Ζουμ στην εξαφάνιση των ειδών.
Ζουμ στην εξαφάνιση των ειδών.
Με τη βοήθεια υπερυπολογιστή, κινέζοι επιστήμονες μελέτησαν με εξαιρετική λεπτομέρεια τα τεκταινόμενα στην Παλαιοζωική περίοδο
Πώς συνέβησαν οι μαζικές εξαφανίσεις των ειδών στο παρελθόν; Ποιες είναι οι αιτίες οι οποίες τις προκάλεσαν και πόσος χρόνος χρειάστηκε για να λάβουν χώρα; Αυτά είναι μερικά από τα πιο συναρπαστικά ερωτήματα τα οποία απασχολούν τους παλαιοντολόγους. Μέχρι σήμερα η επιστημονική έρευνα έχει δώσει πολλές απαντήσεις στα ερωτήματα αυτά, οι οποίες μάς φέρνουν πιο κοντά όχι απλώς στη διερεύνηση της ιστορίας της ζωής στη Γη αλλά και στην εξήγηση σύγχρονων φυσικών διεργασιών. Σε πρόσφατη εργασία τους, τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύθηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση «Science», κινέζοι επιστήμονες χρησιμοποίησαν για πρώτη φορά έναν υπερυπολογιστή ώστε να αναλύσουν σε βάθος την ανάδυση και την εξαφάνιση των ειδών στα πρώτα χρόνια της Παλαιοζωικής περιόδου. Τα αποτελέσματα της εκλεπτυσμένης αυτής ανάλυσης έδωσαν πολλές λεπτομέρειες για αυτή την περίοδο, οι οποίες μέχρι πρότινος παρέμεναν άγνωστες στην επιστημονική κοινότητα.
Ταξίδι στον χρόνο
Στο πέρασμα εκατομμυρίων ετών, νέα γεωλογικά στρώματα προστίθενται στον στερεό φλοιό της Γης, το καθένα από τα οποία περιέχει ένα πολύτιμο αρχείο: αυτό των απολιθωμάτων. Οι ερευνητές επωφελούνται από τα απολιθώματα για να διερευνήσουν με ποιον τρόπο εξελίχθηκε η ζωή, όχι μόνο ως προς τη χρονολογική σειρά της εμφάνισης των διαφόρων ειδών τα οποία κάποτε κατοίκησαν τον πλανήτη μας, αλλά και ως προς το χρονικό διάστημα για το οποίο παρέμειναν στη Γη και τη χρονική περίοδο κατά την οποία αυτά έπαψαν να αποτελούν μέρος της βιοποικιλότητας.
Μία περίοδος η οποία υπήρξε πλούσια σε εμφάνιση ζωικών ειδών ήταν αυτή του Παλαιοζωικού αιώνα. Ο «αιώνας» αυτός ξεκίνησε με την Κάμβρια περίοδο, κατά την οποία υπήρξε μια «έκρηξη» ζωής, αφού εμφανίστηκαν χιλιάδες διαφορετικοί πολυκύτταροι οργανισμοί, μερικοί από τους οποίους αποτέλεσαν τα πρώτα αντιπροσωπευτικά είδη των σύγχρονων φύλων των ζώων. Ο Παλαιοζωικός αιώνας τελειώνει με την Πέρμια περίοδο, κατά τη διάρκεια της οποίας έλαβε χώρα η μεγαλύτερη μαζική εξαφάνιση ζώων, με τα ίχνη του 96% των θαλάσσιων και του 70% των χερσαίων ζωικών ειδών να σβήνονται από τη Γη. Οι κινέζοι ερευνητές μελέτησαν λοιπόν 11.000 απολιθώματα τα οποία προέρχονται από την κινεζική επικράτεια και έχουν ηλικία 540 μέχρι και 250 εκατομμυρίων ετών, καλύπτουν δηλαδή μια χρονολογική περίοδο η οποία περικλείει τόσο τη μαζική εμφάνιση όσο και τη μαζική εξαφάνιση ειδών.
