290 milionów late 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)
