Przypuszcza się, że życie na Ziemi powstało ok. 4 mld lat temu z pojedynczej komórki, będącej przodkiem wszystkich obecnych organizmów. W miarę upływu czasu, w wyniku ewolucjiewolucjaewolucji, powstawało coraz więcej gatunków organizmów żywych (i tym samym rosła bioróżnorodność). Jednak dane paleontologiczne wskazują, że większość z nich wymarła. Naukowcy szacują, że wyginęło ponad 99% wszystkich gatunków, które kiedykolwiek istniały na Ziemi. Zatem tylko niecały procent spośród nich stanowią współcześnie żyjące gatunki.

Grupy organizmów wymierają cały czas, obecnie również można zaobserwować to zjawisko. Jednak w pewnych okresach historii Ziemi tempo wymierania gwałtownie wzrastało. Zazwyczaj wynikało to z nagłego pogorszenia warunków środowiskowych w skali globalnej, np. zmian klimatycznych, katastrof naturalnych czy katastrof kosmicznych. Zjawisko to nazwano masowym wymieraniem gatunkówmasowe wymieranie gatunków, wielkie wymiaraniemasowym wymieraniem gatunków.

Dane kopalne wskazują, że w ciągu ostatnich 542 mln lat masowe wymieranie gatunków wystąpiło pięć razy – stąd określenie wielka piątkaWielka Piątkawielka piątka. Około 542 mln lat temu rozpoczęła się na Ziemi era paleozoiczna, w której nastąpił gwałtowny rozwój bioróżnorodności. Zapoczątkowała ją tzw. eksplozja kambryjska. W tym okresie w pierwotnym oceanie powstało bardzo wiele nowych gatunków zwierząt o coraz bardziej skomplikowanej budowie. To właśnie w tym czasie pojawili się przodkowie 11 z 32 występujących obecnie typów zwierząt. Dowody na gwałtowny przyrost wielu nowych gatunków odnajdywane są w postaci licznych skamieniałościskamieniałościskamieniałości. Jednymi z najbardziej charakterystycznych przedstawicieli tego okresu są trylobity.

RKWrNimoYD9Iu

Zdjęcie przedstawia skamieniałość trylobita. Ma on formę owalnego, segmentowanego pancerza odbitego w skale.

R1krX2mK2xSOT1

Grafika przedstawia skamieniałości głowonogów amonitów. Ma one formę spiralnych, płaskich muszli z wyraźnie zaznaczonym żebrowaniem.

Skamieniałości dostarczają informacji, kiedy następowało masowe wymieranie organizmów. Takie pierwsze udokumentowane wyginięcie całych grup organizmów datuje się pod koniec okresu zwanego ordowikiem (era paleozoiczna). Dotyczyło ono zwierząt morskich występujących w oceanie pierwotnym. Kolejne nastąpiło w dewonie, również w erze paleozoicznej (wymieranie dewońskie). W tym okresie na lądzie występowały już organizmy, zwłaszcza rośliny: mszaki, paprotniki i nagonasienne. W oceanach królowały ryby. Rozwinęły się również pierwsze gatunki płazów. Naukowcy uważają, że pod koniec dewonu wyginęło 83% morskich organizmów. Nieznana jest dokładna przyczyna wymierania dewońskiego. Naukowcy przypuszczają, że odpowiadała za nie intensywna aktywność wulkaniczna w tym okresie.

RA2C3Dx0phfJa1

Grafika komputerowa przedstawia rekonstrukcję wyglądu Promissum pulchrum. Przypomina on wyglądem węża – ma długie ciało o kolistym pokroju.

Jednak to inne wymierania są dobrze udokumentowane. Pierwsze z nich to wymieranie permskie, na granicy paleozoiku i mezozoiku (251 mln lat temu). Drastycznie zmieniła się wtedy bioróżnorodność oceanów – wyginęło w nich nawet 96% gatunków. Nieoszczędzone zostały również organizmy lądowe. Szacuje się, że wymarło wtedy 8 z 27 znanych rzędów owadów. Jako główną przyczynę tego zjawiska naukowcy podają gwałtowne nasilenie się erupcji wulkanicznych, zwłaszcza w rejonie obecnej Syberii. Według analiz geologicznych ok. 1,6 mln kmIndeks górny 2² tego rejonu zostało pokryte warstwą lawy. Erupcje wywołały też efekt cieplarniany, powodując uwolnienie ogromnych ilości dwutlenku węgla do atmosfery i wzrost temperatury Ziemi o ok. 6°C. Jednocześnie doszło do zakwaszenia oceanów, co miało krytyczny wpływ na możliwość przeżycia koralowców i innych bezkręgowców morskich. Pod koniec kolejnego okresu geologicznego, triasu, również doszło do masowego wymierania, jednak nie było ono doszczętne, tak jak poprzednie. Szacuje się, że objęło 78% ówczesnych gatunków, w tym wszystkie konodontykonodontykonodonty (grupę organizmów morskich) i wiele gadów. Nie poznano dokładnej przyczyny tego wymierania. Wśród prawdopodobnych powodów naukowcy wymieniają zmiany klimatu, aktywność wulkanów i uderzenie meteorytu.

RC0VSXieYYJ2f1

Grafika przedstawia moment zderzenia meteorytu z powierzchnią ziemi. W wyniku impaktu powstaje ogromna fala uderzeniowa widoczna na ilustracji w postaci białego leja.

Jednym z najlepiej udokumentowanych i zarazem najbardziej znanych było wymieranie kredowe, na przełomie ery mezozoicznej i kenozoicznej. Doszło do niego ok. 65,5 mln lat temu. To właśnie w wyniku tego wymierania zniknęły z powierzchni Ziemi dinozaury, liczne gatunki innych zwierząt i roślin lądowych, a ponadto ponad połowa wszystkich gatunków morskich. Jako najbardziej prawdopodobną przyczynę podaje się uderzenie meteorytu. Dowodem na to jest krater Chicxulub w okolicach półwyspu Jukatan oraz cienka warstwa glinki zawierająca iryd, odkryta w warstwach geologicznych tamtego okresu. Ponieważ iryd jest pierwiastkiem rzadko występującym na Ziemi, za to często spotykanym w ciałach pozaziemskich, hipoteza ta wydaje się bardzo prawdopodobna. Uderzenie meteorytu spowodowało wyrzut do atmosfery ogromnych ilości irydu, co znacznie ograniczyło dostęp światła słonecznego i globalnie zmieniło klimat.

Jakie były konsekwencje masowych wymierań gatunków? Każde takie zjawisko gwałtownie zmieniało różnorodność świata organizmów, nieraz całkowicie niszcząc rozwinięte i ustabilizowane ekosystemy. Powrót do poprzedniego poziomu bioróżnorodności zajmował średnio od 5 do 10 mln lat! To, że wymierały najbardziej rozwinięte i dominujące gatunki, umożliwiało szybki rozwój innych organizmów. Całkowicie zmieniała się również dynamika ekosystemów. Otwarta została droga do radiacji adaptacyjnychradiacja adaptacyjnaradiacji adaptacyjnych, dzięki czemu nowe organizmy stawały się dominantami.

Wymieranie ordowickie, którego geneza nie jest do końca poznana, doprowadziło do wymarcia ok. 85% gatunków. Uważa się jednak, że mimo tak dużego wpływu na liczbę gatunków nie przyczyniło się ono do znacznej zmiany w strukturze ekosystemów. Powrót do zbliżonego poziomu bioróżnorodności po tym wydarzeniu nastąpił w sylurze.

Efektem wymierania dewońskiego było wymarcie ponad 90% wszystkich gatunków kręgowców. Te, które przetrwały, charakteryzowały się małymi rozmiarami ciała. Zaobserwowano również zmiany, które pozwoliły organizmom na przetrwanie, obejmujące głównie układ oddechowy. W wyniku zmian środowiska w trakcie dewonu doszło do znacznego obniżenia stężenia tlenu w oceanach. Organizmy o dużych rozmiarach ciała, a przez to mające większe zapotrzebowanie na tlen, nie były w stanie przetrwać w tych warunkach.

Wymieranie permskie doprowadziło do ogromnych zmian w ekosystemach wodnych oraz lądowych. W tym czasie wymarły m.in. drzewiaste formy paproci, skrzypów oraz widłaków. Wyginęło także wiele dominujących form życia, dając możliwość rozwoju wczesnym przodkom dinozaurów, krokodyli, a także przodkom ssaków.

Wymieranie triasowe to punkt zwrotny w historii organizmów lądowych. W jego wyniku doszło do znacznej redukcji liczby gatunków lądowych. Przetrwały jednak dinozaury, pterozaury, ssaki, żółwie oraz krokodylomorfy, obejmujące m.in. obecnie występujące krokodyle. To właśnie ten proces umożliwił późniejszą dominację dinozaurów, trwającą aż do kolejnego masowego wymierania.

Zgodnie z szacunkami era dinozaurów skończyła się ok. 66 mln lat temu, kiedy doszło do wymierania kredowego. Dotknęło ono także wiele innych gatunków, wśród nich niektóre ssaki, jaszczurki, owady, rośliny lądowe, mięczaki morskie oraz ryby. Wymarcie dinozaurów dało jednak szansę innym organizmom na gwałtowny rozwój. Najlepiej wykorzystały ją ssaki, stopniowo uzyskując dominację w wielu środowiskach. Po wymieraniu kredowym pojawiły się m.in. koniowate, walenie i ssaki naczelne. Wymieranie kredowe zakończyło zatem erę dinozaurów, a zarazem pozwoliło na rozpoczęcie ery ssaków.

Masowe wymierania to niejedyne okresy, w których dochodzi do wymierania gatunków. Stanowią one jednak takie okresy w historii Ziemi, w których wymiera wiele grup organizmów, znacznie obniżając bioróżnorodność. Analizy odkrywanych skamieniałości wskazują, że między okresami wielkich wymierań obserwowano utratę dwóch gatunków ssaków w ciągu miliona lat. Szacuje się, że przez ostatnie 500 lat wymarło blisko 80 znanych gatunków ssaków. Obecne tempo wymierania gatunków jest ogromne – ocenia się je na 100 razy większe niż naturalne.

Wcześniejsze masowe wymierania wiązano z katastrofami naturalnymi, wzmożoną aktywnością wulkaniczną czy zjawiskami kosmicznymi. Obecnie nie obserwuje się takich zjawisk, a mimo to wymieranie gatunków nie tylko ma charakter globalny, ale i znacznie przyspiesza. To właśnie dlatego współczesne masowe wymieranie przypisuje się aktywności człowieka.

Jednym z najbardziej znanych przykładów destrukcyjnego wpływu człowieka na środowisko jest doprowadzenie do wymarcia gołębi wędrownych. Szacuje się, że ich populacja liczyła nawet 5 mld osobników. W wyniku aktywności człowieka – wycinki lasów, a także polowań, gatunek ten został uznany za wymarły w 1914 r.

R10ggr0FZpuFo

Zdjęcie przedstawia wypchany okaz gołębia wędrownego. Głowa i wierzch jego ciała są jednolicie szaroniebieskie z czarnymi pasami na zgięciu skrzydła oraz pokrywach skrzydłowych. Na gardle znajduje się różowa opalizacja; z tyłu szyi pióra połyskują brązowo, zielono i fioletowo. Dolna część gardła i piersi są barwy jasnoróżanej; kolor ten stopniowo przechodził w biały aż do dolnej części brzucha. Tęczówki ptaka są jasnoczerwone, drobny dziób jest czarny; a nogi i stopy są czerwone.

Obecnie obserwuje się także znaczny spadek liczebności populacji wszystkich kręgowców. Wiele z gatunków trafia na listy zagrożonych, a także wymarłych na wolności.

Słownik