Gdy życie prawie wymarło

Masowe wymieranie z końca permu pod względem zasięgu nie miało sobie równych w historii naszej planety. Kataklizm przetrwał zaledwie co dziesiąty żyjący na Ziemi gatunek, podczas gdy – dzięki dinozaurom znacznie bardziej znana – katastrofa kredowa pochłonęła ich „tylko” połowę. To, co zasadniczo różni oba wymierania, to szansa odrodzenia się życia po katastrofie.

Ziemskie życie można porównać do drzewa, które wykiełkowało miliardy lat temu, potem zaczęło rosnąć i wypuszczać gałęzie w miarę pojawiania się nowych gatunków. Podczas masowych wymierań zniszczeniu ulega znaczna część jego korony, jakby rzucił się na nie szaleniec z siekierą. Całe konary i gałęzie zostają brutalnie usunięte. Jednak ocalone partie po pewnym czasie tworzą nową koronę, bujną jak dawniej. U schyłku permu z drzewa ziemskiego życia zostały tylko żałosne resztki, które wcale nie musiały okazać się zdolne do przetrwania.

Co mogło doprowadzić do takich spustoszeń? Jaka globalna katastrofa je wywołała? W książce „Gdy życie prawie wymarło” Michael J. Benton, renomowany brytyjski paleontolog, opowiada o skomplikowanej sekwencji wydarzeń, które 250 milionów lat temu uczyniły z Ziemi niemal martwą planetę.

Michael J. Benton – profesor paleontologii kręgowców na University of Bristol, od 2014 roku członek Royal Society. Prowadzi szeroko zakrojone badania, dotyczące wymierania permskiego. Na jego cześć, jeden z rodzajów rynchozaura otrzymał w 2010 roku nazwę Bentonyx.

Spis treści

Podziękowania 7
Wstęp 11
Rozdział 1 Przedpotopowe jaszczury 27
Rozdział 2 Murchison ustanawia perm 52
Rozdział 3 Koniec katastrofizmu 79
Rozdział 4 Bardzo nieśmiała idea 100
Rozdział 5 Impakt! 133
Rozdział 6 Różnorodność, wymieranie i masowe wymieranie 169
Rozdział 7 Bierzemy wydarzenie pod lupę 214
Rozdział 8 Największe wyzwanie dla życia 248
Rozdział 9 Opowieść o dwóch kontynentach 279
Rozdział 10 Nad Sakmarą 312
Rozdział 11 Co wywołało największą ziemską katastrofę? 341
Rozdział 12 Odbicie od dna 385
Rozdział 13 Szóste masowe wymieranie? 408
Słownik 427
Bibliografia 432
Źródła ilustracji 458
Przypisy 460
Indeks 478

Wstęp

Kiedy pod koniec lat siedemdziesiątych XX wieku studiowałem paleontologię, pamiętam, że szczególnie zaskoczyła mnie niezwykle głęboka różnica poglądów w jednej kwestii. Nie chodziło o jakieś niewielkie rozbieżności – takie rzeczy zdarzają się w nauce często, a rozstrzygane są zwykle dzięki pojawieniu się nowych dowodów wskazujących właściwą odpowiedź. Spór, o którym myślę, dotyczył największego wymierania organizmów w dziejach naszego globu: część paleontologów dowodziła, że około 250 milionów lat temu życie na Ziemi uległo niemal całkowitej anihilacji, podczas gdy druga grupa argumentowała, że tak naprawdę nic wielkiego wówczas się nie zdarzyło. Jak to możliwe, zastanawiałem się, że w tak fundamentalnej sprawie nie można znaleźć wspólnego języka.
Zestaw skamieniałości dokumentujących historię ziemskiego życia może być fragmentaryczny i pełen dziur, ale co do samego zdarzenia nie powinno być chyba wątpliwości? Albo do niego doszło, albo też nie. W miarę jak sam wnikałem głębiej w materię badawczą, nabierałem coraz silniejszego przekonania, że około 250 milionów lat temu, u schyłku okresu permskiego, na Ziemi faktycznie doszło do wymierania życia na gigantyczną skalę. Dlaczego więc niektórzy paleontolodzy nie przyjmowali tego faktu do wiadomości? Nie byli to przecież kreacjoniści, zwolennicy płaskiej Ziemi ani członkowie jakiejś innej pseudonaukowej sekty. Znali się na skamieniałościach, a mimo to wyczytywali z nich, że perm zakończył się jedynie niewielkim zaburzeniem i doprawdy nie ma powodu, aby się przejmować taką drobnostką.
Jednak od tego czasu sprawy posunęły się naprzód. Podczas gdy w latach siedemdziesiątych, a nawet jeszcze dziewięćdziesiątych XX wieku nic nie było jeszcze klarowne, dziś mamy dwa wykluczające się scenariusze katastroficzne tłumaczące zagładę życia pod koniec permu. Pierwszy scenariusz wiąże wymieranie z potężnymi erupcjami wulkanicznymi, podczas których doszło do zatrucia atmosfery i wylania się z wnętrza globu tysięcy kilometrów sześciennych lawy. W drugim scenariuszu przyczyną wymierania był impakt – nowe, interesujące dowody znalezione w 2001 roku sugerują, że w Ziemię uderzył wielki meteoryt, wywołując chaos w skali całego globu. Moi profesorowie geologii sprzed 35 lat uznaliby taką kosmiczną hipotezę za pozbawione podstaw sianie paniki, dziś jednak jest ona traktowana z całą powagą.
Wymieranie życia z końca permu jest wciąż bardzo aktualnym zagadnieniem. I interesuje ono nie tylko paleontologów, czyli naukowców badających skamieniałości i historię życia, albo entuzjastów wczesnych dinozaurów. To nie jest jakaś ezoteryczna, ciekawa tylko dla wąskiej grupy specjalistów debata mogąca nam dostarczyć jedynie paru niezbyt ważnych spostrzeżeń natury historycznej i filozoficznej. Jej znaczenie jest olbrzymie. W ostatnich dekadach wielokrotnie dochodzono do wniosku, że również dziś żyjemy w okresie przyspieszonego wymierania organizmów, tym razem wywołanego głównie działalnością człowieka. Jakiekolwiek by były przyczyny i efekty obecnego kryzysu, jedynymi punktami odniesienia nadającymi się do sensownych porównań są dawne epizody wymierań zapisane w skamieniałościach.

