Ugrás a tartalomhoz

História 2002-056

Glatz Ferenc , Láng István , Pálfy József , Medzihradszky Zsófia , Farkas Ildikó , Farkas Ildikó , Mészáros Ernõ , Vajda György , Glatz Ferenc , Glatz Ferenc , Muszatov, Valerij , Keresztessy Csaba , Marx György , Papp Júlia , Ravasz Károly , Ravasz Károly , Anderle Ádám , Farkas Ildikó , Farkas Ildikó , Farkas Ildikó , Farkas Ildikó , Stampa László , Farkas Ildikó , Held József

História

4. fejezet -

Az élõvilág sokféleségének története

PÁLFY József

Az élővilág sokféleségének története

Az emberi történelem legalább három ponton kapcsolódik szorosan az élő természet történetéhez. Fajunk, a Homo sapiens biológiai evolúció eredményeképp emelkedett ki az állatvilágból. Eredetünk beilleszthető az állatvilág leszármazási kapcsolatainak rendszerébe. Egy vagyunk csak a Földet benépesítő1,7 millió ismert faj közül. Egy faj, amely azonban tudatos volta miatt olyannyira eltérő a többitől, hogy különbözőségének kialakulását a legmagasabb szintű evolúciós ugrások közé sorolhatjuk.

Egy másik fontos megállapítás, hogy az emberi történelmen végigvonul a természet kiaknázása. A természeti erőforrások, ezen belül az élő környezet erőforrásainak mind intenzívebb használata a társadalmi és technológiai fejlődés egyik alappillére.

Rendkívüli jelentőségű az emberi tevékenységnek az élő és élettelen természetre gyakorolt hatása is. A mind fejlettebb társadalmak és a hatványozottan gyarapodó népesség egyre nagyobb fokú környezetátalakítást végeznek, mely káros az élővilágra. Kezdetben az élőlényekkel való közvetlen egymásra hatás (pl. vadászat) révén, később egyre inkább az élőhelyek birtokba vétele és a környezet jellemzőinek megváltoztatása miatt. Az ember természetátalakító tevékenysége nagyságrendileg és minőségileg meghaladja bármely más fajét. Annak megértéséhez és megítéléséhez, hogy mekkora hatású és jelentőségű az ember által okozott természetpusztítás, segítséget nyújt a következő kérdések tisztázása:

Hogyan alakult ki az élővilág sokfélesége, azaz a biodiverzitás?

Voltak-e az emberi történelem előtt is válságos, a fajok kihalásához vezető időszakok?

Hogyan mérhető össze a történelmi idők környezetváltozása, természetpusztítása és fajpusztulása a történelem előtti idők természetes változásaival?

Evolúció és a sokféleség kialakulása

Az élet kialakulása több mint 3,5 milliárd év homályába vész, ennek hogyanját itt nem célunk tárgyalni. Az ezt követő évmilliárdokból is csak foszlányai maradtak fenn az egykori életnek. Igen hézagosak az ismereteink arról, mikor is alakultak ki a primitív baktériumokból az első valódi sejtmagos egysejtűek. Sőt, a többsejtűek fellépésének körülményei is vitatottak.

A paleontológia számára vízválasztó dátum a földtörténeti ókor beköszönte, első időszakának, a kambriumnak a határa mintegy 545 millió évvel ezelőtt. Ekkor több állatcsoportnál egy időben megjelent a szilárd váz valamilyen formája. Biztosra vehető, hogy számos többsejtű csoport elkülönült evolúciója ekkor már évtízmilliók, de inkább évszázmilliók óta folyt. Mégis, csak a kambriumtól kezdve beszélhetünk bőséges ősmaradványanyagról. Mára több mint negyedmillió az összes leírt ősmaradványfaj száma. Bár ez csak töredéke a valaha élt élőlények sokaságának, mégis a legtöbb kutató egyetért abban, hogy ebből – kellő óvatossággal – kirajzolhatjuk az élővilág, a biodiverzitás történetét.

A szilárd váz megjelenését és az azt követő evolúciós felvirágzást a „kambriumi robbanásként” tartjuk számon. Élet ekkor, a földtörténeti ókor elején még csak a tengerekben létezett. A kanadai Sziklás-hegységből ismert Burgess pala ősmaradványai azonban arról árulkodnak, hogy ekkorra már valamennyi ma élő állattörzsnek éltek az ősei.

A fajok száma azonban csak fokozatosan növekedett egy igen alacsony kezdeti szinttől a kambrium, majd különösen az azt követő ordovícium során (495–443 millió éve). Később a földtörténeti ókor során a diverzitás már számottevő volt, de ezt a perm időszak végén hullámvölgy követte (251 millió éve). A földtörténeti középkorban (mezozóikum) ingadozások közepette növekedett, az elmúlt 65 millió évben, a földtörténet újkorában pedig szinte töretlen növekedés jellemzi.

