Làm thế nào cổ đại thay đổi khí hậu làm giảm sự gia tăng của loài bò sát

Sau khi bị lãng quên phần lớn trong một bảo tàng trong nhiều thập kỷ, một bộ dấu chân hóa thạch đã tiết lộ một cái nhìn mới về thế giới khi các loài bò sát bắt đầu tiếp quản từ động vật lưỡng cư như những động vật trên cạn. Sử dụng công nghệ tiên tiến, chúng tôi đã có thể xác định các sinh vật có thể tạo ra dấu chân hơn 300m năm trước. Điều này cho chúng ta một ảnh chụp nhanh về những gì đang xảy ra khi các loài bò sát bắt đầu đa dạng hóa và bắt đầu quá trình sẽ thấy chúng trở thành hình thức thống trị của động vật có xương sống trên cạn.

Birmingham từng được bao phủ trong rừng mưa nhiệt đới tươi tốt. Thành phố ở vùng trung du nước Anh này ngày nay được biết đến như một nơi hội tụ đa dạng về công nghiệp và đổi mới, nổi tiếng với các kênh đào, kim loại nặng, cà ri Balti và người dân thân thiện với những điểm nhấn đặc biệt. Nhưng 310m năm trước - rất lâu trước khi khủng long hoặc động vật có vú đầu tiên - khu vực bị chi phối bởi các loài thực vật nguyên thủy như đuôi ngựa và rêu câu lạc bộ, mọc thành cây cao mét 30 cao.

Một sự đa dạng lớn của động vật lưỡng cư sớm, côn trùng, loài nhện và các động vật không xương sống khác sống giữa các thảm thực vật tươi tốt. Khi cây chết, phần còn lại của chúng hình thành các lớp than bùn dày theo thời gian được nén lại để hình thành trữ lượng than phong phú mà ngày nay là nền tảng của nhiều vùng của Anh. Các mỏ than này sau đó sẽ tạo ra sức mạnh cho cuộc cách mạng công nghiệp sẽ đưa Birmingham trở thành công ty hàng đầu thế giới về sản xuất.

Nhưng đến cuối thời kỳ Carbon (299m năm trước), thế giới bắt đầu thay đổi. Khí hậu toàn cầu ngày càng khô và các khu rừng mưa nhiệt đới ở châu Âu bắt đầu co lại và tan biến. Sự sụp đổ rừng nhiệt đới này được cho là đã gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt giữa các loài thực vật, trong khi nhiều nhóm lưỡng cư biến mất và được thay thế bởi các nhóm bò sát đầu tiên.

Một bộ sưu tập các dấu chân hóa thạch từ Birmingham cung cấp một cửa sổ độc đáo vào thế giới đang thay đổi này. Một giáo viên, Walter Henry Hardaker, đã phát hiện ra những dấu chân vào đầu thế kỷ 20th trong một mỏ đá ở khu vực Hamstead ở phía tây bắc của thành phố. Kể từ công việc của Hardaker, họ đã bị bỏ qua phần lớn trong các bộ sưu tập của Bảo tàng Địa chất Lapworth tại Đại học Birmingham - cho đến khi nhóm nghiên cứu của chúng tôi quyết định giới thiệu lại chúng như là một phần của dự án nghiên cứu được tài trợ bởi Hiệp hội cổ sinh vật học.


đồ họa đăng ký nội tâm


Các dấu chân được lưu giữ trên các tấm đá sa thạch đỏ 20, và cung cấp một cửa sổ đáng chú ý vào cuộc sống ở Birmingham vào cuối thời kỳ Carbon. Chúng hình thành khi những con vật đi qua các khu vực bùn bên cạnh các dòng sông, và được bảo tồn bằng một lớp cát trong trận lụt sau đó. Đường mòn cho thấy những con vật sống ở đó di chuyển và lướt qua vùng lũ. Các chi tiết tinh tế của môi trường được bảo tồn, bao gồm cả những hạt mưa và vết nứt bùn hình thành trong khoảng thời gian khô hơn.

Nhóm của chúng tôi, do sinh viên đại học Birmingham Palaeobiology & Palaeoen Environment dẫn đầu Luke Meade, được sử dụng công nghệ quang điện tiên tiến để nghiên cứu các dấu chân. Mỗi đường được chụp từ nhiều góc độ khác nhau và phần mềm đặc biệt sau đó được sử dụng để biến những bức ảnh này thành các mô hình 3D có độ phân giải cao. Những mô hình này có sẵn miễn phí để tải về, và có thể được sử dụng cho mục đích giáo dục.

Mã màu cho các mô hình cho phép chúng tôi tạo ra các bản đồ địa hình của từng mẫu vật minh họa chúng theo ba chiều. Bằng cách so sánh các mô hình này với các bản nhạc Carboniferous từ các nơi khác trên thế giới, chúng tôi đã có thể xác định các loại động vật có thể tạo ra các bản nhạc.

Suy giảm lưỡng cư

Phổ biến nhất là động vật lưỡng cư, dài từ vài cm đến một mét hoặc hơn chiều dài. Cùng với những con lưỡng cư này sống hai nhóm động vật có xương sống khác. Các bản nhạc hiếm cho thấy lớn pelycosaur đã có mặt, có lẽ trông rất giống với những con rồng Komodo thời hiện đại. Pelycosaur là một phần của dòng dõi tiến hóa vĩ đại cuối cùng sẽ dẫn đến động vật có vú, bao gồm cả con người.

Theo dõi nhỏ hơn các tài liệu đại diện ban đầu của một nhánh lớn khác của cây tiến hóa động vật có xương sống, loài bò sát sauropsid, nhỏ và giống thằn lằn. Chúng cuối cùng sẽ đa dạng hóa thành tất cả mọi thứ từ khủng long đến thằn lằn, rùa và chim.

Ảnh chụp thời gian địa chất này ghi lại khoảnh khắc tiến hóa quan trọng. Mặc dù động vật lưỡng cư vẫn còn rất nhiều, sự phụ thuộc của chúng vào môi trường ẩm ướt và cơ thể của nước để sinh sản có thể khiến chúng rơi vào tình trạng bất lợi so với các loài bò sát đa dạng hóa nhanh chóng khi khí hậu ngày càng khô cằn. Nằm ở trung tâm của một hòn đảo sũng nước nổi tiếng, thành phố nhộn nhịp của thành phố Birmingham ngày nay dường như khác xa với thế giới quá khứ này. Nhưng những tảng đá mà nó ngồi chắc chắn vẫn còn giữ nhiều bí mật chưa được tiết lộ về cuộc sống hàng ngày nhiều hơn so với 300m năm trước.

Conversation

Giới thiệu về Tác giả

Richard Butler, Nghiên cứu viên cao cấp, Đại học BirminghamAndrew Jones, Tiến sĩ, Đại học Birmingham

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan:

at Thị trường InnerSelf và Amazon