Śmierć dinozaurów

Pod koniec lat siedemdziesiątych XX wieku znacznie bardziej niż zdarzenie ze schyłku permu zajmowała naukowców zagłada dinozaurów – masowe wymieranie życia, które nastąpiło 66 milionów lat temu u schyłku okresu kredowego. Ten intensywnie badany epizod z dziejów globu również bardzo mocno dzielił naukowców. W tamtym czasie powszechnie sądzono, że dinozaury zaczęły stopniowo zmierzać ku zagładzie już 5 milionów lat przed końcem kredy. Owszem, od czasu do czasu pojawiała się jakaś ekstrawagancka hipoteza katastroficzna – potężnego rozbłysku słonecznego, upadku olbrzymiego meteorytu lub też innego kataklizmu pozaziemskiej natury – ale tego typu idee uznawano wtedy za oczywisty nonsens.
W latach siedemdziesiątych XX wieku geolodzy wiedzieli już świetnie, że na Ziemi działają potężne siły, które wprawiają w powolny ruch kontynenty. Ale upadek wielkiego meteorytu? Coś takiego badaczom zupełnie nie mieściło się w głowie. Tymczasem w kolejnej dekadzie został opublikowany jeden z najbardziej niezwykłych artykułów naukowych, jakie znam. Grupa fizyków i geologów z Kalifornii przedstawiła w nim mocne dowody na to, że Ziemia w tym właśnie czasie została faktycznie uderzona przez potężny meteoryt (późniejsze datowanie wykazało, że było to 65 milionów lat temu), a w wyniku owego impaktu doszło do zniknięcia wielu form życia, w tym wszystkich dinozaurów. Większość ówczesnych geologów i paleontologów powitała hipotezę drwinami i szyderstwami. Jednak dziś jest ona powszechnie akceptowana.
Była to jedna z największych zmian w poglądach naukowych w ciągu ostatnich dekad. Katastrofiści – geolodzy wskazujący na duże znaczenie zdarzeń nadzwyczajnych w dziejach globu – z pariasów, za jakich ich długo uważano, stali się zwycięzcami, przynajmniej w sporze na temat przyczyn dawnych masowych wymierań. Gdy patrzymy wstecz, wydaje się naprawdę zadziwiające, że geolodzy głównego nurtu tak długo i konsekwentnie zaprzeczali istnieniu wielkich katastrof. Przekonanie to ma długą historię – narodziło się w latach trzydziestych XIX wieku i było wynikiem tego, że wczesne debaty w geologii zostały wygrane przez aktualistów uważających, że wszelkie przeszłe zdarzenia geologiczne można wyjaśnić, obserwując powolne procesy zachodzące współcześnie. Zamknęło to drogę do prowadzenia dyskusji na temat masowych wymierań rozumianych w sposób podobny do dzisiejszego, ponieważ zwolennik takich poglądów natychmiast dostawał łatkę oszołoma.
Dziś jest oczywiście inaczej. Prowadzenie debat poświęconych katastrofalnym wymieraniom organizmów jest powszechnie akceptowane, a naukowcy szczególnie uważnie przyglądają się dramatycznym zdarzeniom z końca kredy. Każdego roku publikuje się dziesiątki prac naukowych poświęconych temu epizodowi, a w ślad za tym pojawiają się setki informacji i wzmianek w książkach dla dzieci, gazetach, serwisach informacyjnych oraz na stronach internetowych. Po części jest to oczywiście efekt mody na dinozaury: każdy chciałby wiedzieć, dlaczego właściwie wymarły. Jednak o tej zagładzie dyskutuje się najwięcej także dlatego, że była to ostatnia z wielkich katastrof biologicznych i najłatwiej jest ją badać. Jedna z ogólnych reguł geologii i paleontologii mówi, że im bardziej cofamy się w czasie, tym niższa jest jakość pozyskanych informacji. Zdarzenie sprzed 66 milionów lat łatwiej jest precyzyjnie datować, a skamieniałości z tego momentu dziejów świata są o wiele liczniejsze aniżeli w wypadku zdarzeń sprzed 252 milionów lat.

