A grande extinção do final do Pérmico – parte 2

Com tantas alterações ambientais no final do Pérmico, há 251 milhões de anos (Ma), não admira que a vida estivesse no limbo – ao aumento prolongado e constante da temperatura global, acidificação do oceano, estagnação das correntes oceânicas e anóxia até em águas superficiais, as erupções prolongadas dos traps da Sibéria trouxeram episódios repetidos e curtos de grande arrefecimento, destruição da camada de ozono e libertação de compostos tóxicos como hidratos de metano e compostos de enxofre.

Causas e efeitos das graves alterações ambientais no final do Pérmico - Fonte: Saunders & Reichow 2009

A reconstrução do impacto que estas alterações tiveram na Vida está dependente da qualidade do registo fóssil, e só recentemente, nos anos 1990, se começaram a encontrar jazidas com um registo relativamente completo das porções final e média do Pérmico. Estas indicam que a extinção do Pérmico não foi um evento único, concentrado na sua parte final há 251 Ma, mas que consistiu de uma série de pulsos de extinção. A primeira fase, conhecida como a “Extinção de Olson” (o hiato do registo fóssil foi identificado pela primeira vez pelo paleontólogo Everett Olson), deu-se no início do Pérmico Médio (há 270 Ma), o Guadalupiano, e caracterizou-se pela extinção de dois terços dos vertebrados terrestres. As comunidades recuperaram com alguma rapidez, mas sem atingir os níveis anteriores até que se deu uma segunda fase de extinção, conhecida como o evento do final da Guadalupiano, há 260 Ma. A natureza deste evento ainda não está bem esclarecida, com alguns autores a defenderem que foi um evento catastrófico que eliminou mais de 50% dos invertebrados marinhos, e outros a afirmarem que consistiu na gradual perda de biodiversidade que decorreu desde essa época até ao final do Pérmico. De qualquer forma, não parecem haver grandes dúvidas que no final do Pérmico deu-se o grande evento de extinção. A análise de comunidades de animais marinhos revela que aproximadamente 80-90% de todas as espécies desapareceram, enquanto que em terra 70% dos vertebrados terrestres não passaram a fronteira.

Para além da perda de diversidade, outros indicadores de grandes perturbações de biodiversidade incluem o tamanho reduzido dos animais que sobreviveram, falta de vestígios de actividade de animais do fundo do mar e depósitos sedimentares sem vestígios orgânicos como carvões ou restos de recifes.

Uma outra maneira de olhar para esta extinção é analisar as consequências fisiológicas dos factores de stress sobre os organismos. Estas podem ser inferidas pela análise de características morfológicas directamente relacionadas com a fisiologia, e pela comparação com organismos actuais.

O pano de fundo das alterações ambientais, o aumento de temperatura, tem consequências fisiológicas e comportamentais conhecidas em muitos organismos, como a alteração das épocas de reprodução, mecanismos de determinação sexual ou o próprio metabolismo básico.

A acidificação dos oceanos afectou sobretudo os animais com esqueletos carbonatados, como os braquiópodes - Fonte: Mark Wilson (http://commons.wikimedia.org/wiki/User:Wilson44691)

O aumento do nível de dióxido de carbono (CO2) teve consequências na fisiologia dos organismos aquáticos, algo verificado experimentalmente mesmo para níveis relativamente baixos de concentração de CO2 – se a perda de viabilidade de organismos se mantiver pequena mas constante ao longo de gerações é suficiente para, em poucos séculos, ter consequências catastróficas para populações de muitas espécies. O aumento de CO2 nas águas, e consequente acidificação destas, é um grande entrave à formação de esqueletos carbonatados, presentes em muitos grupos marinhos como equinodermes, moluscos, corais e braquiópodes, e o registo fóssil mostra que estes foram os mais afectados pela extinção em massa – o aumento de CO2 pode ter actuado como principal factor de selectividade na extinção dos animais marinhos.

Em ambiente terrestre, embora as plantas possam em parte beneficiar do aumento de CO2 para a fotossíntese, ele causa um aumento da acidificação do solo.

No mundo actual, condições de anóxia prolongada conseguem matar todos os animais marinhos, logo os animais que sobreviveram às condições de anóxia no Pérmico foram os poucos que conseguiram refúgio em águas com teores de oxigénio aceitáveis. É interessante verificar que uma perda de habitat de 90% normalmente está correlacionada com a extinção de 50% das espécies, por isso uma taxa de extinção próxima de 90% no Pérmico implica que apenas uma porção muito reduzida de habitat ficou disponível. As condições de anóxia também beneficiam produtores primários com capacidade de fixação de azoto, como as cianobactérias, em detrimento de algas, e esta alteração na composição do fitoplâncton marinho foi mais um stress para os organismos aquáticos

A bactéria actual Desulfonema limicola, uma bactéria redutora de enxofre característica de águas anóxicas - Fonte: MicrobeWiki (http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Desulfonema_limicola)

Como já vimos anteriormente, estas condições de anóxia levaram à proliferação de bactérias redutoras de enxofre, evidenciado pela preservação de altos teores de compostos de enxofre tóxicos como o ácido sulfídrico (H2S), que impedem a actividade respiratória das células eucarióticas. Embora haja organismos com níveis variáveis de tolerância, esta nunca é total, pelo que os níveis anormalmente elevados de H2S que escaparam para a atmosfera, pelo menos centenas de vezes superiores aos actuais, foram mortais para uma percentagem considerável dos seres vivos terrestres.

Os gorgonópsidos (como este Dinogorgon rubidgei), grandes predadores do Pérmico, desapareceram no final deste período - Fonte: Dmitry Bogdanov (http://commons.wikimedia.org/wiki/Creator:Dmitry_Bogdanov)

Todas estas evidências sugerem que houve uma actuação concertada, sinergística, de todas estas causas que levaram à maior crise de biodiversidade que conhecemos, e que levou à extinção de uma grande parte dos invertebrados marinhos (incluindo as trilobites, os escorpiões-marinhos, graptólitos e uma grande parte dos braquiópodes, moluscos e equinodermes), várias ordens de insectos terrestres, a dois terços das famílias de vertebrados terrestres e que levou à substituição da flora dominante.

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No próximo post: a recuperação dos ecossistemas após a extinção e (agora sim!) as lições que podemos tirar para a nossa situação actual

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A grande extinção do final do Pérmico – parte 1

A grande extinção do final do Pérmico – parte 2

A grande extinção do final do Pérmico – parte 3

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Referências

– Clapham, M., Shen, S., & Bottjer, D. (2009). The double mass extinction revisited: reassessing the severity, selectivity, and causes of the end-Guadalupian biotic crisis (Late Permian) Paleobiology, 35 (1), 32-50 DOI: 10.1666/08033.1 (link)

– KNOLL, A., BAMBACH, R., PAYNE, J., PRUSS, S., & FISCHER, W. (2007). Paleophysiology and end-Permian mass extinction Earth and Planetary Science Letters, 256 (3-4), 295-313 DOI: 10.1016/j.epsl.2007.02.018 (link)

– Sahney, S., & Benton, M. (2008). Recovery from the most profound mass extinction of all time Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 275 (1636), 759-765 DOI: 10.1098/rspb.2007.1370 (link)

– Saunders, A., & Reichow, M. (2009). The Siberian Traps and the End-Permian mass extinction: a critical review Chinese Science Bulletin, 54 (1), 20-37 DOI: 10.1007/s11434-008-0543-7 (link)