Πώς η πρόσκρουση που εξόντωσε τους δεινόσαυρους γέννησε τον Αμαζόνιο. How the Giant Asteroid That Wiped Out the Dinosaurs Gave Rise to Modern Rainforests

O αστεροειδής ή κομήτης που έπεσε στην χερσόνησο Γιουκατάν του Μεξικού οδήγησε στην εξαφάνιση τα δύο τρίτα των φυτών και των ζώων όλου του πλανήτη. Κι όμως, αυτό το δραματικό συμβάν φαίνεται ότι γέννησε το μεγαλύτερο τροπικό δάσος του κόσμου. About 66 million years ago, a huge asteroid crashed into what is now the Yucatan, plunging the Earth into darkness. The impact transformed tropical rainforests, giving rise to the reign of flowers.

Πριν από την πρόσκρουση, τα δάση της Κεντρικής και Νότιας Αμερικής κυριαρχούνταν από γυμνόσπερμα φυτά, αποκαλύπτει μελέτη που δημοσιεύεται στο Science.

From forests filled with ferns to forests filled with flowers: Plants began to produce attractive flowers containing sugary rewards for insects who carry pollen grains (basically the male sperm of the plants) to other flowers, helping plants reproduce. This strategy was so successful that flowering plants took over tropical forests, and the world. Credit: Hace Tiempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Instituto Alexander von Humboldt e Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

Περίπου δέκα εκατομμύρια χρόνια μετά το καταστροφικό συμβάν, τα γυμνόσπερμα είχαν δώσει τη θέση τους σε αγγειόσπερμα και τα δάση της περιοχής είχαν ήδη πάρει τη μορφή της ζούγκλας που γνωρίζουμε σήμερα, αναφέρουν ερευνητές του Ινστιτούτου Τροπικής Έρευνας του ιδρύματος Smithsonian.

Γυμνόσπερμα είναι τα φυτά που δεν παράγουν πραγματικά άνθη, σε αντίθεση με τα λεγόμενα αγγειόσπερμα φυτά, τα οποία εμφανίστηκαν περίπου 60 εκατομμύρια χρόνια πριν το τέλος της εποχής των δεινοσαύρων.

125 to 100 million years ago, during the reign of the dinosaurs, much of what is now Colombia was covered in forests dominated by conifers and ferns. Credit: Hace Tiempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Instituto Alexander von Humboldt e Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

Οι φτέρες ήταν σημαντικό μέρος της δασικής χλωρίδας πριν από το χτύπημα, έδειξε η μελέτη. Τα μεγαλύτερα δέντρα ήταν κωνοφόρα, μεταξύ άλλων συγγενείς της αροκάριας, τα οποία όμως είχαν μικρή πυκνότητα και άφηναν μεγάλα ξέφωτα ανάμεσά τους.

Fossils of leaves (shown) and pollen from across Colombia reveal how the tropical rainforests shifted due to the extinction event at the end of the Cretaceous. Before the event, the forests were a sunny, open-canopied mix of conifers, ferns and flowering trees (examples in the bottom half of this image). After the event, the forests were dominated by flowering trees, and developed a thick, heavy, light-blocking canopy (examples in the top half of this image). CARVALHO ET AL/SCIENCE 2021

«Η ομάδα μας εξέτασε πάνω από 50.000 απολιθώματα γυρεόκοκκων και πάνω από 6.000 απολιθώματα φύλλων πριν και μετά την πρόσκρουση» λέει η δρ Μόνικα Καλβάλο, επικεφαλής της μελέτης.

After the asteroid impact in Mexico, almost half of the plants existing before the impact became extinct. After the impact, flowering plants came to dominate modern tropical forests.. Credit: Hace Tiempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Instituto Alexander von Humboldt e Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

H ανάλυση έδειξε ότι η πρόσκρουση στο Τσιξουλούμπ του σημερινού Μεξικού εξαφάνισε το 45% των διαφορετικών ειδών της χλωρίδας στην περιοχή που σήμερα ονομάζουμε Βενεζουέλα.

