Bagaimana Haba Ekstrim Boleh Menyebabkan Haiwan Mengecut

Lebih dari 50 juta tahun yang lalu, apabila Bumi mengalami siri peristiwa pemanasan global yang melampau, mamalia awal bertindak balas dengan mengecilkan saiznya.

Walaupun kerdil mamalia ini sebelum ini dikaitkan dengan yang terbesar dari peristiwa-peristiwa ini, penyelidikan baru menunjukkan proses evolusi juga boleh berlaku dalam peristiwa yang lebih kecil yang dikenali sebagai hyperthermals. Penemuan menunjukkan corak penting yang boleh membantu membentuk pemahaman tentang kesan mendasari perubahan iklim disebabkan manusia.

"Kami tahu bahawa semasa hyperthermals terbesar ini, yang dikenali sebagai Maximum Thermal Paleocene-Eocene, atau PETM, suhu meningkat 9 ke 14 darjah Fahrenheit dan sesetengah mamalia menyusut peratus 30 dari masa ke masa, jadi kami ingin melihat apakah corak ini berulang kali semasa acara pemanasan lain, "kata Abigail D'Ambrosia, seorang pelajar kedoktoran di University of New Hampshire dan pengarang utama kajian itu. "Harapannya adalah ia akan membantu kita mempelajari lebih lanjut mengenai kemungkinan kesan pemanasan global hari ini."

Untuk kajian ini, yang diterbitkan dalam Kemajuan sains, penyelidik mengumpul gigi dan serpihan rahang di rantau Bighorn Basin kaya Wyoming. Fokus mereka adalah pada beberapa mamalia awal termasuk Arenahippus, kuda awal saiz anjing kecil, dan Diacodexis, seorang pendahulu berukuran kelinci untuk mamalia berkuku.

Menggunakan saiz gigi molar sebagai proksi untuk saiz badan, para penyelidik mendapati penurunan secara statistik secara statistik dalam saiz badan mamalia 'semasa hiperhermal kedua yang lebih kecil, yang dipanggil ETM2. Arenahippus menurun sebanyak kira-kira 14 peratus, dan Diacodexis dengan kira-kira 15 peratus.


grafik langganan dalaman


Serpihan Arekaippus rahangFragmen rahang Arenahippus (dengan 2nd dan 3rd molars), seperti yang ditemui di lapangan. Untuk skala: Petua pahat adalah ~ 1 cm lebar. (Kredit: University of New Hampshire)

"Kami mendapati bukti kerdil mamalia semasa hiperthermal kedua ini. Bagaimanapun, ia kurang ekstrim daripada semasa PETM, "kata D'Ambrosia. "Semasa ETM2, suhu hanya meningkat kira-kira 5 darjah Fahrenheit dan ia lebih pendek, hanya bertahan 80,000 hingga 100,000 tahun, kira-kira separuh selagi PETM yang lebih besar.

"Memandangkan perubahan suhu lebih kecil, ini menunjukkan bahawa terdapat hubungan antara magnitud peristiwa pemanasan global dan tahap dwarfisme mamalia yang berkaitan."

Coauthor Philip Gingerich, ahli paleontologi di Universiti Michigan, dan pelajarnya mengumpul beberapa fosil yang dianalisis dalam kajian itu. Mereka bekerja dengan ahli pasukan lain untuk mencari fosil dari bahagian stratigrafi yang sama yang menghasilkan bukti isotop dalam perubahan iklim. Fosil yang digunakan dalam kajian ini adalah dari Muzium Paleontologi Universiti Michigan.

"Apa yang penting mengenai penemuan ini ialah mereka meniru, memanjangkan, dan mengukuhkan pemerhatian yang pertama dibuat berkaitan dengan kejadian PETM yang lebih tua dan lebih besar mengenai pemanasan rumah hijau global, menunjukkan bahawa banyak mamalia bertindak balas kepada pemanasan global dengan berkembang menjadi lebih kecil," kata Gingerich, profesor emeritus sains bumi, biologi evolusi dan antropologi, dan kurator emeritus di Muzium Paleontologi.

Perubahan yang diperhatikan dalam saiz badan haiwan boleh menjadi tindak balas evolusi untuk mewujudkan cara yang lebih berkesan untuk mengurangkan haba badan. Saiz tubuh yang lebih kecil akan membolehkan haiwan menyejukkan lebih cepat. Ketersediaan dan kualiti nutrien dalam tumbuh-tumbuhan juga mungkin memainkan peranan.

Kajian terdahulu menunjukkan bahawa kedua-dua PETM dan hyperthermals ETM2 bertepatan dengan peningkatan tahap karbon dioksida di atmosfera. Ini mungkin mempunyai kualiti nutrien yang terhad dalam tumbuh-tumbuhan, yang mungkin menyumbang kepada saiz badan mamalia yang lebih kecil.

Rekod hidrologi semasa PETM juga mencadangkan hujan yang kurang dan kemarau, yang boleh membawa kepada tanah yang kering dan juga kebakaran hutan, yang mungkin telah menjejaskan pertumbuhan tumbuh-tumbuhan dan, mungkin, saiz keturunan dalam mamalia. Selepas kedua-dua peristiwa hiperthermal, saiz badan semua mamalia pulih.

Karbon dioksida yang dikeluarkan semasa kedua-dua hyperthermals mempunyai jejak yang sama dengan bahan api fosil hari ini. Penyelidik berharap bahawa membangunkan pemahaman yang lebih baik tentang hubungan antara perubahan dalam saiz badan mamalia semasa peristiwa itu dan pemanasan global yang disebabkan oleh gas rumah hijau hari ini dapat membantu untuk meramalkan kemungkinan perubahan ekologi pada masa depan sebagai tindak balas terhadap perubahan iklim hari ini.

William Clyde dari University of New Hampshire, Henry Fricke dari Colorado College, dan Hemmo Abels dari Delft University of Technology, Belanda adalah coauthors of the study.

sumber: Universiti Michigan

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon