Theo một nghiên cứu do các nhà khoa học tại IUPUI, cùng với các đồng nghiệp ở Vương quốc Anh, sự tiến hóa của rễ cây có thể đã gây ra một loạt vụ tuyệt chủng hàng loạt làm rung chuyển các đại dương trên Trái đất trong Kỷ Devonian hơn 300 triệu năm trước.
Bằng chứng cho quan điểm mới này về một giai đoạn biến động đáng kể trong tiền sử của Trái đất được báo cáo trong Bản tin của Hiệp hội Địa chất Hoa Kỳ.
>> Tham khảo: Đột phá mới trong truyền dẫn thông tin quang học.
Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Gabriel Filippelli, Giáo sư Khoa học Trái đất tại Trường Khoa học tại IUPUI, và Matthew Smart, Tiến sĩ. sinh viên trong phòng thí nghiệm của mình tại thời điểm nghiên cứu.
Filippelli cho biết: “Phân tích của chúng tôi cho thấy rằng sự tiến hóa của rễ cây có khả năng làm ngập các đại dương trong quá khứ với lượng chất dinh dưỡng dư thừa, gây ra sự phát triển ồ ạt của tảo”. “Những đợt tảo nở hoa nhanh chóng và có tính hủy diệt này sẽ làm cạn kiệt phần lớn lượng oxy của các đại dương, gây ra các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt thảm khốc.”
Kỷ Devon, xảy ra từ 419 triệu đến 358 triệu năm trước, trước sự tiến hóa của sự sống trên đất liền, được biết đến với các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt, trong đó ước tính gần 70% sự sống trên Trái đất đã bị diệt vong.
Quá trình được phác thảo trong nghiên cứu – được khoa học gọi là phú dưỡng – tương tự như hiện tượng hiện đại, mặc dù ở quy mô nhỏ hơn, hiện đang thúc đẩy các “vùng chết” rộng lớn ở Ngũ Đại Hồ và Vịnh Mexico, do dư thừa chất dinh dưỡng từ phân bón và các chất khác. dòng chảy nông nghiệp kích hoạt tảo nở hoa khổng lồ tiêu thụ hết oxy của nước.
>> Tham khảo: Tấm nano 2D làm cực dương trong pin Li-ion.
Sự khác biệt là những sự kiện trong quá khứ này có khả năng được cung cấp năng lượng bởi rễ cây, loại rễ hút chất dinh dưỡng từ đất trong thời gian sinh trưởng, sau đó đột ngột đổ chúng vào nước của Trái đất trong thời gian phân hủy.
Filippelli cho biết lý thuyết này dựa trên sự kết hợp của các bằng chứng mới và hiện có.
Dựa trên phân tích hóa học về trầm tích đá từ lòng hồ cổ đại – tàn dư của chúng vẫn tồn tại trên toàn cầu, bao gồm các mẫu được sử dụng trong nghiên cứu từ các địa điểm ở Greenland và ngoài khơi bờ biển phía đông bắc Scotland – các nhà nghiên cứu có thể xác nhận các chu kỳ đã xác định trước đó mức độ cao hơn và thấp hơn của phốt pho, một nguyên tố hóa học được tìm thấy trong mọi sự sống trên Trái đất.
Họ cũng có thể xác định các chu kỳ ẩm ướt và khô hạn dựa trên các dấu hiệu của “thời tiết” – hoặc sự hình thành đất – gây ra bởi sự phát triển của rễ, với thời tiết nhiều hơn cho thấy các chu kỳ ẩm ướt có nhiều rễ hơn và thời tiết ít hơn cho thấy các chu kỳ khô hạn có ít rễ hơn.
Đáng chú ý nhất, nhóm nghiên cứu nhận thấy các chu kỳ khô hạn trùng khớp với mức độ phốt pho cao hơn, cho thấy rễ cây sắp chết đã giải phóng chất dinh dưỡng của chúng vào nước của hành tinh trong thời gian này.
>> Tham khảo: Một nửa số cây nhiệt đới được trồng lại không sống sót.
Smart cho biết: “Thật không dễ dàng để nhìn vào quá khứ hơn 370 triệu năm. “Nhưng đá có ký ức lâu dài và vẫn còn những nơi trên Trái đất mà bạn có thể sử dụng hóa học như kính hiển vi để mở khóa những bí ẩn của thế giới cổ đại.”
Do các chu kỳ phốt pho xảy ra cùng lúc với sự tiến hóa của rễ cây đầu tiên – một đặc điểm của Archaeopteris, cũng là loài thực vật đầu tiên mọc lá và đạt chiều cao 30 feet – các nhà nghiên cứu đã có thể xác định chính xác sự phân hủy của rễ cây là nghi phạm chính đằng sau các sự kiện tuyệt chủng của Thời kỳ Devonian.
May mắn thay, Filippelli cho biết, cây hiện đại không gây ra sự tàn phá tương tự vì tự nhiên đã phát triển các hệ thống để cân bằng tác động của gỗ mục nát. Độ sâu của đất hiện đại cũng giữ được nhiều chất dinh dưỡng hơn so với lớp đất mỏng bao phủ Trái đất cổ đại.
Nhưng các động lực được tiết lộ trong nghiên cứu đã làm sáng tỏ các mối đe dọa mới hơn khác đối với sự sống trong các đại dương của Trái đất.
Các tác giả của nghiên cứu lưu ý rằng những người khác đã đưa ra lập luận rằng ô nhiễm từ phân bón, phân chuồng và các chất thải hữu cơ khác, chẳng hạn như nước thải, đã đặt các đại dương của Trái đất vào “rìa thiếu oxy” hoặc thiếu oxy hoàn toàn.
>> Tham khảo: Xây dựng vi khuẩn để giữ cho chúng ta khỏe mạnh.
“Những hiểu biết mới về hậu quả thảm khốc của các sự kiện tự nhiên trong thế giới cổ đại có thể đóng vai trò cảnh báo về hậu quả của các điều kiện tương tự phát sinh từ hoạt động của con người ngày nay,” Fillipelli nói.
Các tác giả khác của bài báo là William P. Gilhooly III của IUPUI và John Marshall và Jessica Whiteside của Đại học Southampton, Vương quốc Anh. Smart hiện là trợ lý giáo sư hải dương học tại Học viện Hải quân Hoa Kỳ. Nghiên cứu này được hỗ trợ một phần bởi Quỹ khoa học quốc gia.
