Jordens största utrotningshändelse kan ha orsakats av att tona ozon

End-Permian utrotning är en av de största mysterierna i jordens historia. Visst, den Cretaceous-Tertiary extinction händelsen - den som (nästan) torkade ut alla dinosaurier - var dålig, men även det bleknar i jämförelse. End-Permian utrotning, som började för 251.9 miljoner år sedan, utplånad över 90 procent av marina arter och mer än två tredjedelar av markarter på omkring 500 tusen år.

Vetenskapsmän vet emellertid inte riktigt vad som orsakade det, utan att bara ha en teori om att massiv vulkanutbrott sparkade hela händelsen i rörelse.

Men i ett papper som publicerades onsdagen i tidningen Science Advances, forskare från Institutionen för integrativ biologi och Museum of Paleontology vid University of California, Berkeley, ger experimentella bevis för att den slutliga permerminjuren, även känd som Permian-Triassic utrotning, kunde ha orsakats till stor del av något Vi är alltför bekanta med: ett utarmat ozonlager.

De föreslår att ökad UV-B-strålning, som släpptes in av ett ozonskikt som hade tunnats av massiv vulkanutbrott, gjorde det svårt eller omöjligt för träd att reproducera. Så, snarare än direkt avlivning av djuren, sparkade den vulkaniska aktiviteten av en kaskad som utlöste avskogning, vilket ledde till att livsmedelsbanorna kollapsade och i slutänden till djurutrotning.

Beviset kommer i form av muterade pollenkorn, som forskarna argumenterar var resultatet av ökad UV-B-strålning - det slag som orsakar solbränna. Den fossila skivan har visat upp många exemplar av muterad pollen från gymnospermer, de växter som dominerade före blommande växter, som alla dateras till slutet av den permamiska utrotningen. Medan forskare har antydt att dessa mutanta furu-, palm- och gingko pollenkorn var resultatet av UV-B-strålning, hade forskare inte fått några starka bevis förrän nu.

För att testa sin hypotes försökte forskarna mutera pollenkorn själva och försökte återskapa effekterna av låga ozonförhållanden. De exponerade 30 reproduktivt mogna dvärgplantor (Pinus mugo Columnaris), vars pollen liknar slutperminerna, till en rad ljusförhållanden: Sex lämnades utanför för att fungera som en kontrollgrupp, medan de andra 24 placerades inomhus i tillväxtkammare med högre nivåer av UV-B strålning.

Alla växterna överlevde, men träden utsatta för förhöjda nivåer av UV-B-strålning utvecklade muterade pollenkorn och hade koner som slutade växa innan de var bördiga. Med andra ord var växterna levande men kunde inte reproducera.

De muterade pollenkornen från de träd som odlas under UV-B-betingelser (utformade för att simulera dem från den slutliga Permian utrotningshändelsen) har en slående likhet med fossila pollenkorn från den tidsperioden.

Detta stöder hypotesen att vulkanaktivitet under end-Permian utrotningshändelsen inte direkt dödade djur på jorden utan skapade istället förhållanden som var riktigt dåliga för de växter och djur som bodde här. Dessa förhållanden ledde till en långsam men viss nedgång över hundratusentals år, eftersom växter misslyckades att reproducera, vilket orsakade matkris efter matkrisen för djur och eventuella massdöd.

Forskarna varnar för att detta också kan fungera som en försiktighetshistoria för vår nuvarande era.I ett ögonblick när havstemperaturen stiger och glaciärerna smälter, är det möjligt att något som kaskaderna av ekologiska krafter som hände för miljontals år sedan skulle kunna hända igen idag. Faktum är att vissa forskare säger att det är nära säkerhet att vi kommer att se en massutrotnings händelse under nästa århundrade. Men hej, åtminstone kanske någon kommer att lära av våra misstag om ett par hundra miljoner år.

Abstrakt: Även om Siberian Trap-vulkanismen anses vara en primär förare för den största utrotningen i jordhistoria, är den slutpermiska krisen förbundet mellan dessa händelser oklara. Felaktigheter i fossiliserad gymnosperm pollen från utrotningsintervallet föreslår emellertid biologisk stress som sammanfaller med pulserad skogsminskning. Dessa korn antas ha orsakats av förbättrad ultraviolett-B (UV-B) bestrålning från vulkanisminducerad ozonsköldsförstöring. Vi testade den här föreslagna mekanismen genom att observera effekterna av avledda end-perma UV-B-regimer på pollenutveckling och reproduktiv framgång i levande barrträd. Vi finner att pollenfelformningsfrekvenserna ökar femfaldigt under höga UV-B-intensiteter. Överraskande överlevde alla träd men steriliserades under förbättrad UV-B. Dessa resultat stöder hypotesen att ökad UV-B-stress kan ha bidragit inte bara till pollenformation, men också till avskogning under perma-triassiska krisintervaller. Genom att minska fertiliteten hos flera utbredda gymnosperm-linjer kan pulsad ozonsköldsviktning ha orsakat upprepad terrestrisk biosfärdestabilisering och matbanans kollaps utan att utöva en direkt "död" -mekanism på markväxter eller djur. Dessa fynd utmanar paradigmet att massutrotning kräver dödsmekanismer och föreslår att moderna barrträd kan vara betydligt mer sårbara för antropogen ozonlagsutarmning än förväntat.