Att vara stor verkar öka risken att bli utplånad när massutsläpp träffar. Mohan Raj / wikimedia, CC BY-SA

Forskare föreslog nyligen att jordens sjätte massa utrotning har börjat. Så skrämmande som det låter är det säkert människor som är för klara och för viktiga för att bli utplånad? Paleontologer har länge försökt skjuta upp denna fråga genom att leta efter allmänna regler som kan förutsäga en arts överlevnad.

Även om detta inte är exakt en enkel övning, visar forskning så långt att oddsen inte är till vår fördel.

Begränsningar av mångfald

Livet på jorden kan vara spåras tillbaka till en enda encellell art, kanske några 3.5 miljarder år sedan. Sedan dess har mångfalden och den maximala komplexiteten ökat och miljontals arter har utvecklats.

Men hur gick vi från en art till miljontals arter? Låt oss göra ett enkelt tankeexperiment. Linjer kan delas i två så att en art ger två, två utbyte fyra, fyra utbyte åtta osv. Om man plottar denna process som en kurva, skulle antalet arter växa exponentiellt över tiden. Naturligtvis kommer arter också att utrotas, men förutsatt att detta händer mindre ofta än att nya uppstår, kommer du ändå att sluta med en exponentiellt ökande kurva.

Men kan mångfald fortsätta att öka för alltid? Charles Darwin säkert inte tänkt, och trodde att jorden förmodligen hade en bärkraft. Han liknade arter till kilar som drivs in i en logg, var och en upptar sin egen nisch eller lapp av ekoskala. När antalet kilar närmar sig bärkapaciteten blir det svårare att sätta in nya, tills nya kilar tvingar äldre ut.

Tanken att jorden bara kan rymma ett begränsat antal arter ändrar vår enkla modell något. Tidigt i processen är siffrorna långt ifrån bärkraft och tillväxten är exponentiell. Senare pågår progressivt hårdare bromsar, och tillväxten saktar ner, så att mångfalden når en platå. Tillsammans ger dessa krafter en S-formad eller sigmoidisk kurva.

Så vad ser vi när vi tittar på den verkliga historien om livet i den fossila skivan? Lyckligtvis har paleontologerna systematiskt sammanställts kataloger av fossil släkt, vilket gör det möjligt att jämföra. Vad de visar är emellertid en mycket mer komplex bild.

Massförlängningar som speländringar

En del av den tidigaste mångfaldskurvorna producerades för marina organismer. Dessa avslöjade fem massutrotningshändelser under de senaste hälften miljarder år, där mångfalden markant och snabbt minskat. De första två av dessa - den slutet av ordovicianen, omkring 444m år sedan, och och slutet av Devonian, omkring 359m år sedan, inträffade vid en tidpunkt då mångfalden tycktes ha nått en platå. Mångfald studsade bara tillbaka till tidigare nivåer efter att de slog.

Den tredje massutrotningen kallade "Stor döende", En del 252m år sedan vid gränsen mellan perioderna Perm och Triass, var mycket större. Det förmörkas både av sina föregångare, liksom det som senare dödades av dinosaurerna - torkade ut kanske 96% av alla marina arter.

Dess efterverkningar var också mycket mer radikala: långt ifrån att bara återhämta sig till tidigare nivåer växte antalet släkter och familjer i slutändan genom Ordovicianens uppenbara tak till Permian, och fortsatte att göra det fram till den nuvarande biologiska mångkrisen.

Hur var en sådan växelväxling möjlig? Massutsläpp är nästan säkert resultatet av katastrofala fysiska förändringar till miljön, med en hastighet som gör det svårt eller omöjligt för djur att anpassa sig och utvecklas för att rymma. Vissa grupper är utarmade mycket mer än andra, och på sätt som är svåra att förutsäga.

Idén illustreras bäst av två grupper av muslimska, filtrerande marina organismer med liknande ekologier och livsvanor: brachiopoderna (Phylum Brachiopoda) Och musslor (Phylum Mollusca). Före slutet av Permian, För 252m år sedan var brachiopoder mycket mer olika än tvåskallar. Den stora döden slog dock brachiopoderna mycket hårdare än musslorna, och musslor återhämtade sig också mycket snabbare. Inte bara ökade musslorna till dominans i massmedvets utslag - de fortsatte att bli mycket mer olika än vad brachiopoderna någonsin varit.