Για να προχωρήσουν στις αναλύσεις τους, οι ερευνητές σχεδίασαν έναν αλγόριθμο ο οποίος, με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, υπολόγισε για πόσο χρονικό διάστημα υπήρχαν στη Γη τα είδη τα οποία εκπροσωπούνται από τα εν λόγω απολιθώματα. Αυτό κατέστη δυνατό επειδή απολιθώματα ίδιων ειδών έχουν βρεθεί σε διαφορετικά γεωλογικά στρώματα, κάτι το οποίο επιτρέπει την εκτίμηση τόσου του χρόνου παραμονής των ειδών επάνω στη Γη όσο και των περιόδων εμφάνισης και εξαφάνισής τους. Για να αναλυθεί αποδοτικά και γρήγορα ο μεγάλος όγκος των δεδομένων, οι ερευνητές επέλεξαν να «τρέξουν» τον αλγόριθμο στον υπερυπολογιστή «Tianhe II», ο οποίος βρίσκεται στην Κίνα και είναι ο τέταρτος ισχυρότερος σε υπολογιστική δύναμη στον κόσμο. Οι αναλύσεις οι οποίες έκαναν οι ερευνητές με τη βοήθεια του αλγορίθμου τούς έδωσαν μια σημαντικά σαφέστερη εικόνα της βιοποικιλότητας στην υπό μελέτη περίοδο. Ενδεικτικό είναι το εύρημα ότι ο αριθμός των ειδών της Γης ξεκίνησε να μειώνεται σε ένα διάστημα 80.000 ετών πριν από την Πέρμια περίοδο, κατά την οποία και συνέβη, σε διάστημα περίπου 60.000 ετών, η μαζική εξαφάνιση.
Κατανοώντας το κλίμα
Η εμβάθυνση στη γνώση σχετικά με την εμφάνιση και την εξαφάνιση των ειδών δεν συμπληρώνει απλώς τις γνώσεις μας σχετικά με την ιστορία της ζωής στη Γη αλλά αποτελεί επίσης εργαλείο για τη βαθύτερη κατανόηση του ρόλου του κλίματος το οποίο επικρατούσε κατά την περίοδο των μαζικών εξαφανίσεων. «Τα αποτελέσματα αυτά είναι ιδιαίτερα σημαντικά επειδή εάν γνωρίζουμε τη βιοποικιλότητα και τις διακυμάνσεις τις οποίες αυτή υπέστη μπορούμε να προβλέψουμε ότι κάτι συνέβη στη Γη εκείνη την περίοδο» σημειώνει μιλώντας στο ΒΗΜΑ-Science ο ερευνητής Παλαιοβιολογίας Σι Ζονκ Σεν, ο οποίος συμμετείχε στη δημοσίευση. Και αναφερόμενος σε περιόδους κατά τις οποίες παρουσιάστηκαν μαζικές εξαφανίσεις συμπληρώνει: «Γνωρίζοντας, παραδείγματος χάριν, ότι υπήρξαν ραγδαίες αλλαγές στη βιοποικιλότητα ανάμεσα στην Ορδοβίκια και τη Σιλούρια ή την Πέρμια και την Τριασική περίοδο, μπορούμε να θεωρούμε βέβαιο πως υπήρξαν επίσης έντονες παλαιοκλιματικές μεταβολές οι οποίες είχαν ως αποτέλεσμα τις αλλαγές στη βιοποικιλότητα».
Οπως υπογραμμίζει ο ερευνητής, τέτοιου είδους συμπεράσματα εξάγονται επειδή τα απολιθώματα αποτελούν παράλληλα ένα «αρχείο» του κλίματος, δεδομένου ότι πολλοί οργανισμοί δεν μπορούν να επιβιώσουν σε μεγάλες κλιματικές αλλαγές. Ετσι, επόμενος στόχος της ερευνητικής ομάδας είναι η ανάλυση των απολιθωμάτων να φτάσει σε ακόμα πιο λεπτομερές επίπεδο ώστε να μπορέσουν να μελετήσουν τη μεταβολή της βιοποικιλότητας σε μικρότερες χρονικές περιόδους, μια γνώση η οποία θα είναι χρήσιμη και για τη βαθύτερη κατανόηση των εξαφανίσεων ειδών στην εποχή μας. Προς αυτή την κατεύθυνση, όπως εξηγεί ο ερευνητής Σι Ζονκ Σεν, «το επόμενο βήμα θα είναι να συμπεριληφθούν στις αναλύσεις απολιθώματα από άλλες ηπείρους, ώστε το δείγμα να είναι πιο αντιπροσωπευτικό», αφού στην παρούσα έρευνα τα απολιθώματα τα οποία αξιοποιήθηκαν ήταν κινεζικής προέλευσης.
Διαφορετική οπτική
Σχολιάζοντας τη λεπτομερή ανάλυση των υπό μελέτη γεωλογικών περιόδων, ο βιολόγος Πίτερ Βάγκνερ επισήμανε σε άρθρο του στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature» ότι είναι σαν να μεταβαίνουμε από μία οπτική η οποία θέλει να θεωρούνται σύγχρονοι οι άνθρωποι οι οποίοι έζησαν στον ίδιο αιώνα, σε μία οπτική που θεωρεί σύγχρονους όσους έζησαν μαζί σε μια περίοδο έξι μηνών.
Τσιμπούκης Πάνος
4/2/2020