Zhruba před 66 miliony let došlo ke katastrofické události, která vyhubila tři čtvrtiny všech rostlinných a živočišných druhů na Zemi, zejména pak dinosaury. Vědce už dlouho zajímá odpověď na otázku, proč tolik druhů vyhynulo, zatímco jiné přežily. Možnou odpověď nabízí nový článek publikovaný v odborném časopise Nature.
Vědci dospěli k závěru, že jedním z důvodů je roční období, ve kterém asteroid Zemi zasáhl. Na základě analýzy zkamenělých ryb zabitých bezprostředně po dopadu zjistili, že k vymírání došlo v okamžiku, kdy bylo na severní polokouli jaro. Událost tak přerušila reprodukční cykly mnoha živočichů i rostlin.
Asteroid, který zničil život
Nejrozšířenější vysvětlení toho, co způsobilo katastrofální masové vymírání, je známé jako „Alvarezova hypotéza“, podle zesnulého fyzika Luise Waltera Alvareze a jeho syna, geologa Waltera. V roce 1980 přišli s vysvětlením, že vymírání mohlo být způsobeno dopadem masivního asteroidu nebo komety.
Za nejpravděpodobnějšího viníka byl považován bludný asteroid z pásu asteroidů. V loňském roce nabídli harvardští astronomové alternativního kandidáta: zvláštní druh komety pocházející z Oortova oblaku na okraji naší sluneční soustavy, jež byla gravitací Jupiteru vymrštěna z dráhy směrem ke Slunci. Prozatím je však všeobecně přijímán názor, že se jednalo spíše o bludný asteroid.
Nejpravděpodobnějším místem dopadu je velký kráter, který geofyzici poprvé objevili koncem 70. let 20. století v Chicxulubu v Mexiku na poloostrově Yucatán. V roce 2016 byly v rámci vědeckého projektu pro výzkum oceánů odebrány vzorky z vrcholového prstence kráteru, které potvrdily, že hornina byla po dobu několika minut vystavena obrovskému tlaku.
O čtyři roky později byl ve článku publikovaném v časopise Nature Communications učiněn závěr, že objekt dopadl pod nejhorším možným úhlem a způsobil maximální škody.
Jedni přežili, druzí ne. Proč?
Objekt byl dostatečně velký (mezi 11 a 81 kilometry) na to, aby roztavil, otřásl a vymrštil žulu z hlubin Země, pravděpodobně způsobil obrovské tsunami a vyvrhl vypařenou horninu do atmosféry. Geologicky byly zdokumentovány také rozsáhlé lesní požáry.
Vědci odhadli, že se při dopadu uvolnila energie více než miliardkrát větší než při svržení atomových bomb na Hirošimu a Nagasaki v roce 1945. To vše mělo ničivý vliv na globální klima, což vedlo k masovému vymírání.
Křídovo-paleogenní vymírání však zůstávalo pro vědce hádankou, protože bylo velmi selektivní. Vyhynuli všichni neptačí dinosauři, pterosauři, amoniti a téměř všichni mořští plazi, ale přežilo mnoho druhů savců, ptáků, krokodýlů a želv. Autoři nejnovější vědecké práce vyslovili hypotézu, že to, které druhy zahynuly a které přežily, možná ovlivnilo sezónní načasování dopadu.
Jako zajímavá se v dalším výzkumu ukázala lokalita v Severní Dakotě. Dopad asteroidu byl tak silný, že rozkolísal kontinentální desku a způsobil obrovské vlny v řekách a jezerech, které přenesly tuny sedimentů. Sediment doslova pohřbil zaživa ryby v těchto jezerech a řekách.
Mezitím se z nebe těsně po dopadu snesly skleněné kuličky roztavené horniny, které se usadily v žábrách umírajících ryb. To vše vytvořilo naleziště Tanis, na kterém je krásně zachovalý zkamenělý ekosystém.
Odpovědi přinesly ryby
Spoluautorka studie Melanie During z Uppsalské univerzity se na naleziště Tanis vydala a vykopala několik vzácných zkamenělých exemplářů ryb: konkrétně pádlovce a jesetera. Vzorky zahrnovaly tři kosti a zuby spodní čelisti veslonohých ryb a tři prsní ploutve jeseterů. „Bylo nám jasné, že tyto kosti musíme analyzovat, abychom získali cenné informace o okamžiku dopadu,“ řekla.
Vědci pořídili rentgenové snímky vzorků, ze kterých vytvořili 3D modely. Poté na tyto virtuální modely promítli vzorce růstu kostí. Tímto způsobem byli schopni lépe vizualizovat sezónní výkyvy v průběhu životního cyklu ryb.
Data také odhalila, že v žábrách ryb byly přítomné skleněné kuličky, které se neobjevily nikde jinde, což jasně naznačuje, že k jejich vzniku došlo téměř současně s příchodem silných vln nesoucích sedimenty. To zase „naznačuje, že [ryby] byly během dopadu a posledních minut křídy naživu a hledaly potravu,“ napsali autoři.
Následně byly odebrány vzorky z kostí všech exemplářů a byly studovány pod mikroskopem. Oba typy kostí rostou prostřednictvím vylučování řad osteoblastů (velkých buněk zodpovědných za syntézu a mineralizaci kostí). Vědci ve vzorcích rozpoznali linie zastaveného růstu, které jsou (podobně jako letokruhy stromů) klíčovými ukazateli ročních růstových cyklů v průběhu života ryby. Je také známo, že rozmístění, tvar a velikost kostních buněk kolísá v závislosti na ročním období.
Dopad přišel na jaře
Analýza ukázala, že všechny ryby přestaly růst a uhynuly v době, kdy začínala nová růstová zóna. Ryby tedy pravděpodobně uhynuly v počáteční fázi nejpříznivějšího růstového období: na jaře.
„U všech studovaných ryb lze sledovat hustotu a objem kostních buněk v průběhu několika let a ty ukazují, zda bylo jaro, léto, podzim nebo zima,“ uvedl spoluautor studie Dennis Voeten. „Viděli jsme, že hustota i objemy buněk rostly, ale v roce úhynu ještě nedosáhly vrcholu, což znamená, že se růst náhle zastavil.“
During a její kolegové dále provedli analýzu izotopů uhlíku, aby se dozvěděli více o stravování ryb v průběhu roku. Nejvíce potravy by mělo být mezi jarem a podzimem a veškerý plankton, který ryby pozřely, měl obohatit rostoucí kostru, čímž by zvýšil poměr mezi těžším izotopem uhlíku-13 a lehčím izotopem uhlíku-12.
To se ukázalo při zkoumání jednoho ze vzorků pádlovců. „Signál izotopu uhlíku v celém záznamu růstu tohoto nešťastného pádlovce potvrzuje, že sezóna ještě nevyvrcholila – smrt přišla na jaře,“ řekla During.
Dřívější studie předpokládaly, že k dopadu došlo v červnu. Vycházely z důkazů o abnormálním zmrznutí v zachovaných v paleobotanických vzorcích. Podle During však byly základní předpoklady těchto dřívějších studií mezitím vyvráceny. Namísto toho nyní vědci předpokládají jarní dopad, který spustil řadu jevů, jež v různém časovém horizontu vyhubily jednotlivé druhy.