En sådan vridning av borden kan vara möjlig när en grupp redan har fyllt en ekoskala, vilket gör det svårt för andra grupper att få fotfäste. Endast snabb förändring i den fysiska miljön kan lossna dem och erbjuda ekologiska konkurrenter den möjlighet de tidigare saknat. Dessa uppstigande grupper kan också dela upp ekosfären finare (mindre kilar i Darwins analogi), vilket möjliggör en avstängd diversitetskurva att ta av igen. Nya arter kan också förändra miljön på sätt som ger nischer till andra, vilket skapar nytt ekosystem (eller utvidgar Darwins logg).

Någonting av detta slag hände på land med utrotning av dinosaurerna vid Cretaceous-Paleogene utrotningshändelsen några 66m år sedan, vilket såg däggdjur relativt mildt drabbade. Ironiskt nog hade den stora döende händelsen tidigare slagit de dåligt framgångsrika förfäderna till de moderna däggdjuren - terapiderna - i bakgrunden några 186m år tidigare, vilket tillåter archosaurs och i slutändan dinosaurerna att blomstra i första hand. Som man bäddar får man ligga.

Förutsägande vinnare

Med sådana stora förändringar i jordens biologiska mångfald som gisslan till lyckans lust har paleontologer letat efter allmänna regler som kan förutsäga överlevnad. På land, stor storlek verkar vara ofördelaktigt.

Alarmerande överlevde få djur större än en hund Cretaceous-Paleogen-händelsen. Andra nackdelar innefattar ekologisk specialisering och har en begränsad geografisk fördelning.

Mellan utrotningshändelserna verkar en stor geografisk fördelning erbjuda avsevärd försäkring. Vi har dock nyligen visat det geografiska intervallet hade ingen effekt på antalet överlevande terrestriska ryggradsarter i slutet av Triassisk massutrotning några 201m år sedan. De fysiska händelserna som orsakar massutrotning, oavsett asteroider, massvolkanism eller andra fysiska faktorer, är så störande och har sådana globala konsekvenser att även de mest utbredda och många arterna kan utplånas.

Det är därför mycket svårt att göra generaliseringar och förutsägelser. Men vi vet att ingenting är någonsin riktigt säkert. När vi står inför utsikterna till den sjätte massutrotningen, om än orsakad av mänsklig aktivitet den här gången, det är bra att komma ihåg att utrotning snabbt kan eskalera på oförutsägbara sätt.

Förlusten av en art kan ha oförutsedda följder för många andra, eftersom ekosystemen är kopplade till en komplex interaktionsväxel som vi inte alltid helt förstår. Vi måste hoppas att ett sådant ekosystemkollaps är tillräckligt långt på vägen för att vi ska förhindra det. Tyvärr är tidiga tecken - som livsmedelsfragmentering och artförlust i regnskogar och rev - inte bra.

Om författaren

Matthew Wills, professor i evolutionär palaeobiologi vid Milner Center for Evolution, University of Bath. Hans intressen inkluderar makroevolutionära mönster och trender, särskilt hur grupper snabbt utforskar sina morfologiska "design" -alternativ. Han har fortfarande inte hängt på torsdagar.

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

Relaterade Bok:

at

Vetenskapen börjar visa hur vi fick det evolutionära livets träd fel

Matthew Wills, University of Bath

Ny forskning visar att utseende kan vara vilseledande när det kommer till familjen. Ny DNA-teknik skakar om släktträden för många växter...

Tack för besöket InnerSelf.com, där det finns 20,000+ livsförändrande artiklar som främjar "Nya attityder och nya möjligheter." Alla artiklar är översatta till 30+ språk. Prenumerera till InnerSelf Magazine, som publiceras varje vecka, och Marie T Russells Daily Inspiration. InnerSelf Magazine har publicerats sedan 1985.