Karnská pluviální epizoda

…aneb Jedna z nejvýznamnějších událostí ve vývoji života na Zemi?

Vznik a pozdější razantní nástup k terestrické dominanci v podání dinosaurů je jednou z evolučních hádanek, kterými se paleontologové zabývají už celá desetiletí. Už dlouho je známo, že nejstarší dinosauři se objevili v období středního triasu (asi před 245 miliony let)[1], jejich první prokazatelné fosilní pozůstatky pak známe z období před asi 233 až 231 miliony let[2]. Někdy v této době přitom muselo dojít k události, která změnila podmínky na tehdejším superkontinentu Pangea a umožnila poměrně rychlou evoluční radiaci prvních dinosaurů.[3] Pravděpodobně se jednalo o událost, která ve svém důsledku změnila kurz vývoje vyšších obratlovců na celé stovky milionů let a stala se tak jednou z nejvýznamnějších epizod v dějinách života na Zemi.[4] Dlouho přitom nebylo známé, o jakou událost by mohlo jít. Nyní už je však identifikována a vědci o ní zjišťují stále nové a detailnější podrobnosti. Dostalo se jí honosného názvu Karnská pluviální epizoda (nebo Karnský pluviální event, tedy událost) a proběhla, jak už její samotný název napovídá, v průběhu geologického věku karn, tedy asi před 237 až 227 miliony let.[5] Obvykle bývá tato událost datována do doby před asi 230,9 milionu let (nověji také před 234 až 232 miliony let), ovšem s možnou chybou v řádu mnoha statisíciletí.[6] Přibližně se kryje s dobou nástupu prvních dinosaury obývaných ekosystémů, ačkoliv rozhodně nepředchází vzniku této skupiny.[7] V angličtině je tato událost, známá od 70. let minulého století původně také jako Reingrabener Wende nebo Raibl Event, zkracována jako CPE.[8] Dnes už víme, že se jednalo o výraznou celosvětovou klimatickou změnu a s ní související obměnu tehdejších společenstev organismů. Novější studie ukazují, že se jednalo také o výrazné hromadné vymírání, kterému padlo za oběť například asi 33 % tehdejších mořských druhů – celá třetina triasové marinní biodiverzity! Je tedy možné, že tato dosud poměrně přehlížená událost vstoupí do dějin geologie a paleontologie jako další z velkých masových vymírání (ačkoliv se zřejmě „neprotlačí“ do „Velké pětky“). Ze skupin nejvíce zasažených tímto vymíráním lze zmínit zejména hlavonožce ammononidy, dále konodonty, mechovce, lilijice a zelené řasy.[9]

———

Rozložení kontinentů v období pozdního triasu, asi před 220 miliony let. Všechny pevniny byly tehdy spojené do obřího superkontinentu Pangea, který se později v juře rozpadl. K masivním sopečným erupcím, které Karnskou pluviální epizodu způsobily, došlo v oblasti severozápadu dnešního severoamerického kontinentu (zhruba západní pobřeží severu USA a Kanady). Tato událost proběhla přibližně před 233 miliony let, což se dobře shoduje s první ekologickou expanzí dinosaurů. Jejich vzestup do role dominantních suchozemských obratlovců však nastal až později, a to na přelomu triasu a jury (asi před 201 miliony let). Kredit: Sammy2012 (dle díla Christophera Scoteseho); Wikipedie (CC BY-SA 4.0)

