Fanerozoické biotické krize uBiotické krize, hromadná vymírání - vyhynutí významné části světové bioty v geologicky krátkém časové období (1997, Hallam a Wignall) - zvraty ve vývoji ekosystémů – přerušení rovnováh ustatistická analýza globální diverzifikace ukázuje na růstové křivce biodiverzity „strmá přerušení“ - vyšší míra vymírání oproti rychlosti vzniku nových taxonů -průměrná délka existence druhu je 1 – 3 miliony let uZměny paleodiverzity odvozené ze dvou paleontologických databází u- „klasická“ křivka vývoje biodiverzity Raup a Sepkoski + Sepkoski u- Paleobiology database (PBD) - https://paleobiodb.org u“Big Five” (Raup a Sepkoski) uHromadná vymírání se statisticky významně vyššími ztrátami biodiverzity než průměr okolí (pozadí) ukonec ordoviku upozdní devon ukonec permu ukonec triasu ukonec křídy u Hirnantská biotická krize konec ordoviku u 85% marinních druhů (2. největší fanerozoické vymírání) u uDva pulzy vymírání odpovídající počátku a konci pozdně ordovické glaciace Gondwany uŽádná z dílčích příčin nebyla tak letální, ale selektivně odstraňovala některé skupiny organizmů u1. pulz - nástup glaciace: - pád hladiny o 100 m - vznik výrazného termálního gradientu mezi póly a rovníkem Hirnantská biotická krize upřed hirnantem byly oceánské vody výrazně stratifikované, s omezenou cirkulací u Hirnantská biotická krize uZalednění Gondwany uChladné vody ze zaledněné Gondwany způsobily výraznou termální oceánskou cirkulaci - chladné prokysličené vody klesaly hlouběji - upwelling živin a toxických látek z hlubokých oceánů - nárůst bioproduktivity = úbytek prokysličení - dopad na bentická i planktonická společenstva u Hirnantská biotická krize uPád hladiny – zánik epikontinetáních moří uprvní zásah do šelfových společenstev Hirnantská biotická krize u uPre-hirnantská společenstva výrazně endemická uPo prvním vymíracím pulzu nahrazena kosmopolitními (nejvíce kosmopolitní pro celé fanerozoikum) uchladnomilná kosmopolitní společenstvo - hirnantská fauna uúzký tropický pás (edgewoodská provincie) u uPre-hirnantská společenstva výrazně endemická uPo prvním vymíracím pulzu nahrazena kosmopolitními (nejvíce kosmopolitní pro celé fanerozoikum) uchladnomilná kosmopolitní společenstvo - hirnantská fauna uúzký tropický pás (edgewoodská provincie) u2. pulz – deglaciace - glaciace byla krátká; cca 500 ka – její rychlý nástup a konec nedal možnost biotě se evolučně přizpůsobit u Hirnantská biotická krize u2. pulz – deglaciace po konci glaciace hladina oceánů rychle rostla, termální gradient oceánů byl opět snížen a cirkulace se zpomalila u= vymírání Hirnantské fauny Hirnantská biotická krize uMnoho společenstev a taxonů přežilo v úzkém hirnantském tropickém pásu Edgewoodské provincie uPo oteplení došlo k jejich rozšíření do karbonátových prostředí během siluru uRaně silurská společenstva – méně komplexní, méně specializovaná uKosmopolitní společenstva typická pro většinu siluru u u Kellwasserská biotická krize (frasn/famen) u20% čeledí u82% druhů u u Kellwasserská biotická krize uzávěr frasnu umultifázová událost uglobálně rozšířené ukládání organikou bohatých sedimentů (typicky černých břidlic) uSpodní kellwasserský horizont (LKWH) / událost (konodontová zóna pozdní rhenana) uSvrchní kellwaserský horizont (UKWH) / událost u(konodontová zóna linguiformis) u u u Hillbun et al. 2015 ud Fig. 12. New model for the Kellwasser Events invoking eutrophication and enhanced surface productivity as a causal mechanism for episodic dysoxia and sustained anoxia, both along continental shelves (model modified from Bond et al., 2004), and along island arc coastlines in the open ocean (model modified from a topographic transect across the Marianas Islands, commonly used as a modern analogue for the Late Devonian tectonic setting of the Hongguleleng Formation). Fig. 13. Climate modeling using reconstructions of the Late Devonian paleogeography shows no correlation between upwelling and organic-rich shale beds. Image adapted from Blakey (2008) and Ormiston and Oglesby (1995). u Fig. 12. Scheme showing the migration of North Paleotethyan foraminiferal fauna and inferred major climatic oscillations in late Devonian and early Carboniferous and their correlation with early Carboniferous glacial age and North American stable isotope record. Based on Kalvoda (2002) and Mii et al. 1999. Biotická krize na hranici perm-trias •Vymírá 96% marinních druhů; •49% mořských a 63% terestrických čeledí • Zotavování bentosu po celý raný trias •největší fanerozoická restrukturalizace ekosystémů str Nejvíce postiženy mořské ekosystémy Výrazná