Degradacja szkieletów roślin

290 milionów late
lub 71 metrów przed dniem dzisiejszym

Okres: paleo­zoik / perm

Niek­tóre grzyby rozwi­jają zdol­ność rozkła­da­nia lign­iny. Erup­cje wulkanów, pożary węgla na dużą skalę i rozpad lign­iny obniżają poziom tlenu i zwięks­zają zawar­tość dwut­lenku węgla w atmos­ferze. Oceany zostają zakwas­zone. Tempe­ra­tura szybko wzrasta (efekt cieplar­niany). Nastę­puje czwarte masowe wymier­a­nie, które jest najwięks­zym w histo­rii Ziemi. Znika 95% życia morskiego i 75% orga­niz­mów lądo­wych. Wraz z permem skońc­zyła się era paleo­zoiczna i rozpo­c­zęła się era mezozoiku.

Klimat staje się coraz bard­ziej suchy i konty­nen­talny. Robi się coraz ciep­lej, lodowce topnieją na biegunie połud­nio­wym, a poziom morza znów się podnosi. Dzieje się to z dużymi waha­niami, konty­nenty są wielok­rot­nie zale­wane wodą i ponow­nie wysy­chają. Powstają duże złoża soli.

Tę infor­mację w pros­tym języku znajdzi­esz na stro­nie evokids.de.


Przez wiele milionów lat lignina, subs­tancja wspo­ma­ga­jąca rośliny lądowe, nie ulegała rozkła­dowi. Powstały potężne pokłady węgla, które dały nazwę całej epoce geolo­gicz­nej karbon.

Dopiero w permie, epoce nastę­pu­jącej po karbo­nie, grzyby rozwinęły zdol­ność rozkła­da­nia lign­iny. Nazywa się je grzyb­ami białej zgni­lizny, ponie­waż zain­fe­ko­wane obszary drewna wyka­zują jasne, „białe” przebarwienie.

Należą one do tej samej rodziny co grzyby brun­at­nej zgni­lizny, które potra­fią jedy­nie rozbić celu­lozę i pozosta­wić niet­kniętą ligninę.

Ewolucja enzymów rozkła­da­ją­cych ligninę

Zdol­ność do rozkła­da­nia lign­iny została rozwi­nięta przez wspól­nych przod­ków dzisie­js­zych grzy­bów białej i brązowej zgni­lizny. Ale właś­nie grzyby białej zgni­lizny poja­wiły się jako pierwsze. Grzyby brun­at­nej zgni­lizny, które wyewo­luo­wały później, utra­ciły geny kodu­jące enzymy rozkła­da­jące liginy.

Dalsza utrata genów dopro­wad­ziła do powsta­nia kole­jnych rodza­jów grzy­bów, które w ogóle nie są w stanie rozkła­dać złoż­onych węglo­wo­danów. Te tak zwane gatunki mikory­zowe żyją w symbio­zie z roślinami w obszarze ich korzeni, dost­ar­c­zają rośli­nie mine­r­ałów (zwłaszcza azotu i fosfor­anów), które pozys­kują z gleby. W zamian otrzy­mują z roślin złożone produkty foto­syn­tezy, które rozkła­dają we włas­nym meta­bo­liz­mie, aby uzys­kać energię.

Degrad­acja drewna przez grzyby. Drewno uszkod­zone przez białą zgni­liznę (poniżej) i brązową zgni­liznę (powyżej) (źródło: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Braun-_und_Wei%C3%9Ff%C3%A4ule.jpg).

