ผู้ร้ายเบื้องหลังการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุดบนโลก

แบคทีเรียที่ผลิตก๊าซมีเทนอาจทำให้สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนโลกสูญพันธุ์จำนวนมากในช่วงยุคเพอร์เมียน

แบคทีเรีย Methanosarcina เจริญเติบโตในยุคเพอร์เมียน และปล่อยก๊าซมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศ ภาพ: กระดูกขี้เกียจที่สมบูรณ์แบบ — แบคทีเรีย Methanosarcina เจริญเติบโตในยุคเพอร์เมียน และปล่อยก๊าซมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศ ภาพ: *กระดูกขี้เกียจที่สมบูรณ์แบบ*

โลกได้ประสบกับการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ 5 ครั้ง ในจำนวนนั้น เหตุการณ์สูญพันธุ์เพอร์เมียนซึ่งรู้จักกันในชื่อ "การตายครั้งใหญ่" ได้กวาดล้างสิ่งมีชีวิตบนบกไปประมาณร้อยละ 70 และสิ่งมีชีวิตในทะเลร้อยละ 96 ทั่วโลก ช่องว่างอายุ 10 ล้านปีของถ่านหินที่เกิดขึ้นในช่วงการสูญพันธุ์ดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าโรงไฟฟ้าที่สร้างถ่านหินจำนวนมากสูญพันธุ์ไประหว่างเหตุการณ์ดังกล่าว และใช้เวลานานนับล้านปีจึงจะฟื้นตัว ตามข้อมูลของ IFL Science

อย่างไรก็ตาม การค้นหาช่วงเวลาที่จำนวนสายพันธุ์ลดลงอย่างกะทันหันจากบันทึกฟอสซิลเป็นเพียงส่วนที่ง่ายเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอสมมติฐานมากมายเพื่ออธิบายสาเหตุของการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ตั้งแต่การปล่อยก๊าซมีเทนจากก้นทะเลไปจนถึงการชนกันของดาวเคราะห์น้อย จากการศึกษาหินจากเหตุการณ์สูญพันธุ์ นักวิจัยจึงได้ทราบเกี่ยวกับมหาสมุทรที่ขาดออกซิเจนและน้ำตื้นของยุคเพอร์เมียนตอนปลาย ดูเหมือนว่าภาวะขาดออกซิเจนจะมีส่วนทำให้เกิดเหตุการณ์การสูญพันธุ์โดยส่งผลกระทบเป็นลูกโซ่

จุลินทรีย์ที่ลดกำมะถันสามารถทำการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน โดยใช้กำมะถันแทนออกซิเจน และมีแนวโน้มที่จะเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นผลพลอยได้ที่พวกมันผลิตขึ้นอาจถูกปล่อยออกมาในชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดพิษต่อพืชและทำลายชั้นโอโซน ทำให้สิ่งมีชีวิตต้องสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลตในระดับอันตรายเป็นเวลาประมาณ 250 ล้านปี ขณะเดียวกันก็ทำให้โลกอบอุ่นขึ้นอีกด้วย มหาสมุทรที่อุ่นขึ้นอาจทำให้เกิดก๊าซมีเทนที่แข็งตัวหลุดออกสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งทำให้ปัญหาร้ายแรงยิ่งขึ้น

คำอธิบายอื่นสำหรับเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ได้รับการเสนอโดยทีมจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ในปี 2014 แดเนียล ร็อธแมน ศาสตราจารย์ด้านธรณีฟิสิกส์ที่ MIT และเพื่อนร่วมงานของเขาค้นพบว่าแบคทีเรียเซลล์เดียวที่เรียกว่า Methanosarcina สามารถย่อยสารอินทรีย์ได้และผลิตก๊าซมีเทนผ่านการถ่ายโอนยีนในแนวนอนจากแบคทีเรีย Clostridia

ตามสมมติฐานของพวกเขา Methanosarcina เจริญเติบโตอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาดังกล่าว โดยปล่อยก๊าซมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศและรบกวนวงจรคาร์บอน ส่งผลให้เกิดการสูญพันธุ์ในที่สุด กระบวนการทางเคมีเกี่ยวข้องกับแบคทีเรียที่สร้างก๊าซมีเทนที่ยึดติดกับโลหะนิกเกิล ทีมวิจัยได้ตรวจสอบตะกอนในจีนตอนใต้และพบนิกเกิลจำนวนมากที่สามารถพิสูจน์สมมติฐานดังกล่าวได้

“การถ่ายโอนยีนในแนวนอนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมี โดยมีภูเขาไฟขนาดใหญ่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การแพร่กระจายของ Methanosarcina มีส่วนในการขัดขวางความเข้มข้นของ CO2 และ O2” ทีมวิจัยสรุป “การหยุดชะงักของสารเคมีชีวภาพมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นอย่างแพร่หลาย ตัวอย่างเช่น การเกิดออกซิเดชันของมีเทนซึ่งทำให้ระดับของกำมะถันเพิ่มขึ้น ปล่อยไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งเป็นพิษสู่ชั้นบรรยากาศ ส่งผลให้เกิดการสูญพันธุ์บนบก”

แม้ว่าจะต้องมีหลักฐานเพิ่มเติมเพื่อพิสูจน์สมมติฐานดังกล่าว แต่ผู้วิจัยก็เน้นย้ำว่าการค้นพบดังกล่าวแสดงให้เห็นถึงความอ่อนไหวของโลกต่อวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตจุลินทรีย์ ทีมยังไม่สามารถระบุได้อย่างแน่ชัดว่า Methanosarcina วิวัฒนาการจนผลิตผลพลอยได้จากก๊าซมีเทนเมื่อใด

อัน คัง (ตาม ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ของ IFL )

ลิงค์ที่มา