Sự sống trên Trái đất phục hồi như thế nào sau sự kiện Đại tuyệt chủng?

Trong quá trình lịch sử của Trái đất, một số sự kiện tuyệt chủng hàng loạt đã phá hủy các hệ sinh thái, bao gồm cả một sự kiện nổi tiếng đã xóa sổ loài khủng long. Nhưng không có sự tàn phá nào khủng khiếp như sự kiện Đại tuyệt chủng diễn ra cách đây 252 triệu năm vào cuối kỷ Permi.

Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Proceedings of the Royal Society B cho thấy chi tiết sự sống phục hồi như thế nào so với hai sự kiện tuyệt chủng nhỏ hơn.

Nhóm nghiên cứu quốc tế bao gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc, Học viện Khoa học California, Đại học Bristol, Đại học Khoa học và Công nghệ Missouri và Học viện Khoa học Trung Quốc lần đầu tiên cho thấy sự kiện tuyệt chủng kỷ Permi khắc nghiệt hơn các sự kiện khác do sự đa dạng sinh học bị sụp đổ nghiêm trọng.

Để mô tả rõ hơn về sự kiện Đại tuyệt chủng, nhóm nghiên cứu đã tìm cách tìm hiểu lý do tại sao các cộng đồng không phục hồi nhanh chóng như các cuộc tuyệt chủng hàng loạt khác. Nguyên nhân chính là do cuộc khủng hoảng cuối kỷ Permi nghiêm trọng hơn nhiều so với bất kỳ cuộc tuyệt chủng hàng loạt nào khác, xóa sổ 19 trong số 20 loài.

Với sự tồn tại của chỉ 5% số loài, các hệ sinh thái đã bị phá hủy, điều này có nghĩa là các cộng đồng sinh thái phải tập hợp lại từ đầu.

Nhà nghiên cứu Yuangeng Huang, Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc, Vũ Hán, đã tái tạo lại mạng lưới thức ăn cho một loạt 14 tổ hợp sự sống trải dài từ kỷ Permi và kỷ Trias. Những tập hợp này được lấy mẫu từ miền bắc Trung Quốc, cung cấp một bức tranh về cách một khu vực trên Trái đất phản ứng với các cuộc khủng hoảng.

Đơn cử như vào cuối kỷ Permi, loài Pareiasaurs đã trở nên to lớn và được bọc thép để tự bảo vệ. Những loài ăn thực vật khác bao gồm Dicynodonts, bị săn mồi bởi Dinocephalians v.v… Nhưng hệ sinh thái phức tạp này đã sụp đổ trong sự kiện tuyệt chủng hàng loạt cuối kỷ Permi, và chỉ có một số loài động vật lưỡng cư sống sót.

Lưới thức ăn được tạo thành từ thực vật, động vật thân mềm và côn trùng sống trong ao và sông, cũng như cá, động vật lưỡng cư hay bò sát ăn chúng. Các loài bò sát có kích thước từ thằn lằn hiện đại đến động vật ăn cỏ nặng nửa tấn với đầu nhỏ, cơ thể giống như cái thùng khổng lồ và lớp vảy xương dày bao phủ bên ngoài.

Gorgonopsians răng cưa cũng đi lang thang, một số to lớn và mạnh mẽ như sư tử và có răng nanh dài để xuyên thủng lớp da dày. Khi những loài động vật này chết dần trong cuộc tuyệt chủng hàng loạt cuối kỷ Permi, không có gì thay thế cho chúng, để lại hệ sinh thái mất cân bằng trong mười triệu năm.

Sau đó, những con khủng long và động vật có vú đầu tiên bắt đầu tiến hóa trong kỷ Trias. Những con khủng long đầu tiên là loài nhỏ như loài ăn côn trùng hai chân dài khoảng một mét, nhưng chúng nhanh chóng trở nên lớn hơn và đa dạng hơn như loài ăn thịt hay thực vật.

"Yuangeng Huang đã dành một năm trong phòng thí nghiệm của tôi. Ông ấy đã áp dụng các phương pháp mô hình sinh thái cho phép xem xét các lưới thức ăn cổ đại và xác định mức độ ổn định hay không ổn định của chúng. Về cơ bản, mô hình phá vỡ mạng lưới thức ăn, loại bỏ các loài và kiểm tra sự ổn định tổng thể", nhà nghiên cứu Peter Roopnarine cho biết.

Trong khi đó, theo giáo sư Mike Benton từ Đại học Bristol: "Chúng tôi nhận thấy rằng sự kiện cuối kỷ Permi đặc biệt theo hai cách. Đầu tiên, sự sụp đổ về sự đa dạng nghiêm trọng hơn nhiều, trong khi trong hai cuộc tuyệt chủng hàng loạt khác, đã có những hệ sinh thái có độ ổn định thấp trước khi sụp đổ cuối cùng. Thứ hai, các hệ sinh thái phải mất một thời gian rất dài để phục hồi, có thể là 10 triệu năm hoặc hơn, trong khi sự phục hồi diễn ra nhanh chóng sau hai cuộc khủng hoảng kia".

Cuối cùng, việc mô tả đặc điểm của các cộng đồng đặc biệt là những cộng đồng đã phục hồi thành công cung cấp những hiểu biết rất có giá trị về cách các loài hiện đại có thể phát triển như thế nào khi con người đẩy hành tinh đến bờ vực tuyệt chủng.

"Đây là một kết quả mới đáng kinh ngạc. Cho đến nay, chúng tôi có thể mô tả lưới thức ăn, nhưng chúng tôi không thể kiểm tra độ ổn định của chúng. Sự kết hợp của các dữ liệu mới tuyệt vời từ các bằng chứng ở phía bắc Trung Quốc với các phương pháp tính toán tiên tiến cho phép chúng tôi đi sâu vào bên trong các ví dụ cổ xưa giống như cách chúng ta có thể nghiên cứu lưới thức ăn trong thế giới hiện đại", giáo sư Zhong-Qiang Chen, Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc, Vũ Hán nhấn mạnh.