Klimaskifter driver evolusjonen

Både varme og kalde klimaskifter har gitt et mangfold av nye pattedyr etter at dinosaurene ble utryddet.

Publisert
Sen-eocen i Nord-Amerika. De store neshornlignende dyrene er brontotherer. I forgrunnen en nærmere slektning av vårt neshorn, Hyracodon. (Foto: (Illustrasjon: Carl Buell))
Sen-eocen i Nord-Amerika. De store neshornlignende dyrene er brontotherer. I forgrunnen en nærmere slektning av vårt neshorn, Hyracodon. (Foto: (Illustrasjon: Carl Buell))

En gruppe amerikanske og spanske forskere har undersøkt hvordan dyrelivet i Nord-Amerika utviklet seg etter at dinosaurene ble utryddet, og fram til i dag.

De har funnet ut at stadig nye grupper av pattedyr har bølget fram over livets scene i takt med endringer i klimaet.

De vet ennå ikke sikkert hvorfor, men de tror det kan skyldes at nye dyrearter har fått livsrom der gamle arter er blitt borte.

En annen forklaring kan være at klimaendringer har åpnet helt nye områder der de nye dyreartene har kunnet trives.

Forskerne har også funnet ut at hvis klimaet holder seg jevnt varmt eller kaldt etter en slik endring, så vil mangfoldet av dyrearter øke.

Mangfold i varmen

Likevel gir de varme periodene størst totalt livsmangfold.

- De grunnleggende fossildataene antyder klart dette, selv om det ikke vises i denne studien, skriver Christine Marie Janis fra Brown University i en e-post til forskning.no.

Hun er en av forfatterne til artikkelen i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences, der resultatene legges fram.

Hun forteller likevel at nettopp dette har vært et stridsspørsmål blant noen paleontologer.

De har hevdet at det ikke er noen sammenheng mellom varmt klima og livsmangfold hvis man justerer for mengden av fossiler som er funnet fra de forskjellige periodene. Janis er ikke enig i dette.

Ikke menneskeskapt mangfold

Forskerne mener også at kunnskapen om hva som skjer med dyrelivet når klimaet forandrer seg kan bli nyttig framover, blant når det gjelder å forutsi konsekvensene av menneskenes CO2-utslipp.

Men Janis advarer mot å tro at vår tids globale oppvarming vil gi større mangfold av liv.

- Hovedfaren ved menneskeskapt global oppvarming er at forandringene skjer så uvanlig fort, for fort til at evolusjonen kan tilpasse seg.

- Mulige vandringsruter som dyrene kunne brukt for å finne nye steder å leve, er også blokkert av bebodde områder, skriver hun til forskning.no.

Kritt-katastrofen

Kritt-katastrofen kalles også Kritt-Tertiær-katastrofen (KT-event). Trolig skyldtes den at en komet eller en asteroide (liten klode) kolliderte med jorda ved det som nå er Yucatan-halvøya i Mexico. (Foto: (Motasje fra NASA-foto, Wikimedia Commons))
Kritt-katastrofen kalles også Kritt-Tertiær-katastrofen (KT-event). Trolig skyldtes den at en komet eller en asteroide (liten klode) kolliderte med jorda ved det som nå er Yucatan-halvøya i Mexico. (Foto: (Motasje fra NASA-foto, Wikimedia Commons))

Perioden forskerne undersøkte, strekker seg fra nåtid og 65 millioner år bakover i tiden. Den ble innledet med katastrofen som utryddet dinosaurene.

En komet eller asteroide kolliderte med jorda på slutten av Kritt-tida, for 65 millioner år siden. Kollisjonen virvlet opp så mye støv at sola bleknet, og de vekselvarme kjempeøglene ble dvaske i kulda.

Uten sollys visnet også det frodige plantelivet. Uten planter, ingen mat for planteetende dinosaurer. Uten planteetere, ingen mat for Tyrannosaurus og hans kjøttetende kamerater. Dinosaurenes næringspyramide vaklet og styrtet overende.

Kritt-katastrofen er den siste i en rekke masseutryddelser, som brutalt har jaget livets utvikling videre.

Men forskerne studerte altså tida etter Kritt-katastrofen. Den har ikke på langt nær vært så ekstrem. Likevel har temperaturen duppet opp og ned.

Krøp fram i kulda

Rett etter Kritt-tiden, i begynnelsen av Paleocen, var det ennå ganske kaldt. Etter at dinosaurene var borte, var det plass for flere pattedyr enn de små gnagerne som bare våget seg ut om natta.

Større rovdyr, som snikekattene (Viverridae) og enda større rovdyr og planteetere kom ut av skyggene mellom trærne.

Spesielt gløgge var de ikke, med små hjerner i forhold til kroppsvekten. Men de klarte kulda, og tok for seg av jordas gleder.