Zgod­nie z przy­jętą od dawna teorią, koniec epoki węglo­wej był spowo­do­wany zmia­nami klima­ty­cz­nymi, które dopro­wad­ziły do wysy­cha­nia bagien, gdzie martwe drewno nie mogło zostać rozłożone z powodu braku tlenu. Jednak bada­nia nad ewolucją enzymów białej zgni­lizny przy użyciu nowych metod analizy gene­ty­cz­nej w ramach szeroko zakro­j­onych badań ponad 30 genomów grzy­bów suge­rują, że decy­du­jącą rolę mogły również odegrać grzyby. Dato­wa­nie przy użyciu tak zwanych „zegarów mole­ku­lar­nych“ wyka­zało, że ewolucja enzymów rozkła­da­ją­cych lign­inę fakty­cz­nie szła w parze z końcem powsta­wa­nia węgla, a tym samym z końcem karbonu. Podczas gdy w karbo­nie, być może także poza teren­ami bagi­en­nymi, powsta­wały potężne pokłady węgla, w kole­jnych epok­ach geolo­gicz­nych było to możliwe tylko przy braku powie­trza, czyli poza zasię­giem grzy­bów białej zgni­lizny. Od tego czasu nowe złoża węgla rozwi­jały się tylko w bardzo ogra­nic­z­onym zakresie.

Ze względu na bezpoś­red­nią degrad­ację subs­tancji wspier­ają­cych w drew­nie po obum­ar­ciu rośliny, do atmos­fery wracał również CO2 zwią­z­any uprzed­nio przez roślinę.

Gwał­towne globalne ocie­p­le­nie klimatu i masowe wymieranie

Ponowny wzrost emisji gazów cieplar­nianych w permie, głów­nie na skutek inten­syw­n­ego wulka­nizmu i zmian tekto­nicz­nych, dopro­wad­ził do gwał­tow­n­ego ocie­p­le­nia klimatu, któremu na przeło­mie permu do triasu towar­zy­szyło czwarte masowe wymier­a­nie, największe w histo­rii Ziemi.

Najważ­nie­jszą przy­c­zyną dras­ty­cz­nej zmiany klimatu na Ziemi pod koniec permu były, jak się przy­puszcza, erup­cje wulkanów na pier­wot­nej Syberii. Dowo­dem na ten ponad milion lat trwa­jący okres wulka­nizmu są tak zwane bazalty wylewowe (zwane także ze szwedzkiego trappa) z tego czasu. Wystę­pują w po części bardzo grubych warst­wach na całym obszarze ówczes­nej Syberii, która dziś rozciąga się na Europę, Afrykę Zachod­nią, a po przeło­mie Atlan­tyku także na wschod­nie wybrzeże Ameryki Półno­c­nej. Przy tym zapa­liły się ogromne złoża węgla, w wyniku czego uwol­niły się znaczne ilości CO2, dwut­lenku siarki i metali cięż­kich . Szata roślinna została poważ­nie zdzie­siąt­ko­wana, a spadek aktyw­ności foto­syn­tezy czasowo obniżył zawar­tość tlenu poniżej 15%. Około 75% gatun­ków lądo­wych wymarło, owady również były dotknięte. Ekstre­malny wzrost tempe­ra­tury w górnych warst­wach morza dopro­wad­ził do powsta­nia stref bezt­lenowych (tlen słabiej rozpuszcza się w ciepłej wodzie niż w zimnej) i narasta­jącego zakwasze­nia wody. Ocea­niczne formy życia zostały prawie całko­wi­cie wyniszc­zone, w tym kluc­zowe skami­e­niałości starożyt­nego świata, konodonty („stoż­ko­wate zęby”) i ostat­nie trylobity.

Nadal domi­n­u­jące w karbo­nie zwier­zęta podobne do płazów utra­ciły swoją domi­nację, nato­mi­ast grupa owod­niow­ców silnie się rozwinęła. Pierwsze tera­psydy poja­wiły się w środ­ko­wym permie, jeszcze dość gado­pod­obne prekur­sory dzisie­js­zych ssaków. [MM]

Wskaź­niki wymier­a­nia w ciągu ostat­nich 542 milionów lat. Pokazano procen­towe zuboże­nie gatun­ków orga­niz­mów morskich, które są dobrze zachowanymi pali­wami kopal­nymi na grani­cach okresów geolo­gicz­nych. Najsil­nie­jsze skoki oznac­zają wydarze­nia, które pows­zech­nie uważa się za masowe wymier­a­nie. Największe masowe wymier­a­nie w histo­rii Ziemi oznac­zało prze­jście od permu ℗ do triasu (Tr). (Źródło: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Extinction_intensity.svg)

Komentowanie jest wyłączone.