتواند سرعت تجزیه بقایا را کاهش دهد و به حفظ بهتر فسیلها کمک کند.
همزمان، کاهش اکسیژن ناشی از گرمایش زمین احتمالاً باعث شد روند بازسازی اکوسیستمها در مناطق مختلف یکسان نباشد و برخی جوامع دریایی سریعتر از سایرین احیا شوند.
فسیلهایی که لحظهای از تاریخ را ثبت کردهاند
یک لایه سنگی نازک با ضخامت حدود پنج سانتیمتر، فسیلهایی را از یک بازه زمانی کوتاه در اوایل دوره تریاس حفظ کرده است.
تیم حفاری دانشگاه اسلو حدود ۳۶ متر مربع از این محل را کاوش کرد و آن را به شبکههای کوچک تقسیم نمود تا محل دقیق هر یافته ثبت شود.
این روش دقیق منجر به کشف بیش از ۳۰ هزار استخوان، دندان و فضولات فسیلشده از یک لایه واحد شد؛ دادههایی نادر که اطلاعات ارزشمندی درباره رژیم غذایی و تعاملات جانداران باستانی ارائه میدهند.
اختلاط فیزیکی بقایا و محدودیتهای آن
جریانهای دریایی احتمالاً بقایای سخت را به یک فرورفتگی کمعمق منتقل کردهاند؛ بهطوری که دندانهای کوچک در کنار استخوانهای بزرگ قرار گرفتهاند. ساییدگی روی بسیاری از فسیلها نشان میدهد جابهجایی آنها محدود بوده است، زیرا مسیرهای طولانیتر باعث گرد شدن لبهها و جداسازی بقایا بر اساس اندازه میشد.
با این حال، این اختلاط فیزیکی ترتیب دقیق مرگ جانداران را مبهم میکند؛ موضوعی که بازسازی شبکه غذایی باستانی را با عدم قطعیت همراه میسازد.
بازگشت سریع شبکههای غذایی دریایی
اکوسیستمهای پس از انقراض زمانی احیا میشوند که شکارچیان، طعمهها و لاشخورها دوباره در قالب یک شبکه تغذیهای فعال به هم متصل شوند؛ شبکهای که مشخص میکند چه کسی، چه کسی را میخورد.
یافتههایی مانند «زیستبوم پاریس» در آیداهو نشان دادهاند که دریاهای اوایل تریاس میتوانستند بسیار غنی باشند و شکارچیان بزرگ و نقشهای پیچیده بیمهرگان را در خود جای دهند.
مهرهداران فراساحلی بستر استخوانی گریپیا این تصویر را تکمیل میکنند و نشان میدهند جوامع اقیانوسی احتمالاً بهصورت جهشی بازسازی شدهاند، نه با گامهای آهسته.
انباشت جمعیت در میانه زنجیره غذایی
دندانها و خارهای باله نشان میدهد چندین گروه از کوسهها در این آبها حضور داشتهاند؛ از شکارچیان کوچک تا گونههای بزرگتر.
ماهیهای بالهپرتویی نقشهای اکولوژیکی متعددی را بر عهده داشتند. توانایی تولیدمثل سریع و تخصص در شکار طعمههای با اندازههای مختلف، به موفقیت آنها کمک کرده بود.
این ماهیها و کوسهها بهاحتمال زیاد غذای خزندگان دریایی سطح میانی را تأمین میکردند و بهطور غیرمستقیم ظرفیت اکوسیستم برای پشتیبانی از شکارچیان رأس هرم را تعیین مینمودند.
در این بستر استخوانی، بقایای دوزیستان باستانی بزرگی نیز یافت شده است؛ در حالی که بسیاری از خویشاوندان آنها در رودخانهها و مردابها زندگی میکردند. برخی از این گونهها «اوریهالین» بودند و میتوانستند با تنظیم نمک خون خود، هم در آب شیرین و هم در آب شور زنده بمانند.
حضور آنها در آبهای آزاد نشان میدهد جانوران ساحلی گاهی به اقیانوسهای باز وارد میشدند و همپوشانی جالبی میان دوزیستان و نخستین خزندگان دریایی ایجاد میکردند.
اقیانوسهای آزاد جان میگیرند
چندین تبار خزندگان موجود در بستر استخوانی گریپیا، پیشتر زندگی کاملاً دریایی را آغاز کرده بودند و دیگر به سواحل وابسته نبودند.