Χρειάστηκαν περίπου 10 εκατομμύρια χρόνια για να ανακάμψει η φυτική βιοποικιλότητα της Κεντρικής και Νότιας Αμερικής, λένε οι ερευνητές.

Modern Bogotá is an Andean city at almost 3000m (9000 feet) above sea level. But in the Paleocene (the 10-million-year period following the asteroid impact) it was covered by tropical forest. Insect damage on fossil leaves collected near Bogotá tells researchers that after the impact, insects that picky eaters (insects that only ate a certain species) became less common, replaced by insects with more broad taste that could eat many different plants. Credit: Hace Tiempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Instituto Alexander von Humboldt e Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

Τη θέση των κωνωφόρων είχαν πάρει πυκνόφυτα αγγειόσπερμα δέντρα που άφηναν ελάχιστο φως να φτάσει στο επίπεδο του εδάφους, όπως εξάλλου συμβαίνει και σήμερα στα τροπικά υγρά δάση. Τα φυτά της οικογένειας του φασολιού, τα κυαμοειδή, ήταν ανύπαρκτα πριν από την πρόσκρουση, όμως μερικά εκατομμύρια χρόνια αργότερα είχαν γίνει η κυρίαρχη οικογένεια της περιοχής, όπως ισχύει σήμερα στα περισσότερα σύγχρονα υγρά τροπικά δάση.

Τα κυαμοειδή άλλαξαν ριζικά το δάσος και τον κύκλο του αζώτου, καθώς στις ρίζες τους φιλοξενούν βακτήρια που απορροφούν άζωτο από τον αέρα και τον μετατρέπουν σε ενώσεις που μπορούν να χρησιμοποιηθεί από τα φυτά.

From 66 to 100 million years ago, flowering plants began to diversify in sea level swamps and lowland forests, where the Andes mountains are today. Credit: Hace Tiempo. Un viaje paleontologico ilustrado por Colombia. Instituto Alexander von Humboldt e Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

Δεδομένου ότι όλα τα φυτά διαπνέουν, δηλαδή απελεθερώνουν υδρατμούς, η νέα, πυκνή βλάστηση της περιοχής αύξησε και την υγρασία του αέρα. Σήμερα, το δάσος του Αμαζονίου παράγει αρκετό υδρατμό για να προκαλεί βροχές και να κάνει το κλίμα πολύ πιο υγρό από ό,τι θα ήταν αν δεν υπήρχε πυκνή βλάστηση.

Fossil leaves from the collection used for this study. Heavily insect-fed spurge leaves from the 58-60 Myr-old Neotropical rainforests of the Bogotá Formation in Colombia. Today, the spurge family is one of the most abundant and diverse in lowland tropical rainforests. Credit: from Monica Carvalho.

Η δραστική αλλαγή της σύστασης του δάσους έφερε βέβαια μεγάλες αλλαγές και για τα ζώα, όπως μαρτυρούν οι μικροσκοπικές δαγκωματιές που παρατήρησαν οι ερευνητές στα απολιθώματα φύλλων.

«Πριν από την πρόσκρουση, διαφορετικά είδη φυτών έφεραν και διαφορετικά είδη βλαβών», καθώς κάθε έντομο ή άλλο ασπόνδυλο ειδικευόταν στην κατανάλωση συγκεκριμένων ειδών, εξηγεί η Καλβάλο. «Μετά την πρόσκρουση, βρήκαμε τα ίδια είδη βλαβών σε όλα τα φυτά», κάτι που σημαίνει ότι τα φυτοφάγα ζώα είχαν διευρύνει το διαιτολόγιό τους.

