Ziemia w swojej historii nie raz doświadczała masowych wymierań organizmów, które ją zasiedlały. Najbardziej dramatyczne wymierania zaliczane są do tzw. wielkiej piątki i miały miejsce: w późnym ordowiku, późnym permie, późnym dewonie, późnym triasie oraz późnej kredzie.

Geolodzy z Uniwersytetu Śląskiego wzięli na warsztat nieco mniej znane, ale również dramatyczne masowe wymieranie – tzw. zdarzenie Hangenberg, które nastąpiło w późnym dewonie, 360 mln lat temu (kilkanaście milionów lat po wymieraniu dewońskim z wielkiej piątki). Pokazali, że jedną z przyczyn tego wymierania mógł być wzrost w wodach morskich i oceanicznych poziomu toksycznej metylortęci.

O badaniach – opublikowanych w „Scientific Reports” – poinformował w przesłanym PAP komunikacie pierwszy autor badań dr Michał Rakociński z UŚ (https://www.nature.com/articles/s41598-020-64104-2).

Późny dewon jest określany złotym wiekiem żyjących w toni morskiej: amonitów (głowonogów sławnych ze swoich spiralnych skorup), zwierząt konodontowych (wiemy o nich głównie za sprawą szczątków ich uzębienia) oraz ryb pancernych. Zwierzęta te przetrwały wymieranie dewońskie 372 mln lat temu, ale zdarzenie Hangenberg kilkanaście mln lat później dopełniło ich los.

Rysunek ilustrujący epizod wymierania w trakcie zdarzenia Hangenberg (ok. 360 mln lat temu; rys. Karolina Paszcza).

Szacuje się, iż w trakcie kryzysu Hangenberg wymarło około 50 proc. rodzajów morskich organizmów, a szczególnie mocno ucierpiały organizmy pelagiczne (żyjące w toni wodnej). Ryby pancerne wymarły całkowicie, amonitowate – prawie zupełnie, a zwierzęta konodontowe – poważnie ucierpiały.

Dodatkowo w trakcie tego kryzysu w skali globalnej rozwijały się warunki beztlenowe w morskich zbiornikach, które szczególnie dotknęły wiele grup organizmów przydennych.

W ostatnich latach udokumentowano, że do masowych wymierań może doprowadzić wpływ wzmożonego wulkanizmu. A niewątpliwym dowodem na aktywność wulkaniczną byłyby anomalne koncentracje rtęci w warstwach skalnych odpowiadających interwałom masowych wymierań.

Polscy badacze właśnie stwierdzili obecność takich wysokich anomalii rtęciowych w skałach z pogranicza dewon-karbon w Alpach Karnickich (Austria i Włochy). To zaś pozwoliło wnioskować o intensywnej aktywności wulkanicznej podczas zdarzenia Hangenberg.

Wulkany to jednak nie wszystko. Powstająca w wyniku ich erupcji rtęć w nieorganicznej postaci (Hg) jest uważana za wysoce szkodliwy pierwiastek. Jednak do organizmu włączanych jest między 2 a 38 proc. rtęci nieorganicznej. Bardziej toksyczna i niebezpieczna jest rtęć w formie organicznej – tzw metylortęć. Ta silna neurotoksyna jest niemal całkowicie wchłaniana przez organizm, a co gorsza koncentruje się w organizmach zajmujących wyższe piętra w piramidzie troficznej (obecnie to np. ryby, ptaki i ssaki).

„Nawet małe koncentracje metylortęci w wodzie morskiej mogą mieć zabójczy wpływ na życie organiczne. A współcześnie stanowi ona zagrożenie dla ludzi spożywających zwierzęta zawierające podwyższone koncentracje metylortęci” – podkreśla Michał Rakociński z Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach.

Polskim naukowcom udało się po raz pierwszy na świecie stwierdzić obecność metylortęci w osadach kopalnych reprezentujących zdarzenie Hangenberg.

Stwierdzona w późnodewońskich morskich osadach z Austrii metylortęć powstała w procesie metylacji nieorganicznej rtęci pochodzenia wulkanicznego – przez bakterie. To one więc sprawiły, że z pierwiastka gorzej wchłanianego przez zwierzęta powstał związek o wiele bardziej dla nich zabójczy.

„Zatem oprócz globalnie wówczas panującego niedotlenienia wód, trująca metylortęć byłaby kolejnym bezpośrednim czynnikiem powodującym masowe wymieranie u schyłku dewonu” – podsumowują autorzy badań.

“Dotychczas nikt nie szukał w zapisie kopalnym śladów metylortęci. Jest to pierwsze tego typu badanie, mam nadzieję, że otwierające nowe perspektywy badawcze przy okazji innych wymierań” – komentuje dla PAP dr Rakociński.

Autorami artykułu w „Scientific Reports” są oprócz Michała Rakocińskiego geolodzy z Uniwersytetu Śląskiego: Leszek Marynowski, Agnieszka Pisarzowska i Michał Zatoń, oceanolodzy z Instytutu Oceanologii PAN w Sopocie: Jacek Bełdowski i Grzegorz Siedlewicz. Współautorami publikacji są także włoskie badaczki Maria Cristina Perri i Claudia Spalletta z Uniwersytetu w Bolonii oraz specjalizujący się w geologii Alp Karnickich austriacki geolog Hans Peter Schönlaub.

PAP – Nauka w Polsce