大量絶滅の原因は木の根の進化かもしれない

地質学者は、地球規模での古代の絶滅イベントと、地球の海洋に対する現代の脅威との間に類似点を見出しています。

3 億年以上前のデボン紀に地球の海を揺るがした一連の大量絶滅は、木の根の進化によって引き起こされた可能性があります。 これは、インディアナ大学 – パデュー大学インディアナポリス (IUPUI) の科学者と英国の同僚が主導した調査研究によるものです。

地球の以前の歴史における非常に不安定な期間のこの新しい見解の証拠は、11 月 9 日に科学雑誌で報告されました。 アメリカ地質学会紀要. これは、地質学の分野で最も古く、最も尊敬されている出版物の 1 つです。 この研究は、IUPUI School of Science の地球科学教授である Gabriel Filippelli と Matthew Smart, Ph.D. によって主導されました。 勉強中の研究室の学生。

「私たちの分析は、木の根の進化が過剰な栄養分で海を越えて氾濫し、大規模な藻類の成長を引き起こしたことを示しています」とフィリッペリは言いました. 「この急速で破壊的な藻類の大繁殖は、海の酸素のほとんどを枯渇させ、壊滅的な大量絶滅イベントにつながったでしょう.」

科学者たちは、グリーンランド東部の Ymer 島で岩石のサンプルを収集しています。この島は、その分析によってデボン紀湖盆地の化学組成に関する洞察が得られたいくつかの場所の 1 つです。 クレジット: John Marshall、サウサンプトン大学

4 億 1,900 万年から 3 億 5,800 万年前、地球上で生命が進化する前に発生したデボン紀は、地球上の生命の 70% 近くが絶滅したと推定されている大量絶滅イベントで知られています。

科学的には富栄養化として知られている研究で説明されているプロセスは、サイズは小さいものの、最近の現象と非常に似ており、現在、大規模な「デッドゾーン」に餌を与えています。 五大湖 そしてその メキシコ湾肥料やその他の農業排水からの過剰な栄養素は、水の酸素をすべて奪う大規模な藻類の繁殖につながります.

違いは、これらの過去の出来事は、木の根によって引き起こされた可能性が最も高いということです。木の根は、成長時に地面から養分を引き出し、腐敗時に突然土地の水に捨てました.

Filippelli は、この理論は新しい証拠と既存の証拠の混合に基づいていると述べた。

ガブリエル・フィリッペリ。 クレジット: リズ・ケイ、インディアナ大学

古代の湖底からの石の多い堆積物の化学分析に基づいて、グリーンランドとスコットランドの北東海岸沖のサイトからの研究で使用されたサンプルを含め、その遺跡はまだ世界中で発見されています-研究者は、以前に特定されたより高いサイクルとより低いレベルのリン、地球上のすべての生命に存在する化学元素。

彼らはまた、根の成長によって引き起こされる「風化」または土壌組成の兆候に基づいて、湿潤サイクルと乾燥サイクルを特定することができました.

マシュー・スマート。 クレジット: 画像提供: Matthew Smart

重要なことに、研究チームは、干ばつのサイクルがリンのレベルの上昇と一致していることを発見しました。これは、枯れた根がこれらの時期に地球の水域に栄養素を放出したことを示唆しています。

「過去 3 億 7000 万年を振り返ることは容易ではありません」と Smart 氏は言います。 「しかし、岩石には長い記憶があり、化学を顕微鏡として使用して古代世界の謎を解明できる場所がまだ地球上にあります。」

最初の木の根の発達と同時に起こるリン循環の観点から – の特徴 始祖鳥は、高さ 30 フィートまでの葉を成長させる最初の植物でもあります。研究者は、デボン紀の絶滅イベントの背後にある主な容疑者として、木の根の分解を特定することができました。

幸いなことに、自然は腐った木材の影響を相殺するシステムを開発したため、現代の樹木は同様の荒廃を引き起こさないとフィリッペリは述べた. 現代の土壌の深さは、古代の地球を覆っていた薄い土の層と比較して、より多くの栄養素を保持しています.

しかし、この研究で明らかになったダイナミクスは、地球の海の生命に対する他の新しい脅威に光を当てています. この研究の著者は、肥料、糞尿、および下水などのその他の有機廃棄物からの汚染が、 地球の海を「低酸素の端」に置き、 または酸素の完全な欠乏。

「古代世界における自然現象の壊滅的な結果に関するこれらの新しい洞察は、今日の人間活動から生じる同様の状況の結果についての警告として役立つかもしれません」とフィリッペリは言いました.

参照: 「デボン紀の森林の出現と拡大中の陸生栄養素の放出の強化: 下剤のリンおよび地球化学的記録からの証拠」Matthew S Smart、Gabriel Filippelli、William B. 2022 年、GSA 速報。
DOI: 10.1130 / B36384.1

この論文の追加著者は、William B. IUPUI の Gilhuly III、英国サウサンプトン大学の John Marshall と Jessica Whiteside。 スマートは現在、米国海軍兵学校で海洋学の助教授を務めています。 この研究は、国立科学財団によって部分的にサポートされました。