Os fatores dominantes na ascensão e queda da diversidade de vida na Terra tem sido um ponto de debate para os cientistas quase tão longo como eles estudaram os processos de evolução. Na década de 1970, o biólogo evolutivo Leigh Van Valen começou a chamar o caso de fatores biológicos (como a concorrência com outros organismos para o espaço, alimentação e companheiros) a "Rainha Vermelha" hipótese, depois de Lewis Carroll "Através do Looking-Glass" personagem que diz Alice ela deve correr muito no país das maravilhas apenas para ficar no mesmo lugar. O argumento alternativo, apoiando as forças não-biológicos do ambiente (características físicas, como a química ea temperatura ou catástrofes relativos como impactos de asteróides), veio a ser conhecido como o "Court Jester" hipótese.
"Esta questão, que um está puxando as cordas?-É um grande problema para as pessoas que estudam a história da vida na Terra", diz Shanan Peters, um professor de geociências da Universidade de Wisconsin-Madison. "E o que descobrimos é que é, na verdade, dois. Eles desempenham papéis muito diferentes."
Peters e Clay Kelly, um companheiro de UW-Madison geociências professor, escolheu para pôr a Rainha Vermelha e Bobo da Corte uns contra os outros em alto-mar, ao longo de foraminíferos planctônicos: minúsculos, sem casca, mar-moradia criaturas com um impacto desproporcional sobre o planeta e ciência.
Foraminíferos viver e morrer em todo o mundo, em quase todas as partes dos nossos oceanos, comendo apenas um passo acima da parte inferior da cadeia alimentar, proporcionando uma enorme quantidade de biomassa para os indivíduos que são geralmente menos de um milímetro de comprimento. Flores imensas de plâncton marinho, que incluem foraminíferos planctônicos pode ser grande o suficiente para ser visível do espaço, o que contribui para um grande número de cadáveres sem casca afundando para o fundo do mar quando essas populações minguar.
"Em uma pequena amostra de sedimento do fundo do oceano você pode ter milhares dessas conchas de todos os tipos de espécies de foraminíferos que remontam 150 milhões anos", diz Kelly. Usando registros compilados ao longo de décadas por cientistas que estudam foraminíferos, Kelly e estudante Andrew Fraass monitorado a expansão e contração da "diversidade de organismos-o número de espécies conhecidas de-através de milhões de anos.
"Há foraminíferos tantos, tão amplamente distribuídos ao redor dos oceanos, que suas conchas são realmente os sedimentos do oceano", diz Kelly. "E sabemos o suficiente sobre quando certas espécies estavam vivos que essas conchas fósseis que são realmente utilizados por geólogos pesquisando oceano e mudança climática e de trabalho no setor de energia para dizer-lhes como amostras de sedimentos de idade são".
Mas esses reservatórios não sempre chegar no fundo de um oceano de mudança. As variações na temperatura, pressão e composição química da água do mar formar um limite na água chamou a profundidade de compensação de carbonato, ou CCD. Abaixo da CCD, o carbonato de cálcio se dissolve, e cascas como os de foraminíferos nunca cair no sedimento.
"A posição do CCD é extremamente dinâmico, movendo para cima e para baixo na coluna de água no fundo do mar com as mudanças na química mundial-especialmente relacionadas com os níveis de dióxido de carbono na atmosfera, mas para outras coisas também", diz Peters. * "Como as mudanças físicas para sistemas ambientais da Terra alterar aspectos físicos do oceano, como o CCD, o vemos refletido no padrão de sedimentação."
Kelly e Peters passou anos debruçado sobre relatórios internacionais profundo mar de sedimentos expedições de perfuração, a seleção de mais de 70 sites na bacia do Oceano Atlântico onde sedimentos alcançados para a camada de basalto que marca a criação vulcânica do fundo do mar. Eles observaram as idades de trechos contínuos de depósitos de sedimentos, com especial atenção para as lacunas.
"Esses pontos onde o tempo decorrido sem acúmulo significativo de sedimentos, aqueles correspondem muito fortemente para períodos Clay e Andy encontrados quando foraminíferos diversidade foi diminuindo", diz Peters. "Isso nos diz de forma bem convincente que as extinções estão correlacionadas a mudanças físicas no ambiente de foraminíferos foram adaptadas para".
Por outro lado, os tempos em que novas espécies de foraminíferos foram aparecendo nos oceanos ter pouca ou nenhuma conexão com períodos de mudança física no ambiente marinho. "Isso nos sugere que é a Rainha Vermelha, um fenômeno mais motivação biológica, ligada à origem das espécies", diz Kelly. "Pode ser que essas diferenças biológicas permitem mais competitivos novas espécies a florescer." Quando espécies sucesso foraminíferos espalhar-se, é preciso uma força dramática para derrubar eles.
"Essas espécies de plâncton têm amplas distribuições geográficas", diz Kelly. "Para extirpar uma espécie de plâncton, você tem que derrubar todas as populações ao redor do mundo. Qualquer crise ou mudança acontece para conseguir esse resultado tem que ser igualmente ampla em extensão geográfica." "Grandes e globais, como mudanças físicas que deixam muito fortes, sinais visíveis em nossos dados", diz Peters. "O macrostratigraphy, a forma como temos sobreposto essas fontes de dados diferentes, mostra uma reação muito forte ao impacto de um meteorito que causou uma extinção em grande cerca de 65 milhões de anos atrás no final do período Cretáceo."
Dados do pesquisador vem desequilibrado em apenas um ponto. A diversidade de espécies de foraminíferos e estado da desacoplar registro do sedimento na transição da época Eoceno a Oligoceno época. Essa mudança, cerca de 34 milhões de anos atrás, o mundo mudou de um estado de efeito estufa em que jacarés vagavam ao Ártico para um estado em que icehouse para o tempo, o primeiro lençol de gelo da Antártidaformado, e avançando e recuando geleiras continentais se tornou a norma.
"Isso nos sugere a possibilidade de que os pontos de inflexão climáticos mais importantes afetam a biosfera de uma forma que é muito diferente do aquecimento normal, gradual e resfriamento que vemos dentro de qualquer um desses intervalos", diz Peters.
Não é nenhum trecho, de acordo com Peters e Kelly, cujo trabalho é financiado pela National Science Foundation, para estender essa idéia para a taxa de mudança do planeta está experimentando hoje com a mudança climática moderna. "Se estamos de fato mudar o equilíbrio do clima em um novo estado, poderíamos potencialmente ver um intervalo de transição, como vemos aqui documentada", diz Peters, "onde a biosfera não só responde, mas responde às mudanças ambientais em um maneira diferente do que tem, por um período de tempo muito longo. "
E a si foraminíferos, que seqüestrar carbono atmosférico quando suas conchas são enterrados em sedimentos oceânicos, pode contribuir para o retorno de um Bobo da Corte cada vez mais agressivo e imprevisível. "Esse é um tema importante para estudar mais", disse Peters. "Dado o papel fundamental da foraminíferos no sistema Terra, um sistema lançado fora do whack poderia estar mais perturbado com a resposta do foraminíferos planctônicos si mesmos."
A imagem abaixo mostra como a América do Norte Epoch appearedthe Eoceno, 33,9-55800000 anos atrás. O clima da Terra era relativo quente para hoje. Calotas polares eram menores e nível do mar era mais alto. O clima de Nebraska era quente e úmido, mas começou a esfriar e se tornar mais árida no final da época Eoceno. Para o oeste, as Montanhas Rochosas continuou a se formar. Sedimento derramado das montanhas edificantes foi realizado para o leste pelos sistemas dos rios e depositado em Nebraska.
Jornal de referência: Natureza
O Galaxy Diário via Universidade de Wisconsin-Madison
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