04. april 2019

Ny forskning om fortidens biodiversitet afslører klimaets betydning for livets mangfoldighed i dag

BIODIVERSITET

Det er lykkedes palæontologer fra de naturhistoriske museer i København og Helsinki at kortlægge fortidens biodiversitet i hidtil uset detaljeret grad. For første gang er det nu blevet muligt at lave en direkte sammenligning af klimaets indvirkning på klodens biodiversitet meget langt tilbage i jordens historie – og resultatet er dystert for bevarelsen af nutidens artsrigdom. Studiet er netop blevet offentliggjort i det ansete amerikanske tidsskrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Christian Mac Ørum fotograferer 440 mio. år gamle Silure kalksten, Centrum Sø området, Kronprins Christian Land, østlige Nordgrønland. Foto: Jan Audun Rasmussen.

https://www.pnas.org/content/early/2019/03/19/1821123116 

Livet på vor klode i dag er nærmest ufatteligt mangfoldigt. Der findes så mange organismer, at vi end ikke har tal på dem. Alligevel er der bred enighed om, at biodiversiteten falder, og at kloden netop nu gennemlever sin sjette masseuddøen i Jordens historie – sandsynligvis som følge af den global opvarmning. Den sjette store massedød er en betegnelse for tabet af plante- og dyrearter, som forskere mener, at vi står midt i nu, og at den er med overvejende sandsynlighed er forårsaget af menneskelige aktiviteter.

 
Adjunkt Christian Mac Ørum fra Statens Naturhistoriske Museum på Københavns Universitet og leder af det nye banebrydende studie siger:

 ”Et af problemerne med hypotesen om global opvarmning er, at det er svært at forudsige, hvad der rent faktisk sker med økosystemerne og biodiversiteten, når det bliver varmere. Ved at undersøge fortidens dyr og arternes tilpasningsevne, kan vi få et mere nøjagtigt svar på, hvad der fører til af kriser i økosystemerne, og hvad der sker bagefter. Det har dog hidtil været et stort problem, at nogle af de relativt største udsving i biodiversiteten gennem geologisk fortid, har været meget svære at få styr på og tidsfæste. Derfor har det været en udfordring at sammenligne alle mulige miljøpåvirkninger med konsekvenserne for biodiversiteten. Bl.a. fordi at klimaændringer i et geologisk perspektiv foregår meget hurtigt. Da hidtidige beregninger af fortidens biodiversitet har været baseret på ’målepunkter’ der er inddelt i 10–11 millioner år lange tidsintervaller, har en direkte sammenligning med klimapåvirkninger således ikke været mulig. Vores nye biodiversitetskurve har en hidtil uset høj tidsopløsning hvorfor vi nu er kommet et meget stort skridt videre i forståelsen og sammenhængen af klima-og miljøpåvirkninger på den samlede biodiversitet – både hvad gælder artsdannelses- og masseuddøens-intervaller, påpeger Christian Mac Ørum.

Ny metode sikrer bedre tidsberegning
Forskerne på universiteterne i København og Helsinki har nemlig udtænkt en ny metode, som kan give os et mere nøjagtigt billede af biodiversitetsudsving længere tilbage i tid end hidtil muligt. Og dette har i tilgift givet ny indsigt. Både hvad angår årsagen til det største marine artsdannelsesinterval i jordens historie, samt hvad der forårsagede den næststørste masseudøen. Det er sket ved hjælp af bl.a. big data og behandling af store mængder indsamlede oplysninger om fossiler, klima og geologiske ændringer gennem tiden. Studiet dækker en periode i forhistorisk tid, som var præget af voldsomme ændringer både i klima og miljø. Bl.a. stigende iltniveauer og stor vulkansk aktivitet, men hvor der samtidig var kraftige stigninger i antallet af flercellede arter i havet, såsom i den såkaldte ’Kambriske Eksplosion’ bl.a.

 ”Vores studier, som har stået på i over fire år og har gjort det muligt for første gang at sammenligne udviklingen i biodiversiteten med eksempelvis klimaforandringer. Vi kan nu se at lige præcis samtidig med, at temperaturen i verdenshavene falder ned på det niveau, som vi kender i dag, stiger den samlede biodiversitet drastisk. Dette tyder på, at et koldere klima – men ikke for koldt – er meget vigtigt for bevarelse af biodiversiteten. Ydermere finder vi, at den meget store masseuddøen, som man kender fra sidst i den Ordoviciske periode (485–443 mio. år siden), hvor op mod 85% af alle arter forsvandt, ikke var ”en kortvarig istid” – som tidligere antaget – men derimod en flere millioner år lang krise med massedød. Sandsynligvis forårsaget af øget vulkansk aktivitet på kloden. Og så tog det næsten 40 millioner år at rette op på miseren før biodiversiteten var på højde med det niveau, som den var, før at den vulkanske aktivitet skabte død og ødelæggelse,” understreger Christian Mac Ørum.

Massedød
Det er alment accepteret at der har været en lang række store uddøender i jordens historie, men særligt fem skiller sig ud. Herunder de tre største:

  1. Den største massedød skete for 250 millioner år siden ved afslutningen af den geologiske periode Perm. 95% af alle arter menes at være forsvundet, som følge af denne katastrofe, der antages at være forårsaget af vulkansk aktivitet.
  2. Den næststørste massedød skete for 443 millioner år siden, sidst i den geologiske periode Ordovicium. Man har hidtil ment at en pludselig afkøling af kloden var årsag til denne masseuddøen, hvor op mod 85% af alle arter uddøde. Det nye studie i PNAS gør således op med denne antagelse og peget i stedet på vulkanisme, som hovedårsag.
  3. Den seneste større massedød skete for 66 millioner år siden, da bl.a. dinosaurerne blev udryddet. Vulkanisme, samt meteor-nedslag på Jorden menes at være årsag til at op mod 75% af alle arter forsvandt.

 I dag taler forskerne om, at kloden netop nu gennemlever en sjettemasseuddøen pga. menneskeskabte forandringer, herunder den globale opvarmning.

Arbejdsmetode
Forskerne har bl.a. benyttet sig af en stor database, kaldet ’the Paleobiology Database’. Den indeholder data om indsamlede fossiler fra forskellige steder på kloden og fra forskellige perioder i Jordens geologiske historie. Men hidtil har det ikke være muligt at trække data ud, som kan give et samlet billede og vurdere situationen globalt set med høj tidsopløsning da dette er en meget krævende proces. Det nye studie har omgået denne hindring ved først at opbygge et globalt defineret skema af ’tidsintervaller´, der inddeler en 120 millioner år lang periode i 53 ’tidsenheder’. Dernæst har de sammenstillet disse tidsenheder med de bjergartslag, kaldet formationer, som fossilerne er fundet i. Herefter har forskere analyseret deres data med en statistisk metode, der normalt benyttes af biologer til at beregne udbredelsen af dyr i et givent område. Men palæontologerne har i stedet benyttet metoden til at beregne diversiteten af slægter pr tidsenhed, samt ’at forudsige’ hvor mange slægter, der burde forekomme i den efterfølgende tidsenhed. På denne måde har det ikke kun været muligt for forskere at nå en uhørt høj nøjagtighed i tid, men de har også kunne tage højde for manglende fossilbevarelse gennem geologisk tid.