De viktigste periodene som beskrevet i artikkelen. Figuren er tilpasset fra forskning.nos multimedia om jordas klima. (Foto: (Figur: Arnfinn Christensen, forskning.no))
De viktigste periodene som beskrevet i artikkelen. Figuren er tilpasset fra forskning.nos multimedia om jordas klima. (Foto: (Figur: Arnfinn Christensen, forskning.no))

Primater inn i varmen

Så steg temperaturen mot det som kalles Paleocen-Eocen Temperatur-maksimum (PETM). Da ble det for varmt for mange av de enkle pattedyrene som levde i Paleocen.

Inn myldret mindre og gløggere slektninger, blant annet våre forfedre primatene med føtter og hender som kunne gripe og klatre. De stortrivdes på varmetoppen som kalles Eocene Climatic Optimum (EECO).

Kaldere og kaldere

Men så ble det kaldere igjen. Den første delen av kuldebølgen utover i Eocen var det fritt fram for blant annet små mårlignende pattedyr av gruppen Miacidae, forfar til vår tids ulver og kattedyr.

Midt i Eocen var det en liten temperaturtopp som kalles Middle Eocene Climatic Optimum (MECO). Men temperaturfallet fortsatte, og det ble i kaldeste laget.

Mangfoldet skrumpet inn. Noen arter ble borte i Nord-Amerika, blant dem våre kuldefølsomme forfedre, primatene.

Innvandrere fra nord

Ved overgangen fra Eocen til Oligocen skvatt temperaturen enda noen grader ned. Da kom det også nye arter til Nord-Amerika, men ikke på grunn av evolusjonen.

Det ble nemlig så kaldt at innlandsisen steg og havene sank, og blottla fast land over til Asia. Stadig nye innvandrergrupper labbet gjennom snødrevet i nord og tok Amerika i bruk.

Blant dem var et dyr som lignet sabeltannkatten, Nimravidae, og en utdødd forfar til ulven og reven, Hesperocyoninae.

Beinknusere og gressgumlere

For 25 millioner år siden slapp kulda, og nye varmekjære dyr spredde seg ut over det amerikanske kontinentet.

Blant dem var hyenoide urhunder, også kjent som beinknusende hunder. De kunne bli noen velvoksne beist på størrelse med bjørner, og med kjever som levde opp til navnet.

Også gressgumlerne hadde gode tider i denne frodige varmebølgen, som kuliminerte for rundt 16 millioner år siden med det som kalles Miocene Climatic Optimum (MCO).

Det vakre urlandskapet

Men så var det slutt på godlunken. Kalde, tørre vinder røsket i trekronene, og de store skogene måtte gi tapt. Et nytt savannelandskap vokste fram.

Dette var selve urlandskapet til de første menneskeapene i Afrika, Asia og Europa.

Evolusjonspsykologen Denis Dutton mente at evolusjonen har hardkodet disse bølgende gresslettene som det generisk vakre landskapet i hjernene våre.

Dyrelivet i Miocen i Nord-Amerika. (Foto: (Illustrasjon: Jay Matternes, Wikimedia Commons))
Dyrelivet i Miocen i Nord-Amerika. (Foto: (Illustrasjon: Jay Matternes, Wikimedia Commons))

Men i Nord-Amerika var det ingen menneskeaper. Der streifet ulver, mårdyr, lamaer, antiloper og andre arter som ligner på dyrelivet fra vår egen tid.

Kulda fortsatte å synke inn. Raskt skiftende istider fikk temperaturkurven til å skjelve som en seismograf. Den istiden som trykket Norge ned for 20 000 år siden, er bare den siste av mange.

Vi er kommet til enden av tidsrommet som de amerikanske og spanske forskerne undersøkte.

Måler oksygennivået

For å finne ut hvor varmt det var for så lenge siden, borer forskerne ned i havbunnen. Den ble laget ved at døde planter og dyr sank ned, og sakte ble til stein.

Jo dypere ned i disse lagdelte bergartene forskerne borer, desto lengre bakover i tiden kommer de. Det blir nesten som årringene på et tre.

Men disse årringene i havbunnen består blant annet av noen algedyr som kalles foraminiferer. Stoffene til å bygge kalkskallene hentet algene fra havet omkring seg. Derfor kan kalken si noe om forholdene i havet da algene levde.

Kalk består blant annet av grunnstoffet oksygen. Oksygenet i kalkskallene finnes i to varianter. Den ene kalles 18O, og er litt tyngre enn den andre, 16O.

Fordi 180 er litt tyngre enn 160, fordamper den seinere, og regner fortere ned i sjøvannet.

Jo varmere det blir, desto mer fordampning og mindre 18O øverst i havet, der algene lever. Jo kaldere, desto mer nedbør og mer 18O.

På den måten kan forskerne indirekte regne seg fram til fortidas klima med overraskende presisjon.

Referanse:

Borja Figueirido et al: Cenozoic climate change influences mammalian evolutionary dynamics, PNAS, 27.desember 2011, doi: 10.1073/pnas.1110246108