Vymírání v pozdním devonu

Vymírání v pozdním devonu patří mezi největší v dějinách života na Zemi a je řazeno do tzv. velké pětky vymírání. Nešlo o jednu katastrofu jako například u dinosaurů, nýbrž o sérii problémů, které se táhly stovky tisíc až miliony let.

Kyjonožec v popředí a predátor Dunkleosteus v pozadí, černobílá scéna z devonského vymírání.

Na obr: kyjonožec a v pozadí Dunkleosteus. Ačkoliv kyjonožci zcela v tomto vymírání nevyhynuli a existovali i v karbonu, už nikdy nedosáhli takové početnosti a velikosti jako v siluru a raném devonu. Dunkleosteus byl jedním z posledních a největších zástupců pancířnatých ryb (Placodermi). Tato skupina byla v devonu dominantními predátory, ale díky vymírání (zejména na hranici frasn-famen) tito živočichové z fosilního záznamu kompletně zmizeli.

Kellwasserova událost

Nejvýraznější epizodou byla tzv. Kellwasserova událost, která proběhla zhruba před 372 až 374 miliony let, na rozhraní středního a pozdního devonu. Během ní došlo k rozsáhlému nedostatku kyslíku v oceánech. Studie ukazují, že šlo o dva hlavní po sobě jdoucí anoxické (bezokysličené) intervaly, označované jako spodní a horní Kellwasser. Nejtvrději to zasáhlo korálové útesy a mořské bezobratlé, které byly citlivé na změny chemismu vody. Kellwasserova událost znamenala konec devonských útesových ekosystémů v jejich tehdejší podobě.

Hlavní krize (Kellwasser): statisíce let
Širší období problémů: miliony let
další vlna (Hangenberg): o ~13 milionů let později

Zkamenělý korál z devonu nalezený v Maroku.

Na foto: zkamenělý devonský korál z Maroka

Kdo byl zasažen nejvíc

Největší dopad měl tento kolaps na mořský život, hlavně v teplých mělkých mořích. Odhaduje se, že zmizelo asi:

19 - 21 % mořských čeledí
až 50 - 60 % rodů
a možná až 70 -80 % druhů

Nejhůře dopadly tyto skupiny:

útesotvorné organismy (korálové útesy se téměř zhroutily)
ramenonožci (brachiopodi)
trilobiti
hlavonožci (amonoidi)
konodonti

Některé skupiny nezanikly hned, ale byly postupně oslabeny a definitivně zmizely až při pozdější krizi.

Trilobiti jako skupina postižená vymíráním na konci devonu a ztrátou dominance.

Pro trilobity bylo vymírání na konci devonu katastrofální. Ukončilo jejich dlouhé období dominance, které trvalo už od kambria. Přestože tuto krizi přežili, jejich početnost i rozmanitost se dramaticky snížily a trilobiti se natrvalo stali jen okrajovou skupinou, která už nikdy nezískala svůj někdejší význam.

Proč k vymírání došlo

Nejpravděpodobnější scénář je, že vymírání způsobila kombinace několika propojených procesů:

oceány ztrácely kyslík
klima se rychle měnilo
souš dodávala do moří více živin
hladina moře kolísala
možná se přidal i vulkanismus

Nedostatek kyslíku v oceánech

Hlavním podezřelým je anoxie, tedy nedostatek kyslíku ve vodě. Důkazy nacházíme v tmavých horninách bohatých na organickou hmotu, které vznikají v prostředí s nedostatkem kyslíku. Tyto vrstvy se vyskytují po celém světě, což dokazuje, že šlo o globální jev – i když jeho intenzita se regionálně lišila.

Poprvé byly vrstvy černých břidlic spojené s touto událostí popsány na lokalitě Kellwasser v pohoří Harz v Německo; podle této lokality nese událost název Kellwasserova.

Klimatické výkyvy

Dalším důležitým faktorem byly rychlé změny klimatu. Nešlo jen o jednoduché ochlazení nebo oteplení, ale spíše o střídání obou extrémů. Zvlášť citlivé byly mělké tropické ekosystémy, jako korálové útesy, které patřily k nejvíce postiženým.

Změny na souši

V devonu se na pevnině výrazně rozšířily první hluboce kořenící rostliny a existují teorie, že to mělo velký dopad na oceány. Kořeny narušovaly horniny a zvyšovaly odnos živin (například fosforu) do řek a následně do moří. To vedlo k přemnožení řas a planktonu. Když tyto organismy odumřely, jejich rozklad spotřeboval obrovské množství kyslíku.

Kolísání hladiny moře

Hladina moře v této době výrazně kolísala. To mělo hned několik důsledků:

měnila se velikost mělkých moří, kde žilo nejvíce druhů
ekosystémy se musely neustále přizpůsobovat novým podmínkám
špatně okysličené vody se mohly snadněji šířit do mělčin

Tyto změny fungovaly jako „zesilovač“ krize – samy o sobě nemusely být smrtící, ale v kombinaci s dalšími faktory výrazně zhoršovaly situaci.

Fosilní horn korály na mořském dně devonu, scéna znázorňující období vymírání.

Na obr: rugózní horn korály na dně devoského moře

Vulkanismus a další vlivy

Roli mohl hrát také vulkanismus. Sopečná činnost uvolňuje do atmosféry skleníkové plyny a další látky, které mohou ovlivnit klima i chemii oceánů. Některé geochemické stopy (například zvýšený obsah rtuti) tuto možnost podporují. Na druhou stranu důkazy nejsou jednotné, a proto se vědci neshodují, jak velký vliv sopky skutečně měly.

Hypotéza o dopadu asteroidu existuje, ale dnes má spíše okrajovou podporu. Na rozdíl od vymírání dinosaurů zde chybí jasný globální důkaz jediné náhlé katastrofy.

Globální problém, ale různý průběh

Tato krize byla globální – její stopy nacházíme po celém světě. Přesto neprobíhala všude stejně. Někde dominoval nedostatek kyslíku, jinde spíše změny druhů. Šlo o kombinaci více problémů, která vytvořila jednu z největších ekologických krizí v historii planety.

Po této krizové etapě, která výrazně narušila mořské ekosystémy, nastaly zásadní proměny a do popředí se dostala nová fauna. Uvolněné ekologické niky v oceánech obsadili především žraloci a vyspělejší skupiny ryb. Současně došlo k mohutnému rozmachu života na souši. Ústup moří a změny klimatu vytvořily vhodné podmínky pro prudký vývoj suchozemské flóry – objevily se rozsáhlé porosty obřích přesliček, plavuní a kapradin.

Ano, na toto období navázal karbon, známý mimo jiné vznikem většiny dnešních černouhelných slojí, které vznikly z obrovského množství tehdejší rostlinné biomasy. Na souši se postupně rozšířili první čtvernožci a obojživelníci, kteří osídlili nově vznikající mokřadní ekosystémy a stali se jejich dominantní složkou.