Evoluce a rozmanitost plazů poháněná 60 miliony let klimatických změn

Evoluce a rozmanitost plazů poháněná 60 miliony let klimatických změn

Umělecká rekonstrukce adaptivní radiace plazů v pozemském ekosystému během nejteplejšího období v historii Země. Snímek znázorňuje masivního, velkohlavého, masožravého erytrosuchida (blízkého vzhledem ke krokodýlům a dinosaurům) a malého plaza, který se klouže před asi 240 miliony let. Erythrosuchid pronásleduje plachtícího plaza a pohání se pomocí zkamenělé lebky vyhynulého Dimetrodona (raného předchůdce savců) v horkém a suchém údolí řeky. Kredit: Henry Sharpe

Plazi měli před 250 miliony let na konci permského období a na začátku[{” attribute=””>Triassic.

Their rates of evolution and diversity began exploding, leading to a dizzying variety of abilities, body plans, and traits. This helped to firmly establish both their extinct lineages and those that still exist today as one of the most successful and diverse animal groups the world has ever seen. For the longest time, scientists explained this flourish by reptile competition being wiped out by two of the biggest mass extinction events in the history of the planet. These occurred around 261 and 252 million years ago.

This explanation has been rewritten by a new Harvard-led study that reconstructed how the bodies of ancient reptiles changed and compared it to the effects of millions of years of climate change.

Harvard paleontologist Stephanie Pierce’s lab shows that the morphological evolution and diversification seen in early reptiles started years before these mass extinction events. Moreover, they were directly driven by what caused the mass extinction events in the first place — rising global temperatures due to climate change.

“We are suggesting that we have two major factors at play — not just this open ecological opportunity that has always been thought by several scientists — but also something that nobody had previously come up with, which is that climate change actually directly triggered the adaptive response of reptiles to help build this vast array of new body plans and the explosion of groups that we see in the Triassic,” said Tiago R. Simões, lead author on the study and a postdoctoral fellow in the Pierce lab.

“Basically, [rising global temperatures] spustil všechny tyto různé morfologické experimenty – některé fungovaly docela dobře a přežily miliony let až do dnešního dne a některé další, které v podstatě zmizely o několik milionů let později,“ dodal Simões.

V článku, který byl nedávno publikován v časopise Vědecké pokrokyvědci nastínili obrovské anatomické změny, ke kterým došlo v mnoha skupinách plazů, včetně předchůdců krokodýlů a dinosaurů, v přímé reakci na velké změny klimatu soustředěné mezi 260 až 230 miliony let.

Studie poskytuje podrobný pohled na to, jak se velká skupina organismů vyvíjí kvůli změně klimatu, což je zvláště důležité dnes, protože globální teploty neustále rostou. Ve skutečnosti je dnes rychlost oxidu uhličitého uvolňovaného do atmosféry asi devětkrát vyšší, než tomu bylo v časovém rámci, který před 252 miliony let vyvrcholil největším masovým vymíráním způsobeným změnou klimatu všech dob: masovým vymíráním v permu a triasu.

“Velké změny globální teploty mohou mít dramatické a různé dopady na biologickou rozmanitost,” řekla Stephanie E. Pierceová. Je Thomas D. Cabot docentkou organické a evoluční biologie a kurátorkou paleontologie obratlovců v Muzeu srovnávací zoologie. “Tady ukazujeme, že rostoucí teploty během permu-triasu vedly k vyhynutí mnoha zvířat, včetně mnoha předků savců, ale také podnítily explozivní evoluci dalších, zejména plazů, kteří pokračovali v dominanci období triasu.”

Studie zahrnovala téměř osm let sběru dat a vyžadovala velkou dávku práce s kamerou, CT skenování a spoustu razítek do pasů, protože Simões cestoval do více než 20 zemí a více než 50 různých muzeí, aby pořídil skeny a snímky více než 1000 plazích fosilií. .

Se všemi informacemi vytvořili vědci rozsáhlý soubor dat, který byl analyzován nejmodernějšími statistickými metodami k vytvoření diagramu zvaného evoluční časový strom. Stromy času odhalují, jak spolu byli raní plazi příbuzní, kdy jejich rodové linie poprvé vznikly a jak rychle se vyvíjeli. Pak to zkombinovali s údaji o globální teplotě z doby před miliony let.

Diverzifikace plánů těl plazů začala asi 30 milionů let před vyhynutím permu a triasu, takže je zřejmé, že tyto změny nebyly vyvolány událostí, jak se dříve myslelo. I když události vymírání pomohly dát je na vysoké otáčky.

Soubor dat také ukázal, že nárůst globálních teplot, který začal asi před 270 miliony let a trval nejméně před 240 miliony let, byl následován rychlými tělesnými změnami u většiny linií plazů. Například některá větší chladnokrevná zvířata se vyvinula tak, aby se zmenšila, aby se mohla snadněji ochladit; jiní se vyvinuli k životu ve vodě se stejným účinkem. Druhá skupina zahrnovala některé z nejbizarnějších forem plazů, kteří by později vyhynuli, včetně malého chameleonovitého tvora s ptačí lebkou a zobákem, obřího mořského plaza s dlouhým krkem, který byl kdysi považován za jezero Loch Ness. monstrum a klouzající plaz připomínající gekona s křídly. Zahrnuje také předky plazů, kteří dodnes existují, jako jsou želvy a krokodýli.

Menší plazi, kteří dali vzniknout prvním ještěrům a tuatarům, se vydali jinou cestou než jejich větší plazí bratři. Jejich evoluční rychlosti se v reakci na rostoucí teploty zpomalily a ustálily. Vyšetřovatelé se domnívají, že to bylo proto, že plazi s malým tělem už byli lépe přizpůsobeni rostoucímu teplu, protože mohou snadněji uvolňovat teplo ze svých těl ve srovnání s většími plazy, když se teploty po celé Zemi velmi rychle zvýšily.

Vědci tvrdí, že plánují rozšířit tuto práci zkoumáním dopadu ekologických katastrof na evoluci organismů s bohatou moderní diverzitou, jako jsou hlavní skupiny ještěrek a hadů.

Další informace o tomto výzkumu najdete v článku Výzkumníci zjistili, že globální oteplování způsobilo věk plazů.

Odkaz: „Postupné klimatické krize v hluboké minulosti vedly k rané evoluci a radiaci plazů“ Tiago R. Simões, Christian F. Kammerer, Michael W. Caldwell a Stephanie E. Pierce, 19. srpna 2022, Vědecké pokroky.
DOI: 10.1126/sciadv.abq1898

Leave a Reply

Your email address will not be published.