For 183 millioner år siden ændrede Jordens klima sig dramatisk. Vulkaner sprang i luften og sendte gigantiske mængder CO2 ud i atmosfæren, metangas boblede op af iltfattige have, og temperaturen skød i vejret.
Eksistensgrundlaget for mange dyr blev forringet eller forsvandt helt og holdent på ganske kort tid.
Nu viser ny dansk forskning, hvordan nogle dyr tilpassede sig de voldsomme klimaforandringer.
Belemnitter, en nu uddød slægtning til blæksprutter, tilpassede sig relativt hurtigt til et liv væk fra den iltfattige havbund ved at flygte op til havets overflade. Her måtte de dog vænne sig til at leve med højere temperaturer og af en ny form for føde. Til gengæld overlevede de, mens mange andre bundlevende dyr uddøde på grund af iltmangel.
Opdagelsen af belemnitternes tilpasning til klimaforandringerne for 183 millioner år siden kan forskere bruge til bedre at forstå, hvilke udfordringer nutidens dyreliv skal overkomme i fremtidens skiftende klima, og hvordan de måske gør det.
Det fortæller en af forskerne bag det nye studie.
»Klimaforandringerne for 183 millioner år siden ligner meget klimaforandringerne i dag. Når vi kigger på, hvordan livet tilpassede sig klimaet den gang, kan vi bedre danne os et overblik over, i hvilken retning livet måske vil forsøge at udvikle sig i fremover. Det gør os bedre i stand til at informere beslutningstagere om, hvordan fremtiden måske kommer til at se ud,« fortæller postdoc Clemens Vinzens Ullmann fra Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning ved Københavns Universitet.
Studiet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift PNAS
Vulkaner startede klimaforandringer
Inden vi fortsætter med resultatet af det nye studie, opsummerer vi lige, hvad forskere tror, der skete for 183 millioner år siden, da klimaet ændrede sig voldsomt.
For det første falder klimaændringerne sammen med stor vulkansk aktivitet i Sydafrika, Sydamerika og Antarktis. Det har ledt til frigivelse af massive mængder CO2, som har skabt en drivhuseffekt og opvarmning af Jorden.
Det ændrede klima har med tiden destabiliseret havbunden og frigivet gassen metan. Metan er en meget potent drivhusgas, så med frigivelsen af metan er temperaturen steget yderligere til fem til seks grader celsius over normalen.
Samtidig har algeopblomstringer skabt store mængder dødt organisk materiale, som bakterier har omsat i havbunden og i processen opbrugt alt ilt.
Vi havde altså en situation for 183 millioner år siden, hvor verdenshavene relativt pludselig ændrede sig til at være varme og iltfattige. Det var på ingen måde de bedste betingelser for dyr, der var tilpasset koldere temperaturer og havde brug for ilt.
»Klimaforandringerne betød, at mange bunddyr som muslinger og snegle døde på grund af iltmangel. Mobile dyr måtte finde nye levesteder for at overleve. Med det her studie ville vi gerne finde ud af, hvordan dyrene tilpassede sig det skiftende klima,« siger Clemens Vinzenz Ullmann.
Belemnitter skiftede levested
I deres undersøgelser har forskerne studeret isotop-kompositionen (isotoper er to forskellige versioner af samme grundstof med forskllige masser) af mineralsk kalk i vættelys.
Vættelys er fossilerede belemnitter, og nogle af dem levede for 183 millioner år siden og giver dermed et vindue ind i perioden.
Nogle arter af belemnitter uddøde under klimaforandringerne, mens andre arter opstod, og ved at studere kompositionen af mineralsk kalk i vættelys fra de forskellige arter kunne forskerne afgøre, hvor i vandsøjlen belemnitterne levede før og under klimaforandringerne.
Her er hvordan:
Vættelys indeholder to typer materialer, der indeholder kulstof – uorganisk kalk og organiske materialer som eksempelvis proteiner.