O krok od unicestwienia

Masowe wymieranie z końca permu nie jest zapewne tak dobrze znane jak zagłada z końca kredy, ale pod względem zasięgu nie miało sobie równych w historii globu. Kryzys permski przetrwało prawdopodobnie zaledwie 10 procent gatunków, podczas gdy z katastrofy kredowej wyszło cało około 50 procent. Oczywiście, zniknięcie połowy form życia to wciąż bardzo znaczące wydarzenie, na dodatek związane z dramatycznymi zmianami środowiska naturalnego. Katalog wstrząsów, które 66 milionów lat temu spadły na naszą planetę, robi piorunujące wrażenie: erupcje wulkanów w Indiach, znaczące pogorszenie warunków środowiskowych, gigantyczne chmury pyłów, spadek natężenia promieniowania słonecznego, siarczyste mrozy, kwaśne deszcze i masowo umierające dinozaury. A jednak istnieje gigantyczny rozziew pomiędzy przetrwaniem około 50 procent gatunków u schyłku kredy a przetrwaniem ledwie 10 procent u schyłku permu.
To, co przede wszystkim różniło oba wymierania, dotyczyło liczby i zróżnicowania gatunkowego ocalałych form, które mogły dać początek nowej eksplozji życia po katastrofie. Pięćdziesiąt procent uratowanych z zagłady daje przyzwoitą reprezentację organizmów, a to znacznie zwiększa szansę powrotu ekosystemów lądowych i morskich do jakiegoś rodzaju równowagi. Natomiast przetrwanie tylko 10 procent gatunków oznacza bardzo wysokie prawdopodobieństwo tego, że wiele dużych grup roślin, zwierząt i mikroorganizmów zniknie na zawsze. Ziemskie życie można porównać do wielkiego drzewa, które wiele miliardów lat temu wykiełkowało z pojedynczych gatunków, a potem zaczęło rosnąć i wypuszczać gałęzie w miarę pojawiania się nowych organizmów. Pojedyncze pędy gdzieniegdzie zamierają, ale drzewo cały czas pnie się do góry. Podczas masowych wymierań zniszczeniu ulega znaczna część jego korony, jakby rzucił się na nie jakiś szaleniec z siekierą. Całe konary i gałęzie zostają brutalnie usunięte. Jednak ocalone partie, choć mocno poranione, w końcu zaczynają odrastać i po pewnym czasie tworzą nową koronę, mającą często nowy pokrój, ale bujną jak dawniej. Można rzec, że u schyłku permu drzewo ziemskiego życia zostało pokaleczone po bestialsku i ze złośliwą konsekwencją. Całe grupy gałęzi wycięto i wyrzucono. Na każde sto konarów ocalało tylko dziesięć. Nie było żadnej gwarancji, że te żałosne resztki okażą się zdolne do przetrwania w dłuższym okresie. W wyniku tego strasznego ataku wielkie drzewo życia, którego historia liczyła wówczas już ponad 3 miliardy lat, mogło uschnąć i umrzeć kompletnie.
Fakt, że czytacie dziś tę książkę, dowodzi oczywiście, że tak się nie stało. Te 10 procent gatunków ocalonych z zagłady permskiej najwyraźniej wystarczyło, aby życie na globie otrząsnęło się z kryzysu i odzyskało swoją różnorodność. Jednak rekonwalescencja następowała w zadziwiająco wolnym tempie i w rezultacie powrót do zdrowia trwał znacznie dłużej aniżeli po mniejszych kryzysach życia.
Co mogło doprowadzić do takich spustoszeń na globie? Jaka katastrofa środowiskowa je wywołała?
Pamiętajmy, że musiała ona mieć znaczne rozmiary i objąć cały glob. W tym wypadku zadaniem paleontologów jest zidentyfikowanie nie czynników marginalnych, które mogły zabić parę dużych lub izolowanych gatunków będących permskimi odpowiednikami ptaka dodo, tygrysa czy pandy. Naukowcy muszą rozpoznać proces, lub też kombinację procesów, które potrafiły unicestwić 90 procent gatunków roślin i zwierząt w oceanach i na lądach, a także, co wielce prawdopodobne, aż 90 procent mikroorganizmów zamieszkujących wszystkie ziemskie siedliska.