ایکتیوسورها، خزندگان اولیهای با بدنی شبیه ماهی که با بالهها و دمهای قدرتمند حرکت میکردند، نمونهای روشن از سازگاری سریع با زندگی در آبهای آزاد هستند.
وجود شکارچیانی با دندانهای خردکننده در کنار گونههایی با پوزههای کشیده و مناسب تعقیب، نشان میدهد اقیانوس در آن زمان از راهبردهای تغذیهای متنوعی پشتیبانی میکرد.
این تنوع تا رأس زنجیره غذایی نیز گسترش یافته بود. یکی از اکتشافات مهم، یک ایکتیوسور بزرگ است که احتمالاً شکارچی رأس اکوسیستم گریپیا بوده و طول آن به حدود پنج متر میرسیده است.
چنین شکارچیای به منبع غذایی پایدار از ماهیها و خزندگان کوچکتر نیاز داشت و حضورش نشاندهنده وجود یک جامعه دریایی گسترده و تثبیتشده در سطوح پایینتر است.
تاریخگذاری دقیق روند بازیابی
پوستههای فسیلی و سیگنالهای شیمیایی به پژوهشگران کمک کردهاند این بستر استخوانی را به حدود ۲۴۹ میلیون سال پیش در اوایل دوره تریاس نسبت دهند.
در این پژوهش از «کونودونتها» استفاده شده است؛ فسیلهای دندانیشکل بسیار ریز از جانورانی مارماهیمانند که بهسرعت در طول زمان تغییر میکردند و شاخصهای زمانی دقیقی محسوب میشوند.
با وجود این دقت، هنوز نمیتوان مشخص کرد که جانداران موجود در این لایه طی چند روز یا چند دهه جان باختهاند.
شتاب تکامل پس از انقراض جمعی
پس از یک نابودی گسترده، بازماندگان اغلب وارد زیستگاههای خالی میشوند و این امر میتواند پیچیدگی اکوسیستمها را بسیار سریعتر از آنچه مدلهای قدیمی پیشبینی میکردند، بازسازی کند.
زیستشناسان این فرایند را «پرتوزایی سازشی» مینامند؛ یعنی تکامل سریع گونهها به نقشهای اکولوژیکی متنوع، زمانی که انتخاب طبیعی ویژگیهای کارآمد را پاداش میدهد.
شواهد بستر استخوانی گریپیا نشان میدهد چندین تبار بهطور همزمان دچار تغییر شدهاند؛ موضوعی که تصویر بازیابی سریع را تقویت میکند.
چرا فسیلها همیشه سرعت واقعی بازیابی را نشان نمیدهند
حتی غنیترین لایههای فسیلی نیز میتوانند سرعت واقعی بازیابی را مخدوش کنند. پدیده «میانگینگیری زمانی» باعث میشود بقایای دورههای مختلف در یک لایه واحد جمع شوند و تغییرات تکاملی سریعتر یا کندتر از واقعیت بهنظر برسند.
«تعارض میان حضور فسیلها، برآوردهای واگرایی و میانگینگیری زمانی چینهشناختی، سرعت این گذار تکاملی مهم را نامطمئن میکند.» – دکتر آبری رابرتس
این احتیاط اهمیت زیادی دارد، زیرا هیچ سایت فسیلی واحدی نمیتواند نماینده تمام اقیانوسهای جهان باشد و کشفیات جدید ممکن است خط زمانی را باز هم تغییر دهند.
با این حال، مجموعه شواهد موجود نشان میدهد دریاهای اوایل تریاس، جوامع پیچیده مهرهداران را بسیار زودتر از آنچه بسیاری از پژوهشگران تصور میکردند، بازسازی کردهاند.
برای تأیید نهایی این تصویر، به سایتهای فسیلی با تاریخگذاری دقیقتر و نمونهبرداریهای هدفمند نیاز است؛ زیرا لایههای مفقودشده ممکن است هنوز مراحل کلیدی این گذار را پنهان کرده باشند.
این پژوهش در مجله علمی Science منتشر شده است.
اگر به تاریخ تکامل زمین علاقهمند هستید، این مقاله را با دوستانتان به اشتراک بگذارید یا دیدگاه خود را در بخش نظرات بنویسید.