Élet a tengerben és a szárazföldön

A sokféleség tengerekben megfigyelt növekedésének lehetőségét megalapozták az evolúciós újítások, új élőhelyek meghódítása és új tápanyagforrások kiaknázása, új környezeti alkalmazkodási stratégiák kifejlődése, mind összetettebb ökológiai kapcsolatrendszerek, elsősorban mind bonyolultabb táplálékhálózatok felépülése.

Az ember számára ma az ismerős élővilágot elsősorban nem a tengeri élet jelenti. A kortárs fajoknak csak mintegy 15%-a él a tengerekben. Az élet mai arculatának kialakulásában döntő jelentőségű volt a szárazföld meghódítása a szilur időszaktól (kb. 440 millió éve) kezdődően, majd később a levegő birtokba vétele. A növényzet arculata is sokat változott, az első primitív, szilur időszaki növények után a földtörténeti ókor második felére a zsurlók, páfrányok, korpafűfélék erdőalkotóvá váltak. Később a nyitvatermők, végül a kréta időszak óta a zárvatermők uralták a vegetációt. Kétségtelen, minél messzebb kalandozunk vissza a földtörténeti múltba, annál furcsább, a maihoz egyre kevésbé hasonlító állat- és növényvilág rajzolódik ki az ősmaradványokból. Ennek magyarázata a kihalás, az egyes fajok elterjedésének időbeli korlátozottsága.

Fajok születése és kihalása

A diverzitás növekedése nem jelenti az élővilág szakadatlan diadalmenetét. Nem csupán új fajok keletkeztek, hanem gyakori volt a kihalás is.

A kihalás természetes folyamat. A legtöbb faj élettartama 1 és 10 millió év közé esik. A fajok mai hatalmas gazdagsága tehát annak az eredménye, hogy a fajképződés üteme évszázmilliókon át némileg meghaladta a fajpusztulás ütemét. A modern evolúciós felfogás megalapozója, Ch. Darwin (1802–89) a fajok eredetére összpontosított, s még több mint száz évig maguk a paleontológusok is kevés figyelmet szenteltek a kihalás kérdésének. A darwini evolúciófelfogás szerint a túlélésért folytatott verseny vesztese számára nincs könyörület a természetben. A verseny szüntelenül folyik, törvényszerű tehát a kihalás mindennapossága is. Ez a „háttérkihalás” – ahogy a szakirodalom nevezi – folyamatos, de az ősmaradványok elemzése azt mutatja, hogy a kihalások egy jelentős része időben koncentráltan jelentkezik.

Az 1980-as években öt nagy krízist különböztettek meg: az ordovícium végén (kb. 443 millió éve) tömeges kihalás játszódott le az ókorban, a késő devonban (kb. 375 millió éve), és a perm végén (azaz az ókor és középkor határán, kb. 251 millió éve), a középkorban a triász végén, valamint a kréta végén (azaz a középkor és az újkor határán). Ezekhez az eseményekhez a korabeli fajok 70 és 95%-ának kipusztulása köthető.

A dinoszauruszok kihalása

Mindezek közül a kréta végi eseményre irányult a legnagyobb figyelem. Ekkor, 65 millió évvel ezelőtt pusztultak ki a dinoszauruszok. A 150 millió éven át a Földet uraló őshüllők kihalása figyelemre méltó tény, de ezzel egy időben olyan sikeres tengeri állatcsoportok is eltűntek, mint pl. a puhatestű ammoniteszek. Összesen a tengeri fajok csaknem háromnegyede halt ki. A jelenség a tudományos igényű magyarázatoknak sokáig ellenállt. 1980-ban mutatott be egy kutatócsoport arra vonatkozó bizonyítékokat, hogy a kréta és a harmadidőszak határán lerakódott rétegekben a Föld kérgében amúgy rendkívül ritka irídium fém nagymértékben feldúsul, aminek valószínű magyarázata – ismerve ennek az elemnek a más égitestekben mért nagyobb gyakoriságát – egy üstökös vagy kisbolygó Földbe csapódása. Évtizedes heves vita után, tíz évvel ezelőtt sikerült azonosítani Mexikóban, a Yucatán-félsziget partjainál a 180 km átmérőjű, fiatalabb üledékek által eltemetett Chicxulub krátert. Ennek korát a legpontosabb radiometrikus mérések 65 millió évben rögzítették, igazolva a kihalási esemény és az égitest becsapódásának egyidejűségét. A becsapódáskor hatalmas tömegű kén-dioxid, szén-dioxid és por került a légkörbe. Valószínű, hogy a kialakuló porfelhő hónapokra sötétségbe burkolta a Földet. Az átmeneti lehűlés után viszont gyors felmelegedést okoztak a légkörbe jutott üvegházgázok.

