Kepunahan besar-besaran dalam sejarah Bumi sekitar 251 juta tahun yang lalu didahului oleh peningkatan kadar kepupusan sebelum peristiwa utama dan diikuti oleh pemulihan yang tertunda yang berlangsung selama berjuta-juta tahun. Penyelidikan baru oleh dua saintis University of Washington menunjukkan bahawa penurunan mendadak dalam tahap oksigen atmosfera adalah sebab utama kedua-dua peningkatan kadar kepupusan dan pemulihan yang sangat perlahan.
Tanah bumi pada masa itu masih dikumpulkan di sebuah benua super bernama Pangea, dan kebanyakan daratan di atas permukaan laut menjadi tidak berpenghuni kerana oksigen rendah menjadikan pernafasan terlalu sukar bagi kebanyakan organisma untuk bertahan hidup, kata Raymond Huey, seorang profesor biologi UW.
Lebih-lebih lagi, dalam banyak kes, populasi spesies yang sama berdekatan terputus antara satu sama lain kerana walaupun laluan ketinggian rendah mempunyai oksigen yang tidak mencukupi untuk membolehkan haiwan menyeberang dari satu lembah ke lembah yang lain. Pemecahan penduduk itu mungkin meningkatkan kadar kepupusan dan memperlahankan pemulihan berikutan kepupusan besar-besaran, kata Huey.
"Ahli biologi sebelumnya telah memikirkan konsekuensi fisiologi tahap oksigen yang rendah selama periode Permian akhir, tetapi tidak mengenai yang biogeografik ini," katanya.
Kandungan oksigen atmosfera, sekitar 21 persen hari ini, adalah 30 peratus yang sangat kaya pada awal Permian. Walau bagaimanapun, pemodelan kitaran karbon sebelumnya oleh Robert Berner di Universiti Yale telah mengira bahawa oksigen atmosfera mulai menjunam tidak lama kemudian, mencapai sekitar 16 peratus pada akhir Permian dan keluar pada tahap kurang dari 12 peratus sekitar 10 juta tahun ke dalam tempoh Trias.
"Oksigen turun dari tahap tertinggi ke tahap terendah yang pernah ada hanya dalam 20 juta tahun, yang cukup pantas, dan haiwan yang pernah dapat menyeberangi lorong gunung dengan mudah tiba-tiba pergerakannya disekat dengan teruk," kata Huey.
Dia mengira bahawa ketika tahap oksigen mencecah 16 persen, pernafasan di permukaan laut seperti hendak bernafas di puncak gunung 9.200 kaki hari ini. Menjelang awal Zaman Trias, kandungan oksigen permukaan laut kurang dari 12 peratus akan sama seperti hari ini di udara tipis pada jarak 17.400 kaki, lebih tinggi daripada tempat tinggal manusia tetap. Itu bererti bahkan haiwan di permukaan laut akan mengalami oksigen.
Huey dan ahli paleontologi UW Peter Ward adalah pengarang makalah yang memperincikan karya itu, yang diterbitkan dalam jurnal Science edisi 15 April. Karya ini disokong oleh geran dari National Science Foundation dan Institut Astrobiologi Pentadbiran Aeronautik dan Angkasa Negara.
Bukan hanya kandungan oksigen atmosfera menurun di akhir Permian, para saintis mengatakan, tetapi tahap karbon dioksida meningkat, menyebabkan pemanasan iklim global.
"Penurunan suhu oksigen dan pemanasan akan menjadi tekanan dua kali ganda bagi haiwan Permian yang lewat," kata Huey. “Ketika iklim menghangat, suhu tubuh dan kadar metabolisme meningkat. Itu berarti permintaan oksigen meningkat, jadi haiwan akan menghadapi permintaan oksigen yang meningkat dan kekurangan bekalan. Ini seperti memaksa atlet untuk bersenam lebih banyak tetapi memberi mereka lebih sedikit makanan. Mereka akan menghadapi masalah. "
Ward adalah pengarang utama sebuah makalah yang diterbitkan dalam Science awal tahun ini yang menunjukkan bukti bahawa kadar kepupusan vertebrata darat meningkat di seluruh Permian akhir, mungkin kerana perubahan iklim, dan memuncak pada kepunahan massal di akhir Permian. Acara itu, yang sering disebut "Great Dying," adalah kepupusan besar-besaran dalam sejarah Bumi, membunuh 90 persen dari semua kehidupan laut dan hampir tiga perempat tanaman dan haiwan darat.
Ward mengatakan ahli paleontologi sebelumnya menganggap bahawa Pangea bukan hanya benua super tetapi juga "jalan raya super" di mana spesies akan mengalami beberapa sekatan jalan raya ketika bergerak dari satu tempat ke tempat lain.
Namun, nampaknya oksigen yang sangat berkurang sebenarnya mewujudkan penghalang yang tidak dapat dilalui yang mempengaruhi kemampuan haiwan untuk bergerak dan bertahan, katanya.
"Sekiranya ini benar, maka saya fikir kita harus kembali dan melihat oksigen dan peranannya dalam evolusi dan bagaimana spesies berbeza berkembang," kata Ward. "Anda boleh pergi tanpa makanan selama beberapa minggu. Anda boleh pergi tanpa air selama beberapa hari. Berapa lama anda boleh pergi tanpa oksigen, beberapa minit? Tidak ada apa-apa dengan kesan evolusi yang lebih besar daripada oksigen. "
Sumber Asal: Siaran Berita UW