Το μεγάλο ερώτημα που προκύπτει από τη μελέτη είναι ο μηχανισμός μέσω του οποίου η πρόσκρουση του Τσιξουλούμπ άλλαξε τόσο δραματικά το οικοσύστημα.

Οι ερευνητές προτείνουν τρεις θεωρίες που δείχνουν εξίσου πιθανές:

Short zoom interview clip with first author and post-doctoral fellow at the Smithsonian Tropical Research Institute and the Universidad del Rosario in Colombia. She answers the question: What was the most exciting part of the project for you? Credit: Ana Endara, STRI

Μια πρώτη ιδέα είναι ότι οι ογκώδεις φυτοφάγοι δεινόσαυροι πατούσαν και βοσκούσαν τα φυτά και εμπόδιζαν έτσι την ανάπτυξη δασών, όπως κάνουν και σήμερα οι ελέφαντες της αφρικανικής σαβάνας.

Μια δεύτερη εξήγηση είναι ότι τα σύννεφα σκόνης που εκτινάχθηκαν στο αέρα κατά την πρόσκρουση εμπλούτισαν το έδαφος των τροπικών σε θρεπτικά συστατικά, ενθαρρύνοντας έτσι την εξάπλωση των ταχέως αναπτυσσόμενων αγγειόσπερμων φυτών.

Και μια τρίτη θεωρία θέλει την επιλεκτική εξαφάνιση των κωνοφόρων να άφησε ελεύθερο το πεδίο για την κυριαρχία των ανθοφόρων φυτών.

Animation based on the @ScienceMagazine publication: Carvalho M.R., Jaramillo C., de la Parra F., Caballero-Rodríguez D., Herrera F., Wing S., Turner B.L., D’Apolito C., Romero-Báez M., Narváez P., Martínez C., Gutierrez M., Labandeira C., Bayona G., Rueda M., Paez-Reyes M., Cardenas D., Duque A., Crowley J.L., Santos C., Silvestro D. 2021. Extinction at the end-Cretaceous and the origin of modern Neotropical rainforests. Science. DOI: 10.1126/science.abf1969. DIRECTED BY: Mónica Carvalho

Οι ερευνητές τονίζουν ότι οι τρεις θεωρίες δεν είναι αλληλοαποκλειόμενες και δεν αποκλείεται να έδρασαν από κοινού.

Medellín, Colombia, trace back to the extinction event at the end of the Cretaceous Epoch, 66 million years ago. CHRISTIAN DAVID GARCIA/EYEEM/GETTY IMAGES

Όποια κι αν είναι η εξήγηση, το συμπέρασμα είναι ένα: χωρίς το καταστροφικό συμβάν που εξόντωσε τους δεινόσαυρος, ο Αμαζόνιος όπως τον γνωρίζουμε πιθανότατα δεν θα υπήρχε.

Πηγές: “Extinction at the end-Cretaceous and the origin of modern Neotropical rainforests” by Mónica R. Carvalho, Carlos Jaramillo, Felipe de la Parra, Dayenari Caballero-Rodríguez, Fabiany Herrera, Scott Wing, Benjamin L. Turner, Carlos D’Apolito, Millerlandy Romero-Báez, Paula Narváez, Camila Martínez, Mauricio Gutierrez, Conrad Labandeira, German Bayona, Milton Rueda, Manuel Paez-Reyes, Dairon Cárdenas, Álvaro Duque, James L. Crowley, Carlos Santos and Daniele Silvestro, 2 April 2021, Science. DOI: 10.1126/science.abf1969 - https://scitechdaily.com/how-the-giant-asteroid-that-wiped-out-the-dinosaurs-gave-rise-to-modern-rainforests/ - https://www.smithsonianmag.com/science-nature/how-dinosaur-killing-asteroid-spurred-evolution-modern-rainforest-180977390/ - https://www.in.gr/2021/04/05/b-science/episthmes/pos-proskrousi-pou-eksontose-tous-deinosayrous-gennise-ton-amazonio/