A tápláléklánc összeomlott, a tengerekben fotoszintézissel elsődlegesen szerves anyagot termelő egysejtűek tevékenysége szünetelt. A Földön 150 fölött van az ismert meteorbecsapódási kráterek száma, a kambriumnál fiatalabbak közül azonban Chicxulub a legnagyobb. Úgy tűnik, a páratlan méretű becsapódás rendkívüli környezetváltozással járt, ami viszont tömeges kihalási hullámot idézett elő.

Már a nyolcvanas évek vitájában felmerült egy alternatív nézet, mely szerint az indiai Dekkán bazalt vulkanizmusa lenne felelős a kréta végi kihalásért. A vulkánkitörések ma is a mindennapos geológiai jelenségek közé tartoznak, azonban a földtörténet során ismétlődően előfordultak a ma ismertekhez nem hasonlítható méretű vulkáni epizódok, melyek során nagy mélységből, a földköpenyből rövid idő alatt több millió köbkilométernyi láva ömlött a felszínre. A kitörésekkor a láva illóanyag-tartalmából szén-dioxid, kén-dioxid, vízgőz és sok más gáz kerülhetett a légkörbe a vulkáni porral együtt. A nagy árbazalt területek alapos elemzése, főleg azok korának radiometrikus mérésekkel való pontos meghatározása több esetben igazolta a vulkanizmus és egyes tömeges kihalások időbeli egybeesését.

Fajpusztulás 250 millió évvel ezelőtt

A nagyléptékű vulkanizmus és fajpusztulás egyidejűségére jó példa a perm végi kihalás (kb. 251 millió éve). Ez minden idők legnagyobb arányú fajpusztulásával járt. A tengerből a nemzetségek négyötöde tűnt el, ami alapján egyesek a fajok között mintegy 90-95%-os veszteséget becsülnek. Ennek nemcsak az okairól folyik vita hosszú évek óta, de az időbeli lefolyásáról, hirtelen vagy elhúzódó voltáról sincs egyetértés. A legutóbbi években, azzal, hogy Oroszország és Kína nyitottabbá vált, fontos új kutatások előtt nyílt meg a lehetőség. Dél-Kínában, egy Meishan nevű falu melletti kőfejtőből vált ismertté például a perm és triász időszakok határának legteljesebb és fosszíliákban gazdag rétegsora. Többek között innen nyert igazolást, hogy a perm végi kihalás földtörténeti léptékkel hirtelen, legfeljebb néhány százezer év alatt bekövetkező esemény volt. Szibériából pedig bizonyítani lehetett, hogy az ott többmillió négyzetkilométert beborító árbazalt kora 251 millió év, azaz épp egyidős a perm végi kihalással.

Az egyidejűség aligha véletlen, az ok–okozati összefüggést magyarázó kihalási hatásmechanizmus pedig valószínűleg sokban hasonló a meteorbecsapódáséhoz. Sok kutató szerint a légkörbe kerülő gázok okozta éghajlatváltozások indítják el a környezeti krízist, melyet tetéznek a világóceán vízkörzésében és kémiai összetételében lezajló változások. A kapcsolódó gyors tengerszintváltozások mellett további negatív hatás a vízben oldott oxigén mennyiségének csökkenése. Összezsugorodik a tengeri fenéklakó lények számára lakható, tápanyagban és oxigénben gazdag környezet. A fajok számát pedig mindig behatárolja a rendelkezésre álló terület nagysága és eltartó képessége. A hirtelen környezetváltozások eredőjének számlájára írható az élő rendszerek, a tengeri és szárazföldi ökoszisztémák összeomlása.

Krízis 200 millió évvel ezelőtt

Az öt legnagyobb kihalás közé sorolt esemény a 200 millió évvel ezelőtt lezajlott triász végi krízis. A mai Atlanti-óceán középső medencéje akkor még nem létezett, majdani helyén, akkor a Pangea szuperkontinens közepén viszont a perm végihez hasonló nagyságrendű vulkanizmus vette kezdetét. A kőzetekbe zárt természetes radioaktív izotópok arányainak mérése alapján igazolni lehetett a kihalás és a vulkáni kőzetek egykorúságát. A környezetváltozások egyik ékes bizonyítéka a légkör, az óceán és a bioszféra közötti globális szénkörforgás átrendeződése. A forgatókönyv tehát hasonló lehetett, a légkörbe került vulkáni eredetű üvegházgázok, a savas esőt okozó kén-dioxid és halogének okozhatták a drasztikus környezetváltozást, amellyel sok élőlény már nem tudott dacolni. Hatalmas volt a pusztulás például a trópusi sekély tengerek zátonyain. Az Alpokban a kilométeres vastagságú, triász időszaki zátonyképződmények növekedése megállt, és élőviláguk szinte teljesen eltűnt a jura elejére (200 millió éve)! (Elgondolkodtató, hogy a Föld leggazdagabb tengeri életközössége, a trópusi zátonyoké, ma is hasonló válságba jutott.)

