Sự tuyệt chủng hàng loạt lớn nhất trong lịch sử Trái đất khoảng 251 triệu năm trước có trước tốc độ tuyệt chủng cao trước sự kiện chính và theo sau là sự phục hồi bị trì hoãn kéo dài hàng triệu năm. Nghiên cứu mới của hai nhà khoa học của Đại học Washington cho thấy rằng sự sụt giảm mạnh về nồng độ oxy trong khí quyển có thể là một lý do chính cho cả tốc độ tuyệt chủng cao và sự phục hồi rất chậm.
Vùng đất Trái Đất lúc bấy giờ vẫn được đặt trong một siêu lục địa có tên là Pangea và hầu hết vùng đất trên mực nước biển trở nên không thể ở được vì oxy thấp khiến cho hầu hết các sinh vật khó thở, hầu hết các sinh vật đều khó thở, Raymond Huey, giáo sư sinh học của UW cho biết.
Hơn nữa, trong nhiều trường hợp, các quần thể cùng loài đã bị cắt đứt với nhau vì ngay cả những con đèo ở độ cao thấp cũng không đủ oxy để cho phép động vật đi từ thung lũng này sang thung lũng khác. Huey nói rằng sự phân mảnh dân số có thể làm tăng tỷ lệ tuyệt chủng và làm chậm quá trình phục hồi sau sự tuyệt chủng hàng loạt, Huey nói.
Các nhà sinh vật học trước đây đã nghĩ về hậu quả sinh lý của nồng độ oxy thấp trong giai đoạn cuối kỷ Permi, nhưng không phải về những vấn đề địa sinh học này, ông nói.
Hàm lượng oxy trong khí quyển, khoảng 21% ngày nay, rất giàu 30% trong thời kỳ đầu Permi. Tuy nhiên, mô hình chu trình carbon trước đây của Robert Berner tại Đại học Yale đã tính toán rằng oxy trong khí quyển bắt đầu giảm mạnh ngay sau đó, đạt khoảng 16% vào cuối kỷ Permi và chạm đáy ở mức dưới 12% khoảng 10 triệu năm vào thời kỳ Triassic.
Oxy Oxygen giảm từ mức cao nhất xuống mức thấp nhất từ trước đến nay chỉ sau 20 triệu năm, khá nhanh và những động vật từng có thể vượt qua núi khá dễ dàng đột nhiên bị hạn chế di chuyển, theo Hue Huey.
Ông tính toán rằng khi mức oxy đạt 16%, việc thở ở mực nước biển sẽ giống như cố gắng hít thở trên đỉnh của một ngọn núi cao 9.200 feet ngày nay. Vào thời kỳ Triassic đầu tiên, hàm lượng oxy ở mực nước biển dưới 12% sẽ giống như ngày nay trong không khí mỏng ở 17.400 feet, cao hơn bất kỳ nơi cư trú vĩnh viễn nào của con người. Điều đó có nghĩa là ngay cả động vật ở mực nước biển cũng sẽ bị thử thách oxy.
Nhà cổ sinh vật học Huey và UW Peter Ward là tác giả của một bài viết chi tiết về công trình, được xuất bản trong ấn bản ngày 15 tháng 4 của tạp chí Khoa học. Công trình được hỗ trợ bởi các khoản tài trợ từ Quỹ Khoa học Quốc gia và Viện Hàng không và Quản lý Vũ trụ Quốc gia.
Các nhà khoa học cho biết, không chỉ hàm lượng oxy trong khí quyển giảm xuống ở cuối kỷ Permi, mà nồng độ carbon dioxide đang tăng lên, dẫn đến sự nóng lên của khí hậu toàn cầu.
Oxy phân rã và nhiệt độ ấm lên sẽ gây căng thẳng gấp đôi cho động vật Permi quá cố, tiến Huey nói. Khi khí hậu ấm lên, nhiệt độ cơ thể và tốc độ trao đổi chất tăng lên. Điều đó có nghĩa là nhu cầu oxy đang tăng lên, vì vậy động vật sẽ phải đối mặt với nhu cầu oxy tăng và nguồn cung giảm. Nó sẽ giống như buộc các vận động viên tập thể dục nhiều hơn nhưng cho họ ít thức ăn hơn. Họ gặp rắc rối.
Ward là tác giả chính của một bài báo được đăng trên Science hồi đầu năm nay đưa ra bằng chứng cho thấy tỷ lệ tuyệt chủng của động vật có xương sống trên đất liền tăng cao trong suốt kỷ Permi, có thể là do biến đổi khí hậu và lên đến đỉnh điểm là tuyệt chủng hàng loạt vào cuối kỷ Permi. Sự kiện này, thường được gọi là Hồi chết vĩ đại, Hồi là sự tuyệt chủng hàng loạt lớn nhất trong lịch sử Trái đất, giết chết 90 phần trăm tất cả các sinh vật biển và gần ba phần tư thực vật và động vật trên cạn.
Ward cho biết các nhà cổ sinh vật học trước đây đã cho rằng Pangea không chỉ là một siêu lục địa mà còn là một siêu xa lộ, trên đó các loài sẽ gặp phải một số rào cản khi di chuyển từ nơi này sang nơi khác.
Tuy nhiên, có vẻ như oxy giảm đáng kể thực sự tạo ra những rào cản không thể vượt qua, ảnh hưởng đến khả năng di chuyển và sinh tồn của động vật, ông nói.
Nếu điều này là đúng, thì tôi nghĩ chúng ta phải quay lại và xem xét oxy và vai trò của nó trong quá trình tiến hóa và sự phát triển của các loài khác nhau, Ward Ward nói. Bạn có thể đi mà không cần thức ăn trong vài tuần. Bạn có thể đi mà không có nước trong vài ngày. Bao lâu bạn có thể đi mà không có oxy, một vài phút? Không có gì khác với hiệu ứng tiến hóa lớn hơn oxy.
Nguồn gốc: Bản tin UW
