SciTechDaily

ניקולס

אזהרת הטבע: סימנים מוקדמים בחיי הים המנבאים את ההכחדה ההמונית הבאה

חוקרים השתמשו במערך עולמי מפורט של מאובני פורמיניפרה כדי לחקור שינויים במבני הקהילה הימית לפני הכחדות המוניות, והציעו מערכת התרעה מוקדמת לאובדן המגוון הביולוגי העתידי כתוצאה משינויי אקלים. בראשות Anshuman Swain ואדם Woodhouse, המחקר מדגיש את החשיבות של ניטור שינויים אקולוגיים כדי לחזות הכחדות עתידיות, שעלול לעצב את תחום הפלאואינפורמטיקה.

מחקר המשתמש במאובני פורמיניפרה מצביע על כך ששינויים במבני הקהילה הימית יכולים לחזות הכחדות עתידיות, ומדגיש את תפקידם של נתונים היסטוריים בחיזוי השפעות שינויי האקלים על המגוון הביולוגי.

במשך מאות מיליוני שנים שגשגו באוקיינוסים אורגניזמים חד-תאיים הידועים בשם פורמיניפרה, שהם מיקרוסקופיים ובעלי קליפה קשה. היצורים הזעירים האלה מהווים את הבסיס לשרשרת המזון. המאובנים של האורגניזמים העתיקים הללו מספקים תובנות לגבי שינויים פוטנציאליים במגוון הביולוגי העולמי הקשורים לאקלים המתחמם שלנו.

באמצעות מערך נתונים עולמי ברזולוציה גבוהה של מאובני נקבים פלנקטוניים הנמנים עם הארכיונים הביולוגיים העשירים ביותר שזמינים למדע, חוקרים מצאו שאירועי לחץ סביבתיים גדולים המובילים להכחדות המוניות קודמים באופן מהימן על ידי שינויים עדינים באופן ההרכבה של קהילה ביולוגית, הפועלים כמו אות אזהרה מוקדמת לפני הכחדה.

פורמיניפרה פלנקטונית

מאובני נקבים פלנקטוניים. קרדיט: טרייסי אזי / אוניברסיטת לידס

התוצאות בפנים טֶבַע, בהובלת משותפת של אנשומן סוויין, עמית זוטר באגודת העמיתים של הרווארד, חוקר במחלקה לביולוגיה אורגניזמית ואבולוציונית, ושלוחה של המוזיאון לזואולוגיה השוואתית. פיזיקאי בהכשרתו שמחיל רשתות על נתונים ביולוגיים ופליאונטולוגיים, שיתף פעולה עם המחבר הראשון אדם וודהאוס ב- אוניברסיטת בריסטול לחקור את המבנה הגלובלי והקהילתי של הפלנקטון הימי העתיק שיכול לשמש כמערכת התרעה מוקדמת להכחדה עתידית של חיי אוקיינוס.

"האם נוכל למנף את העבר כדי להבין מה עלול לקרות בעתיד, בהקשר של שינוי עולמי?" אמר סוויין, שהיה שותף למחקר על היווצרות כיפות קרח קוטביות המניעות שינויים בקהילות הפלנקטון הימי ב-15 מיליון השנים האחרונות. "העבודה שלנו מציעה תובנה חדשה לגבי האופן שבו המגוון הביולוגי מגיב באופן מרחבי לשינויים גלובליים באקלים, במיוחד במהלך מרווחי חום כדור הארץ, הרלוונטיים לתחזיות התחממות עתידיות."

מינוף נתונים היסטוריים לתחזיות עתידיות

החוקרים השתמשו במסד הנתונים של Triton, שפותח על ידי Woodhouse, כדי לברר כיצד השתנה הרכב קהילות הפורמיניפרות במשך מיליוני שנים – סדרי גודל של טווחי זמן ארוכים יותר מאלה שנחקרים בדרך כלל בקנה מידה זה. הם התמקדו באופטימום האקלימי המוקדם של האיאוקן, התקופה הגדולה האחרונה של טמפרטורות עולמיות גבוהות מתמשכות מאז הדינוזאורים, בדומה לתרחישי ההתחממות הגלובלית הגרועים ביותר.

הם גילו שלפני דופק הכחדה של לפני 34 מיליון שנה, קהילות ימיות התמחו מאוד בכל מקום מלבד קווי רוחב דרומיים, מה שמרמז שמיקרו-פלנקטון אלה נדדו בהמוניהם לקווי רוחב גבוהים יותר והרחק מהאזורים הטרופיים. ממצא זה מצביע על כך ששינויים בקנה מידה קהילתי כמו אלה שנראו בדפוסי הגירה אלה ניכרים ברישומי מאובנים הרבה לפני שמתרחשים הכחדות והפסדים בפועל במגוון הביולוגי.

לפיכך, החוקרים חושבים שחשוב לשים דגש על ניטור המבנה של קהילות ביולוגיות כדי לחזות הכחדות עתידיות.

לדברי סוויין, התוצאות ממחקרי הפורמיניפרה פותחות אפיקים של חקירה לגבי קבוצות אורגניזמיות אחרות, כולל חיות ימיות אחרות, כרישים וחרקים. מחקרים כאלה עשויים לעורר מהפכה בתחום מתפתח שנקרא פליאואינפורמטיקה, או להשתמש במאגרי מידע גדולים עם פתרון מרחבי-זמני של רישומי מאובנים כדי לקבל תובנות חדשות לגבי עתידו של כדור הארץ.

המחקר של החוקרים התאפשר על ידי מחקר שדה של קרן המדע הלאומית על סיפון ספינת המחקר JOIDES Resolution, שבמהלך 55 השנים האחרונות ביצעה קידוחי אוקיינוס ​​ברחבי העולם. הפרויקט אמור להסתיים השנה.

ניקולס