A tömeges kihalás, amely korábban virágzó csoportok végzetét jelenti, mások számára evolúciós lehetőségeket is nyithat. A dinoszauruszok példájánál maradva, számukra más hüllő- és kétéltűcsoportok triász végi (200 millió éve) kihalása nyitotta meg az utat ahhoz, hogy a jura időszakban a szárazföldi faunák uralkodóivá váljanak. A kréta végi krízis (65 millió éve) során azonban őket találjuk az áldozatok sorában. Ettől vett viszont új fordulatot a korábban alárendelt szerepet játszó emlősök törzsfejlődése. A környezeti krízisek időszakában nem az evolúció játékszabályai változnak meg, hanem a túlélésért folyó verseny feltételei. Másfajta alkalmazkodóképesség jelent ekkor előnyt, mint „békeidőben”, ezért találunk korábban virágzó csoportokat is az áldozatok között. A tömeges kihalások mintegy történelmi véletlenként többször is többé-kevésbé új pályára állították az evolúciót. Az élővilág teljes talpraállása azonban a nagy krízisek után akár több millió évet is igénybe vehetett.

Fajpusztulás a történelmi időkben és ma

Mennyiben hasonlítható az évtíz- és százmilliókkal ezelőtti eseményekhez, és mennyiben különleges az a kihalási hullám, amelynek szemtanúi vagyunk? Észak-Amerika jégkorszaki állatvilágát többek között a Los Angeles melletti La Brea egykori aszfalttavában elpusztult bestiák páratlan leleteiből ismerjük. A kardfogú tigris, földi lajhár és társaik mintegy 10-12 000 évvel ezelőtt pusztultak ki. Mivel ez az utolsó nagy eljegesedés végével, a csaknem az egész kontinenst beborító jégtakaró visszahúzódásával esik egybe, sokáig úgy vélték, vesztükben a klímaváltozás játszott főszerepet. Radiokarbon kormeghatározással azonban pontosan bizonyított, hogy pusztulásuk egyidős a fejlett vadászati módszereket használó ember megjelenésével. Az eljegesedés okozta alacsony tengervízálláskor szárazulattá váló Bering földnyelven keresztül bevándorló ember kevés kivétellel valósággal a kihalásig vadászta Amerika valamennyi nagytestű állatát. (Hasonló jelenség veszélye ma a nagyüzemi kereskedelmi halászat, illetve néhány védett nagyemlős orvvadászata kapcsán merül fel.)

A modern társadalmak környezetpusztítása

Még nagyobb veszély, ahogyan a népességrobbanás és a technológiai fejlődés gyorsuló spirálja hatványozott terhelést ró a természeti környezetre. Itt sok párhuzam ismerhető fel a múltbeli krízisekkel. A fosszilis energiahordozók felhasználásával járó fokozódó üvegházgáz-kibocsájtás – csakúgy, mint a múltbeli vulkáni epizódok során – globális felmelegedést indított el. Ennek jövőbeni hatása egyelőre kiszámíthatatlan az óceán és a légkör kölcsönhatásainak nem kielégítő ismerete miatt. Világosan látható viszont, hogy a mai fajpusztulás legfontosabb tényezője az élőhelyek összezsugorodása és feldarabolódása. Fajszám tekintetében a legnagyobb pusztulás a trópusi esőerdők élővilágát fenyegeti az erdőirtások nyomán.

A hatodik tömeges kihalást az ember indította el, és csak az ember lenne képes – ha visszafordítani nem is lehet – megállítani. A földtörténeti múlt tömeges kihalásainak tanulsága szerint az élővilág ellenállóképes, de a legszélsőségesebb környezetváltozásokra összeomlással reagál. Az élet a legnagyobb megrázkódtatásokból is kilábalt, de a sokféleség újratermelődéséhez lényegesen több idő kell, mint a tömeges kihalásokhoz. Az egyes fajok kipusztulásakor évmilliók evolúciójának terméke tűnik el végérvényesen a Föld színéről.

Ennek fényében kell a mai társadalmaknak megválaszolnia, mekkora érték számukra a biodiverzitás, és mennyit hajlandók áldozni megőrzésére.