Desuden består kulstofholdige materialer fra perioden af forskellige sammensætninger af let og tungt kulstof. Blandt andet foretrækker fotosyntetiske organismer som alger det lette kulstof, som de indarbejder i CO2.
Når forskerne kiggede på forskellen i isotopsammensætningen af kulstof i belemnitternes indhold af organiske og uorganiske materialer, fandt de en større mængde tungt kulstof i belemnitterne, end de havde forventet.
Belemnitterne levede med andre ord højere oppe i vandet, end forskerne troede. Højt i vandet var forholdet mellem tungt og let kulstof ifølge forskerne anderledes end ved bunden, fordi der ved havoverfladen levede alger, som trak det lette kulstof ud af vandet og efterlod det tunge kulstof til belemnitterne.
»Analysen viser os på den måde, at belemnitterne flygtede højere op i vandsøjlen, da klimaet skiftede. Det var deres overlevelsesstrategi. Det har også betydet, at de måtte finde nye former for føde, da de formentlig levede af muslinger og snegle på havbunden inden klimaforandringerne. Måske er de begyndt at leve af små fisk i stedet for,« forklarer Clemens Vinzenz Ullmann.
Ilt viser temperaturforskel
Forskerne har også sammenholdt deres kulstofanalyse med analyser af ilt-isotoper i de fossilerede belemnitter.
Ilt-isotoper kan forskerne bruge til at sige noget om, hvor varmt klimaet har været i en periode, hvor et fossil blev dannet.
Tidligere studier af iltisotoper har vist, at belemnitterne oplevede en temperaturstigning på 15 til 16 grader fra lige før til under klimaforandringerne.
Den enorme temperaturforskel har forskere hidtil haft svært ved at forklare, men det kan det nye studie:
»Det giver jo ingen mening, at havtemperaturen skulle være steget med 15-16 grader. Det er alt for meget. Vores studie viser, at en stor del af den temperaturforskel skyldes, at belemnitterne begyndte at leve højere oppe i vandsøjlen, hvor temperaturen er højere end ved havbunden. Kun omkring fem til seks grader skyldes en stigning i havtemperatur i sig selv,« siger Clemens Vinzenz Ullmann.
Clemens Vinzenz Ullmann fortæller desuden, at den evolutionære udvikling må være foregået meget stærkt, for at belemnitternes udvikling kunne følge med klimaforandringerne.
Netop derfor kan den nye viden bruges til at estimere, hvor hurtigt nutidens dyr kan og skal tilpasse sig de igangværende klimaforandringer.
Kollega er begejstret
Professor Jens-Christian Svenning fra Institut for Bioscience ved Aarhus Universitet har ikke deltaget i det nye studie, men han har læst det. Ifølge ham er studiet meget spændende, og griber fat i et forskningsområde, som forskere generelt gør sig for lidt i.
»Vi har jo hele den her fortid, som vi kan lære af. Derfor er det vigtigt, at vi studerer fortidens begivenheder, som minder om de begivenheder, der finder sted i dag. Det gør dette studie på smukkeste vis,« siger Jens-Christian Svenning.
Jens-Christian Svenning advarer dog om, at der er forskel i tidsperspektivet på den nuværende klima-situation og de hændelser, der fandt sted for 183 millioner år siden.
»Man skal huske på, at vi mange gange kigger på nutidens klimaforandringer og deres konsekvenser i meget korte perspektiver. Vi vil generelt gerne vide, hvad der kommer til at ske om 50 til 200 år, da det har relevans for samfundet. Dette her studie beskæftiger sig med meget længere tidshorisonter, og det skal man holde sig for øje. Begivenheder a la dem, der fandt sted dengang, kommer måske til at finde sted igen, men især udviklingen af nye arter efter en stor uddøen er ikke noget der sker indenfor for et par hundrede år,« siger Jens-Christian Svenning, der også pointerer, at der også er en forskel på den gang, hvor alting var natur, og i dag, hvor mennesket har sat en del af de naturlige processer ud af spil.