decimace karbonát produkujících organizmů (acidifikace oceánů) u str uúplně vymírají trilobiti, paleozoičtí koráli, utéměř všichni amoniti – mizí goniatitový šev, uvětšina planktonu u Terestrická prostředí - tetrapodi -75 % čeledí (therapsii, obojživelníci) uhmyz – z 27 řádů mizí 8 a 10 silně redukováno u u uvýlevy čedičů na povrch (2,5 milionů km2, mocnost až 4 km, ustáří 252.6 Ma u uKrátkodobé ochlazení kvůli zastínění vulkanickými aerosoly u u u u u Příčiny: masivní vulkanizmus – sibiřské trapy -následné výrazné oteplení -snížení atmosférického a mořského O2; - globální anoxie / euxinie celý pozdní perm vrcholící P-T superanoxií - nárůst oceánského CO2 (hyperkapnie) --tání hydrátů metanu (možné spuštění výlevy láv) - oxidace CH4 --- vzrůst CO2 --- vzrůst CO2 , např. také kvůli chybějícím útesům --- zesílení skleníkového efektu růst teplot na rovníku o 7°C ; na pólech o 20 °C. - regrese ve sv. permu a transgrese ve sp. triasu u The end-Permian mass extinction: a still unexplained catastrophe Shu-zhong Shen1,∗ and Samuel A. Bowring2 Fig. 1. Stratigraphic distribution of the Late Permian and Early-Middle Triassic reef types. Late Permian and Triassic timescale based on U-Pb radiometric dates after Cohen et al. (2013). Occurrences of metazoan reefs and ranges of reef ecosystems are based on Pruss et al. (2007), Baud et al. (2008), Brayard et al. (2011), Martindale et al. (2017) and Friesenbichler et al. (2018). The red starburst indicates the new microconchid bioconstructions reported in the present paper. Griesb. – Griesbachian, Dien. – Dienerian. (For interpretation of the references to colour in this figure legend, the reader is referred to the web version of this article.) •Životní prostředí v raném triasu bylo zásadně zdevastováno •Drastický úbytek vegetačního pokryvu a značná eroze půdy •cca 10 Ma geologického záznamu bez -uhlí - sedimentů meandrujících řek - organických útesů Výrazný rozvoj diverzity po P/T vymírání •Uvolnění nik •Evoluční závody: Rozvoj „lépe vyzbrojených“ predátorů (např. kostnaté ryby schopné drtit schránky – durofágní ryby a plakodonti; rychle plavající žraloci a mořští plazi …) = jejich oběti se musely lépe bránit: hlubší zahrabání do substrátu, rychlejší plavání, ztlušťování schránek … • Pozdně triasová biotická krize •mizí až 50% známých triasových druhů v mořských i kontinentálních prostředí •34% (48%) mořských rodů •20% (23%) čeledí •vymírají - konodonti - ceratitidní amoniti - mnoho čeledí brachiopodů, gastropodů, mlžů, - mnozí mořští plazi - nedinosauří archosauři a také většina synapsidů, z nichž přežili jen praví savci. • • - díky této katastrofě mohli dinosauři ovládnout suchozemské ekosystémy v juře a křídě. •Málo postiženi byli: - dinosauři, pterosauři, krokodýli, želvy, savci a ryby - Flóra nevykazuje významné změny diverzity • u • Příčiny: Počátek vymírání synchronní s aktivitou centrálně atlantické magmatické provincie (CAMP) •SO2 a sulfátové aerosoly způsobili ochlazení •Následováno greenhouse oteplením, toxikací ekosystémů a rozšíření anoxie •fluktuace mořské hladiny • -složeno z většího množství fází v dlouhém časovém úseku (cca 20 Ma) -proto je mnoha autory zpochybňováno zařazení vymírání na konci triasu do velké pětky vymírání Biotická krize na hranici křída-paleogén •Ovlivněny mořské i kontinentální ekosystémy • mizí 25 % všech živočišných čeledí a 76 % druhů • •Vymírají - dinosauři, pterosauři, ichtyosauři, mosasauři - amoniti, belemniti, rudisti •Decimovány: ježovky, koráli, žraloci •Výrazně postihlo i vápnitý nanoplankton, planktonní foraminifery, radiolárie •¾ krytosemenných rostlin Málo zasažené skupiny: savci, želvy, krokodýli, hadi a obojživelníci • Příčiny: •impakt (Yucatan) - Multifaktorialní událost - terestrické eventy jsou kombinované s mimozemskými, řada pulsů měnících ekosystém během 1-2 miliónů let završených impaktem. nejlépe prozkoumaná událost. Deccan •výlevy plateau bazaltů (dekkanské trapy v záp. Indii) •jedna z největších vulkanických oblastí světa. více než 2,000 m mocné ploché uloženiny láv pokrývají oblast cca 450. 000 km2 •objem čedičů je odhadován na 512,000 km3( srovnání: 1980 erupce Svaté Heleny produkovala 1km3 vulkanického materiálu) - silná anoxie oceánů - ochlazení mořské vody Uvolnění životních prostor v oceánech i na kontinetech = prudký rozvoj nových skupin organizmů především III. moderní fauny během paleogénu a neogénu: - oceánský plankton -kostnaté ryby (zcela nahradily biologicky hlavonožce) - savci (země, voda, vzduch) - ptáci - hmyz - ve spolupráci s ním rozvoj krytosemenné flóry (trávy, kvetoucí rostlinstvo)