———

Naopak dobře si vedli kromě evolučně se vzmáhajících dinosaurů také šupinatí plazi (resp. lepidosauromorfové), krokodýlovití plazi, želvy, hmyz, korálnatci ze skupiny větevníků, vápenaté nanofosilie a jehličnaté dřeviny.[10] Dokonce až sem můžeme vysledovat také počátek evoluce nejstarších přímých předků všech savců. Skutečně a bez jakékoliv nadsázky se tedy jednalo o přelomovou událost. U zmíněných skupin můžeme po odeznění Karnského pluviálního eventu zaznamenat výraznou evoluční radiaci. Patrně právě v tomto časovém bodě se začal odvíjet fascinující příběh o nesmírné úspěšnosti dinosaurů.[11] Zjednodušeně lze konstatovat, že v průběhu CPE bylo v relativně krátkém čase přerušeno dlouhodobě spíše aridní, tedy suché, klima planety a přichází podnebí podstatně vlhčí. To dokládá výzkum z oborů sedimentologie, paleontologie i palynologie, které svědčí o výrazném zvýšení dešťových srážek v této době. Přesto i v průběhu samotné události nastávala pravidelně období výrazného sucha. Výzkum izotopů kyslíku ve fosiliích konodontů dokládá, že v této době došlo k navýšení průměrné teploty o celé 3 až 4 stupně Celsia, navíc pak dochází také ke zvýšení salinity (slanosti) mořské vody.[12] Příčinou této významné proměny biosféry byla pravděpodobně enormně silná sopečná činnost, známá jako Wrangelijské erupce. Tato mohutná vulkanická činnost, která se odehrála právě před asi 233 miliony let na území dnešní západní Kanady, znamenala uvolnění ohromného množství oxidu uhličitého, vodních par a metanu do atmosféry. Výsledné kyselé deště zapříčinily acidifikaci oceánů a následné vyhynutí mnoha druhů vodních živočichů. Na souši pak potravní řetězce utrpěly rychlým zvýšením teploty a vlhkosti, což byly podmínky, na které mnohé skupiny nebyly adaptované.[13] To ovšem neplatilo pro dinosaury a některé další úspěšné obratlovce. V případě dinosaurů se právě tato událost stala po 10 až 15 milionech let od jejich vzniku definitivním průlomem v jejich evoluci. Na území současného západu Severní Ameriky se tak nejspíš odehrála událost, která z dinosaurů v průběhu jury a křídy učinila naprosto dominantní skupinu obratlovců.[14]

———

Jedním z nejstarších známých dinosaurů je vývojově primitivní teropod druhu Staurikosaurus pricei, žijící v době před 233,2 milionu let na území současné Brazílie. Stejně jako ostatní jeho současníci z ekosystémů souvrství Santa Maria žil právě v době Karnské pluviální epizody. Tato významná událost zřejmě rozhodla o budoucí terestrické nadvládě staurikosaurových pozdějších příbuzných. Kredit: Nobu Tamura; Wikipedie (CC BY-SA 4.0)

———

Paleontologové modelují průběh události tak, že zvýšení teploty na souších donutilo živočichy stáhnout se z tropických oblastí, zatímco kyselé deště ničily velké plochy vegetace. Po odeznění erupcí však dále přetrvávaly vysoké teploty, přičemž ale ustala silná srážková činnost. Povrch souší se tak stal značně vyschlým a právě tato situace vyhovovala tehdejším dinosaurům, kteří byli oproti svým konkurentům relativně dobře adaptováni na podobné podmínky. V mořích zase okyselení vybíjelo všechny organismy s vápenitými schránkami, zároveň ale „nastartovalo“ mořský uhlíkový cyklus, který začal ukládat uhličitan vápenatý do vrstev vápenců a poskytl „stavební materiál“ například měkkýšům a korálnatcům pro tvorbu jejich tělesných schránek.[15] Právě zde se tak nejspíš začíná odvíjet evoluční historie moderních korálových společenstev. V dřívějších dobách byla přitom hlavním zdrojem mořského uhlíku mikrobiální společenstva na kontinentálních šelfech. Teprve po CPE převzaly tuto úlohu planktonní organismy, jako jsou obrněnky, které tehdy prošly výraznou evoluční radiací.[16] Profitovaly také mnohé další skupiny planktonních organismů, což poukazuje na zásadní proměnu v chemismu tehdejších oceánů.[17] Karnský pluviální event byl poprvé identifikován již v průběhu 80. let minulého století v Evropě – konkrétně u fosilní mořské fauny na území Německa, Švýcarska a Itálie. Původně se vědci dokonce domnívali, že se jednalo pouze o izolovanou evropskou událost. Později však byly stopy této biotické přeměny zjištěny i na dalších územích a britský paleontolog Michael J. Benton přišel s hypotézou, že se mohlo jednat o celosvětovou událost, trvající asi 1 milion let. Další objevy pak již umožnily ztotožnit Karnskou pluviální epizodu s enormně silnou vulkanickou činností na území teránu (mikrokontinentu) Wrangellia, nacházející se na severozápadním okraji severoamerického kontinentu.[18] Dnes už máme k dispozici fosilní doklady o této události nejen z Evropy, ale také ze Severní Ameriky, Jižní Ameriky, Austrálie a Asie. Nepochybně se tedy jednalo o událost celosvětového dosahu, o níž v budoucnu nejspíš ještě hodně uslyšíme.

