Pred približne 252 miliónmi rokov prešla naša planéta peklom. Permské vymieranie, známe aj ako „Veľké umieranie“, bolo najničivejšou katastrofou v dejinách Zeme. Počas neho zmizlo približne 96 % všetkých morských druhov a 70 % suchozemských stavovcov. Život visel doslova na vlásku. Devastácia však nezasiahla všetky organizmy rovnako, a vedci dlho nevedeli vysvetliť prečo.

Pred touto katastrofou dominovali morským dnom stovky miliónov rokov ramenonožce (brachiopody), ktoré pripomínajú mušle, spoločne s morskými ľaliami. Po apokalypse však tieto skupiny takmer úplne vyhynuli. Naopak, mäkkýše, ako sú lastúrniky a slimáky, prežili v oveľa hojnejšom počte a spoločne s rybami či hviezdicami ovládli oceány. Tento stav trvá až do dnešných dní.

Ako vyplynulo z najnovších zistení tímu vedcov zo Stanfordovej univerzity, kľúčom k prežitiu bol metabolizmus jednotlivých druhov. Živočíchy, ktorých telá sa nedokázali prispôsobiť teplejšej vode s nízkym obsahom kyslíka, čelili neúprosnému vyhynutiu. Táto nová štúdia, publikovaná v prestížnom vedeckom časopise PNAS, spája biologické dáta vyhynutých aj preživších skupín a prináša definitívne odpovede.

Záhada stará štvrť miliardy rokov

Príčinou samotnej katastrofy boli masívne sopečné erupcie na území dnešnej Sibíri. Tie do atmosféry vychrlili gigantické množstvo oxidu uhličitého a metánu, čo viedlo k drastickému globálnemu otepleniu a drastickému úbytku kyslíka v oceánoch. Pre morský život nastal hotový kolaps.

Biológovia sa dlho pýtali na rovnakú otázku, akú si možno položíš aj ty, keď na pláži zbieras ulity slimákov a lastúrnikov – prečo všade nachádzaš ich a nie schránky ramenonožcov, ktoré kedysi pokrývali celé morské dno. Podobne, ako keď nemeckí vedci vyriešili záhadu v oblasti moderných technológií, aj tím pod vedením Stanfordu musel siahnuť po prelomovom prístupe, aby rozlúštil túto evolučnú skladačku.

Prečo metabolizmus rozhodol o živote a smrti

Metabolizmus predstavuje súhrn všetkých chemických procesov, ktoré organizmus potrebuje na udržanie života a tvorbu energie. Pred Veľkým umieraním boli moria plné pomalých tvorov filtrujúcich vodu priamo na dne. Boli to nenáročné tvory s minimálnou spotrebou energie.

Druhy, ktoré prekvapivo prežili a neskôr dominovali, však boli oveľa aktívnejšie. Ryby, pohyblivé slimáky či lastúrniky potrebujú oveľa rýchlejší metabolizmus, aby dokázali liezť, rásť a v mnohých prípadoch loviť. Hoci aktívny životný štýl vyžaduje za bežných okolností viac kyslíka, tieto organizmy mali obrovskú evolučnú výhodu – ich telá boli vybavené svalmi a vyvinutými žiabrami, ktoré im umožňovali efektívnejšie pumpovať kyslík v čase krízy.

Vedci to demonštrovali na priamom porovnaní ramenonožcov a lastúrnikov. Lastúrniky majú väčšie telá a svalnatú „nohu“, ktorou sa dokážu zahrabať do piesku. „Aj preto dnes jeme lastúrniky a nie ramenonožce. Ramenonožce nemajú takmer žiadne mäso,“ vysvetlil s nadhľadom Erik Anders Sperling, docent na Stanforde a hlavný autor štúdie.

Simulácia pravekej krízy v laboratóriu

Aby výskumníci svoje teórie potvrdili, strávili roky terénnym výskumom. Na ostrovoch San Juan v štáte Washington zbierali žijúce ramenonožce, ktoré tam stále prežívajú v relatívne stabilných podmienkach. Následne v laboratóriách merali, koľko kyslíka jednotlivé druhy spotrebujú pri rôznych teplotách vody.

Zistili niečo prekvapivé. Hoci praveké pomalé organizmy dokázali prežiť v chladnej vode s minimom kyslíka, akonáhle teplota stúpla, ich pomalý metabolizmus sa nedokázal prispôsobiť. Ich dopyt po kyslíku prudko vzrástol, no ich obmedzené telesné schránky ho nedokázali efektívne distribuovať. Výsledkom bolo udusenie.

Mrazivé posolstvo pre dnešné oceány

Tento výskum nie je len fascinujúcim výletom do histórie našej planéty. Je to predovšetkým zdvihnutý varovný prst pre našu vlastnú budúcnosť. Podmienky, ktoré panovali na Zemi pred Veľkým umieraním, sa totiž nápadne podobajú na relatívne stabilné a chladné oceány, ktoré sme tu mali pred začiatkom masívneho spaľovania fosílnych palív ľudstvom.

Ak sa pozrieš na najhoršie scenáre otepľovania, zistíš, že sme na trajektórii, ktorá by mohla vyvolať podobné oteplenie, aké zničilo život pred miliónmi rokov. Kým vtedy trvalo oteplenie o 8 až 12 stupňov Celzia tisícročia, dnes rovnaké trendy zaznamenávame v priebehu stoviek rokov. Dobrou správou však zostáva, že stále máme čas zvrátiť najhoršie predpovede a chrániť krehké morské ekosystémy pred ďalším kolapsom.

Pohľad do budúcna

Prepojenie fyziologických potrieb vyhynutých živočíchov s klimatickými zmenami ukazuje, aká krehká je rovnováha života. Pre modernú vedu je to obrovský skok vpred – namiesto teoretických modelov máme jasné dôkazy o tom, ako otepľovanie vody zabíja konkrétne typy organizmov. Tieto poznatky teraz pomôžu biológom presnejšie predpovedať, ktoré morské druhy sú dnes najviac ohrozené klimatickou krízou a ako môžeme efektívnejšie zamerať naše úsilie na ich záchranu.

Čítajte viac z kategórie: Vesmír a veda