Marcin Klapczyński (oprac.), "Tlen a ewolucja ssaków" (2005)

Uformowanie się Oceanu Atlantyckiego może być odpowiedzialne za to, że płody ssaków są połączone z organizmem matki przez łożysko. Stwierdzenie to brzmi co najmniej dziwacznie, jednak oceanograf Paul Falkowski z Rutgers University w New Jersey, USA, wraz z współpracownikami odkrył dowody je potwierdzające w zapisie geologicznym.
> <br> Naukowcy odkryli, że zawartość tlenu w ziemskiej atmosferze 200 milionów lat temu była o połowę niższa niż obecnie. Co ciekawsze, pojawienie się pierwszych ssaków łożyskowych około 50 milionów lat temu zbiega się z czasem gdy poziom ten wzrósł prawie dwukrotnie. To również okres, kiedy otworzył się Atlantyk - superkontynent wyraźnie rozdzielił się na Ameryki, Afrykę i Eurazję, tworząc ocean między nimi.
> <br> Ruch kontynentalny utworzył tysiące kilometrów linii brzegowej, co pomogło zmyć organiczny węgiel do morza zapobiegając jego rozpadowi. Ponieważ te związki węglowe uciekły chemicznym procesom, które zamieniłyby go w dwutlenek węgla, im więcej było ich wypłukanych, tym więcej pozostało tlenu w atmosferze. Autorzy w swoim artykule w Science mówią, że ich studia podkreślają ścisły związek geologii i ewolucji biologicznej, ilustrując w jak zaskakujący sposób życie na Ziemi było kształtowane.
> <br>

Ilustracja: Falkowski et al., Science
> <br> Proporcja tlenu w ziemskiej atmosferze różniła się znacznie w historii naszej planety. Współpracownik Falkowskiego, Robert Berner, geolog z Yale University, USA, wykazał wcześniej, że takie zmiany mogą być odczytywane z zapisu geologicznego poprzez analizę izotopów węglowych. Te różniące się masą formy atomu są uwięzione w bogatych w węgiel skałach, a ich procentowa zwartość wskazuje na kompozycję ziemskiej atmosfery w przeszłości. Wzajemne proporcje zmieniane są w zależności od tego, ile materii organicznej jest wypłukanej i wchodzi w skład dna morskiego. Na zmiany te mają również wpływ inne czynniki, jak np. erupcje wulkaniczne. Zamiana danych o izotopach na zapis zawartości tlenu w atmosferze wymaga złożonego modelowania.
> <br> Naukowcy przyjrzeli się dokładnie 200 milionom lat wstecz poprzez pomiar proporcji izotopów węgla w skałach osadowych na dnie Oceanu Atlantyckiego. Okazało się, że właśnie w tym czasie, na początku jury, istniało znacznie mniej tlenu w atmosferze - około 10%. Liczba ta ulegała wahaniom przez następne 60 milionów lat, wyrównując się na poziomie 15-18% podczas kredy (pomiędzy 144 a 65 milionów lat temu), aby w końcu we wczesnym eocenie (50 milionów lat temu) gwałtownie wzrosnąć do 23%. Dzisiejsza atmosfera ziemska zawiera 21% tlenu.
> <br> Ssaki łożyskowe zaczęły pojawiać się pod koniec okresu kredowego, jednak były drobnymi, przypominającymi gryzonie stworzeniami. "Nie można znaleźć skamielin dużych ssaków aż do eocenu", mówi Falkowski, "Powiększenie rozmiarów było możliwe przez gwałtowny wzrost zawartości tlenu w tamtym czasie. Duże ssaki mają niższą gęstość włosowatych naczyń krwionośnych niż niewielkie zwierzęta, dlatego mogą rozprowadzać tlen w ich organizmach jedynie wtedy, gdy jest go wystarczająco dużo w atmosferze. Reprodukcja łożyskowców wymaga również dużej ilości tlenu, ponieważ jedynie niewielka jego część trafia z krwią matki do płodu." Falkowski sugeruje również, że wzrost zawartości tlenu w atmosferze mógł także spowodować wzrost mózgu - pomógł ssakom stać się sprytniejszymi.
> <br> Zmiany poziomu tlenu w atmosferze były łączone ze zwierzęcą ewolucją już wcześniej. Około 300 milionów lat temu jego zawartość dochodziła nawet do 35%. Okres ten obfitował w olbrzymie płazy o długości 5 metrów i ważki wielkości jastrzębia.
> <br> "Zmiany w zawartości tlenu mogły mieć potężny wpływ na ewolucję ssaków", komentuje Peter Ward, paleontolog z University of Washington w Seattle, USA, "Ale nie jest jasnym czy był to największy czynnik który spowodował powstanie dużych ssaków łożyskowych. Natura jest cholernie skomplikowana."
> <br> [opracował Marcin Klapczyński]
> <br> Źródło:
> Philip Ball, Continental split boosted big mammals, <i>News at Nature<i>, 29.09.05