———

Krása a pestrost ekologických společenstev současných korálových útesů povstala zřejmě z Karnské pluviální události v období pozdního triasu. Vedla k ní významná změna klimatu a zároveň chemismu tehdejších oceánů, která odstartovala doslova expanzivní vývoj u některých evolučních linií tehdejších organismů. Kredit: Mudasir Zainuddin; Wikipedie (CC BY-SA 4.0)

———

Short Summary in English: Carnian Pluvial Episode was a major change in global climate, which occured durind the Carnian Epoch (Late Triassic), about 233 million years ago. Although it does not belong among the „Big Five“ extinctions, it was probably one of the most important extinction events in the history of life on Earth. It probably started the rise of dinosaurs to dominance in the terrestrial ecosystems during the Jurassic and the Cretaceous periods.

———

Odkazy:

https://en.wikipedia.org/wiki/Carnian_Pluvial_Event

https://scitechdaily.com/discovery-of-a-new-mass-extinction-carnian-pluvial-episode-233-million-years-ago/

https://www.nature.com/articles/d41586-019-03699-7

http://www.sci-news.com/paleontology/carnian-mass-extinction-08857.html

https://theconversation.com/newly-discovered-mass-extinction-event-triggered-the-dawn-of-the-dinosaurs-146248

———

[1] Nesbitt, Sterling J.; Barrett, Paul M.; Werning, Sarah; et al. (2012). „The oldest dinosaur? A Middle Triassic dinosauriform from Tanzania“. Biology Letters. London: Royal Society. 9 (1): 20120949. doi: 10.1098/rsbl.2012.0949

[2] Langer, Max C.; Ramezani, Jahandar; Da Rosa, Átila A. S. (2018). „U-Pb age constraints on dinosaur rise from south Brazil“. Gondwana Research. Amsterdam: Elsevier. 57: 133–140. doi: 10.1016/j.gr.2018.01.005

[3] Sereno, Paul, C. (1999). „The Evolution of Dinosaurs“. Science. Washington, D. C.: American Association for the Advancement of Science. 284 (5423): 2137–2147. doi: 10.1126/science.284.5423.2137

[4] Júlio Cesar de Almeida Marsola & Max Cardoso Langer (2019). Dinosaur Origins. Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences 2019. doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.11846-9

[5] Massimo Bernardi, Piero Gianolla, Fabio Massimo Petti, Paolo Mietto & Michael J. Benton (2018). Dinosaur diversification linked with the Carnian Pluvial Episode. Nature Communications 9, Article number: 1499 (2018). doi: 10.1038/s41467-018-03996-1

[6] Furin, S.; Preto, N.; Rigo, M.; Roghi, G.; Gianolla, P.; Crowley, J. L.; Bowring, S. A. (2006). „High-precision U-Pb zircon age from the Triassic of Italy: Implications for the Triassic time scale and the Carnian origin of calcareous nannoplankton, lepidosaurs, and dinosaurs“. Geology. 34 (12): 1009–1012. doi: 10.1130/g22967a.1

[7] Matthew G. Baron (2020). Difficulties with the origin of dinosaurs: a comment on the current debate. Palaeovertebrata, 43 (1)-e3. doi: 10.18563/pv.43.1.e3

[8] Schlager, W.; Schöllnberger, W. (1974). „Das Prinzip stratigraphischer Wenden in der Schichtfolge der Nördlichen Kalkalpen“ (PDF). Österreichische Geologische Gesellschaft. 66–67: 165–193.

[9] Jacopo Dal Corso, Massimo Bernardi, Yadong Sun, Haijun Song, Leyla J. Seyfullah, Nereo Preto, Piero Gianolla, Alastair Ruffell, Evelyn Kustatscher, Guido Roghi, Agostino Merico, Sönke Hohn, Alexander R. Schmidt, Andrea Marzoli, Robert J. Newton, Paul B. Wignall and Michael J. Benton (2020). Extinction and dawn of the modern world in the Carnian (Late Triassic). Science Advances. 6(38): eaba0099. doi: 10.1126/sciadv.aba0099

[10] Jones, M. E. H.; Anderson, C. L.; Hipsley, C. A.; Müller, J.; Evans, S. E.; Schoch, R. (2013). „Integration of molecules and new fossils supports a Triassic origin for Lepidosauria (lizards, snakes, and tuatara)“. BMC Evolutionary Biology. 12: 208. doi: 10.1186/1471-2148-13-208

[11] Michael J. Benton, Massimo Bernardi and Cormac Kinsella (2018). The Carnian Pluvial Episode and the origin of dinosaurs. Journal of the Geological Society. 175: 1019-1026. doi: https://doi.org/10.1144/jgs2018-049

[12] Mueller, Steven; Krystyn, Leopold; Kürschner, Wolfram M. (2016). „Climate variability during the Carnian Pluvial Phase — A quantitative palynological study of the Carnian sedimentary succession at Lunz am See, Northern Calcareous Alps, Austria“. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 441: 198–211. doi: 10.1016/j.palaeo.2015.06.008

[13] Dal Corso, J.; Mietto, P.; Newton, R. J.; Pancost, R. D.; Preto, N.; Roghi, G.; Wignall, P. B. (2012). „Discovery of a major negative δ13C spike in the Carnian (Late Triassic) linked to the eruption of Wrangellia flood basalts“. Geology. 40 (1): 79–82. doi: 10.1130/g32473.1

[14] Tore G. Klausen, Niall W. Paterson & Michael J. Benton (2020). Geological control on dinosaurs’ rise to dominance: Late Triassic ecosystem stress by relative sea level change. Terra Nova. doi: https://doi.org/10.1111/ter.12480

[15] Rigo, M.; Preto, N.; Roghi, G.; Tateo, F.; Mietto, P. (2007). „A rise in the Carbonate Compensation Depth of western Tethys in the Carnian: deep-water evidence for the Carnian Pluvial Event“. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 246: 188–205. doi: 10.1016/j.palaeo.2006.09.013

[16] MacRae, R. A.; Fensome, R. A.; Williams, G. L. (1996). „Fossil dinoflagellate diversity, originations, and extinctions and their significance“. Canadian Journal of Botany. 74 (11): 1687–94. doi: 10.1139/b96-205

[17] Hornung, T.; Krystin, L.; Brandner, R. (2007). „A Tethys-wide mid-Carnian (Upper Triassic) carbonate productivity crisis: Evidence for the Alpine Reingraben Event from Spiti (Indian Himalaya)?“. Journal of Asian Earth Sciences. 30 (2): 285–302. doi: 10.1016/j.jseaes.2006.10.001

[18] Simms, M. J.; Ruffell, A. H. (1989). „Synchroneity of climatic change and extinctions in the Late Triassic“. Geology. 17 (3): 265–268. doi: 10.1130/0091-7613(1989)017<0265:soccae>2.3.co;2

———

Leave a Comment

Filed under Dějiny paleontologie, Jiné pravěké organizmy, O dinosaurech obecně, Spekulativní paleontologie

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *