Maapallon viisi suurta joukkosukupuuttoa – katastrofit jotka tuhosivat elämää ja loivat tilaa uudelle
Maapallon historia ei ole ollut rauhallinen ja tasainen kehitystarina. Sitä ovat muovanneet maapallon viisi suurta joukkosukupuuttoa – katastrofeja, joissa suuri osa lajeista on kadonnut lyhyessä ajassa.
Jokainen näistä on tuhonnut vallitsevan ekosysteemin ja avannut tien uusille eläinryhmille. Toistuva kaava on sama: tuho ensin, sitten elämän uusi nousu raunioista.
Ilman näitä katastrofeja maapallo näyttäisi täysin erilaiselta. Dinosauruksia ei ehkä olisi koskaan syntynyt, eivätkä nisäkkäät olisi nousseet hallitseviksi – eikä ihmiskuntaa olisi olemassa.
Joukkosukupuutoksi kutsutaan tapahtumaa, jossa merkittävä osa lajeista kuolee lyhyessä ajassa geologisella mittapuulla. Kyse ei ole tavallisesta lajien vaihtuvuudesta, vaan poikkeuksellisen rajusta romahduksesta.
Lyhyt aika voi tarkoittaa tuhansia tai jopa miljoonia vuosia – ihmiselle pitkä aika, mutta maapallon 4,5 miljardin vuoden historiassa silmänräpäys.
Maapallon joukkosukupuutot erottuvat selkeästi fossiilirekisteristä, ja jokaisella on oma syynsä ja seurauksensa. Tässä oppaassa käydään läpi kaikki sukupuuttoaallot järjestyksessä – varhaisimmasta jääkauden kriisistä aina kuuluisaan Chicxulub-asteroidiin asti.
1. Ordovikikauden ja siluurikauden raja (~445 miljoonaa vuotta sitten)
Ensimmäinen suuri joukkosukupuutto tapahtui aikana, jolloin elämä oli vielä lähes kokonaan meressä. Maalla ei kasvanut käytännössä mitään – ei puita, ei ruohoa, ei edes sammalta.
Meret sen sijaan kukoistivat. Trilobiitit, meriskorpionit, käsijalkaiset eli brakiopodit ja varhaiset koralliriutat täyttivät valtameret. Elämä oli monimuotoista mutta keskittynyt matalille mannerjalustoille.
Tuhon syynä oli jääkausi – mutta ei tavallinen jääkausi. Gondwana-supermanner ajautui etelänavan päälle, ja massiiviset jäätiköt alkoivat muodostua. Merenpinta laski dramaattisesti, mahdollisesti jopa 100 metriä.
Valtava osa matalan veden elinympäristöistä kuivui tai jäätyi. Juuri näillä alueilla eli suurin osa sen ajan merieliöistä, joten vaikutus oli musertava.
Jääkausi tuli kahdessa aallossa. Ensin lämpötila laski ja jäätiköt laajenivat, mikä tuhosi trooppiset merieliöt. Sitten jääkausi päättyi, jäätiköt sulivat ja merenpinta nousi nopeasti takaisin.
Nyt merivirrat ja veden kemia olivat kuitenkin muuttuneet niin paljon, etteivät monet lajit sopeutuneet. Arviolta 85 prosenttia kaikista merieläimistä katosi – suhteellisesti toiseksi pahin joukkosukupuutto maapallon historiassa.
Selvinneistä lajeista monet olivat sitkeitä, laajalle levinneitä yleislajeja. Niistä versoi siluurikaudella uusi merielämän kukoistus, kun ilmasto vakaantui ja merenpinta asettui. Elämä siis toipui, mutta eliöstö oli pysyvästi muuttunut.
2. Devonikauden myöhäinen sukupuutto (~375–360 miljoonaa vuotta sitten)
Toinen suuri joukkosukupuutto ei ollut yksittäinen tapahtuma vaan pitkä kriisi, joka kesti miljoonia vuosia. Devonikausi oli ollut merielämän kulta-aikaa.
Valtavat koralliriutat, panssarikalat ja ensimmäiset hait hallitsivat meriä. Maalla ensimmäiset kasvit olivat alkaneet levitä ja muodostaa metsiä, ja ensimmäiset selkärankaiset olivat juuri ryömineet maihin.
Sitten jokin meni pieleen. Noin 75 prosenttia lajeista katosi useiden sukupuuttoaaltojen aikana. Pahiten kärsivät trooppiset merieliöt.
Erityisesti koralliriutat tuhoutuivat lähes kokonaan, eivätkä ne palautuneet ennalleen yli sataan miljoonaan vuoteen. Tätä pitkää aukkoa kutsutaan toisinaan riuttojen kadoksi.
Sukupuuton tarkka syy on edelleen kiistanalainen ja todennäköisesti monitekijäinen. Yksi kiinnostavimmista teorioista liittyy itse asiassa kasvien menestykseen maalla.
Kun puut ja kasvit levisivät mantereille, niiden juuret alkoivat hajottaa kallioperää ja vapauttaa ravinteita maaperästä. Sadevedet huuhtoivat näitä ravinteita meriin, mikä aiheutti massiivista leväkukintaa eli rehevöitymistä.
Levät kuluttivat vedestä kaiken hapen, ja laajat merialueet muuttuivat kuolleiksi vyöhykkeiksi, joissa mikään ei voinut elää. Paradoksaalisesti elämän menestys maalla saattoi siis tuhota elämää merissä.
Myös tulivuoritoiminta ja ilmastonmuutos ovat mahdollisia osasyyllisiä. Devonikauden lopussa ilmasto kylmeni merkittävästi, ja jotkut tutkijat ovat esittäneet, että myös asteroidi-isku saattoi osua samaan aikaan.
Kriisin jälkeen merten valta siirtyi uusille ryhmille. Panssarikalat katosivat lopullisesti, ja niiden tilalle nousivat hait ja luukalat. Devonin loppu päätti niin sanotun kalojen aikakauden ensimmäisen huipun.
3. Permikauden ja triaskauden raja (~252 miljoonaa vuotta sitten) – ”Suuri kuolema”
Kolmas joukkosukupuutto oli historian tuhoisin – niin tuhoisa, että sitä kutsutaan yksinkertaisesti suureksi kuolemaksi. Arviolta 96 prosenttia merieläimistä ja 70 prosenttia maaeläimistä kuoli.
Maapallo oli lähempänä elämän täydellistä tuhoutumista kuin koskaan ennen tai jälkeen. Tämä kriisi määritteli kaiken sen jälkeen kehittyneen elämän.
Syylliseksi on tunnistettu Siperian suuri magmaprovinssi – valtava tulivuoritoiminnan alue nykyisessä Siperiassa. Purkaukset eivät olleet yksittäisiä räjähdyksiä, vaan ne kestivät satojatuhansia vuosia.
Laavavuodot peittivät alueita, jotka olivat Länsi-Euroopan kokoisia. Tulivuoret pumppasivat ilmakehään valtavat määrät hiilidioksidia ja rikkidioksidia.
Seuraukset olivat moninaisia ja toisiaan vahvistavia. Hiilidioksidi aiheutti voimakkaan kasvihuoneilmiön, joka nosti maapallon keskilämpötilaa arviolta 5–10 astetta.
Meret lämpenivät niin paljon, että merenpohjan metaanihydraattivarastot saattoivat alkaa purkautua. Tämä vapautti ilmakehään lisää kasvihuonekaasuja ja kiihdytti lämpenemistä entisestään.
Rikkidioksidi muuttui rikkihapoksi, joka satoi alas happamana sateena. Meret happamoituivat, ja laajat merialueet menettivät happensa lähes kokonaan.
Suuren kuoleman jälkeisestä maailmasta löytyy fossiileina poikkeuksellisen paljon sieni-itiöitä – merkki siitä, että lahoava kasvimassa peitti maan laajalti. Kivilajien rikki- ja hiili-isotoopit kertovat samaa tarinaa rajusta ympäristön myllerryksestä.
Maalla vallinneet synapsidit – nisäkkäiden varhaiset esi-isät – kärsivät raskaasti, ja monet petomaiset lajit katosivat kokonaan. Merissä trilobiitit kuolivat lopullisesti sukupuuttoon noin 300 miljoonan vuoden olemassaolon jälkeen.
Elämän toipuminen kesti arviolta 10–30 miljoonaa vuotta – pidempi palautumisaika kuin missään muussa joukkosukupuutossa. Pitkään maapalloa hallitsivat vain harvat, sitkeät selviytyjälajit.
Mutta tämä tuho avasi ovet arkosauruksille ja lopulta dinosauruksille. Ilman permikauden katastrofia dinosauruksia ei ehkä olisi koskaan syntynyt.
4. Triaskauden ja jurakauden raja (~201 miljoonaa vuotta sitten)
Neljäs joukkosukupuutto tapahtui juuri silloin, kun dinosaurukset olivat vakiinnuttaneet asemansa mutta eivät vielä hallinneet maata. Noin 80 prosenttia lajeista katosi, mukaan lukien monet dinosaurusten kilpailijat.
Syynä oli jälleen tulivuoritoiminta – tällä kertaa Keski-Atlantin magmaprovinssi. Pangea-supermanner alkoi murtua kahtia, ja repeämiskohtiin syntyi valtavia tulivuorenpurkauksia.
Hiilidioksiditasot nousivat jyrkästi, ilmasto kuumeni ja merten kemia muuttui. Sama tappava yhdistelmä toistui, joka oli tuhonnut elämää jo permikauden lopussa.
Suurimmat häviäjät olivat pseudosuchiat eli krokotiilien esi-isät, jotka olivat triaskauden maaeläinten ehdottomia hallitsijoita. Postosuchus, Desmatosuchus ja muut suuret pseudosuchiat katosivat maalta kokonaan.
Jäljelle jäivät vain vedessä elävät muodot, joista kehittyivät nykyiset krokotiilit. Maaeläinten valtaistuin oli yhtäkkiä vapaana.
Dinosaurukset puolestaan selvisivät – ehkä tehokkaan hengitysjärjestelmänsä, pystyasentonsa tai pienemmän kokonsa ansiosta. Kun kilpailijat katosivat, dinosaurukset täyttivät vapautuneet ekologiset lokerot räjähdysmäisesti.
Jurakaudella niistä tuli maapallon kiistattomia hallitsijoita, ja ne kasvoivat suuremmiksi kuin mikään maaeläin ennen niitä. Tämä joukkosukupuutto loi siis suoraan dinosaurusten valtakauden.
Triaskauden ja jurakauden raja on hyvä muistutus sattuman osuudesta. Jos pseudosuchiat olisivat selvinneet dinosauruksia paremmin, maapallon historia olisi voinut kulkea aivan toista reittiä.
5. Liitukauden ja paleogeenikauden raja (~66 miljoonaa vuotta sitten)
Viimeinen ja kuuluisin joukkosukupuutto on ainoa, jonka syy on kiistatta tunnistettu: avaruudesta tullut asteroidi. Halkaisijaltaan 10–15 kilometrin kivilohkare iskeytyi nykyisen Meksikon Jukatanin rannikolle.
Törmäys synnytti noin 180 kilometriä leveän Chicxulub-kraatterin. Sen jättämä iridiumpitoinen savikerros löytyy yhä eri puolilta maailmaa kuin kalenterimerkintä tuhon hetkestä.
Asteroidi ei silti ehkä toiminut yksin. Samoihin aikoihin Intiassa purkautui Deccanin valtava tulivuorialue, joka oli saattanut heikentää ekosysteemejä jo ennen törmäystä. Useimpien tutkijoiden mielestä isku oli kuitenkin ratkaiseva tekijä.
Välittömät seuraukset olivat apokalyptiset. Maanjäristys ravisteli koko planeettaa, satoja metrejä korkeat tsunamit pyyhkäisivät yli valtamerien, ja hehkuva kivimateriaali satoi tulipalloina takaisin maahan.
Varsinainen tuho tuli kuitenkin viikkojen ja kuukausien kuluessa. Ilmakehään noussut pöly ja rikkidioksidi peittivät auringonvalon, ja seurannut iskutalvi kesti arvioiden mukaan vuosista vuosikymmeneen.
Kasvit kuolivat ilman auringonvaloa, ravintoketjut romahtivat, ja lähes kaikki yli 25 kiloa painavat maaeläimet kuolivat. Yhteensä yli 75 prosenttia kaikista lajeista katosi.
Kaikki suuret dinosaurukset, lentoliskot, mosasaurit, plesiosaurit ja ammoniitit tuhoutuivat. Mutta pienet, höyhenpeitteiset teropodit – lintujen esi-isät – selvisivät.
Nisäkkäät olivat eläneet dinosaurusten varjossa pieninä, yöaktiivisina olentoina yli 150 miljoonaa vuotta. Nyt ne saivat viimein tilaisuutensa, ja niistä kehittyivät lopulta kädelliset ja ihminen.
Jääkaudet – kuudes tuho?
Viiden suuren joukkosukupuuton lisäksi maapalloa ovat muovanneet lukuisat jääkaudet. Viimeisin jääkausijakso alkoi noin 2,6 miljoonaa vuotta sitten ja jatkuu teknisesti yhä.
Elämme parhaillaan jääkausien välistä lämmintä jaksoa eli interglasiaalia. Viimeisin jäätiköitymishuippu oli noin 20 000 vuotta sitten, jolloin jäätiköt peittivät suuren osan Eurooppaa, Pohjois-Amerikkaa ja Aasiaa. Suomi oli kokonaan jäätikön alla.
Jääkaudet eivät kuulu virallisesti viiden suuren joukkoon, koska ne eivät aiheuttaneet yhtä laajaa lajien tuhoutumista. Silti ne muovasivat elämää merkittävästi.
Mammutit, villakarvainen sarvikuono, irlanninhirvi ja suuri osa maailman megafaunasta katosi viimeisen jääkauden jälkeen – osittain ilmastonmuutoksen, osittain ihmisten saalistuksen vuoksi. Suomessa jääkaudet pyyhkivät pois lähes kaiken, myös mahdolliset dinosaurusten fossiilit.
Monet tutkijat puhuvat nykyään kuudennesta joukkosukupuutosta – ihmisen aiheuttamasta. Lajien häviämisnopeus on tällä hetkellä arviolta 100–1 000 kertaa luonnollista taustanopeutta suurempi.
Toisin kuin aiemmat sukupuutot, tämä ei johdu asteroidista, tulivuorista tai jääkaudesta – vaan yhdestä ainoasta lajista, joka muokkaa planeettaa tavalla, johon ekosysteemit eivät ehdi sopeutua.
Mikä yhdistää maapallon joukkosukupuuttoja?
Kun maapallon viisi suurta joukkosukupuuttoa asetetaan rinnakkain, niistä alkaa erottua yhteisiä piirteitä. Useimpia yhdisti nopea ja raju muutos ilmakehän ja merten kemiassa.
Neljässä viidestä tapauksesta avainroolissa oli joko valtava tulivuoritoiminta tai ilmaston äkillinen muutos – usein molemmat. Hiilidioksidin nousu, lämpeneminen ja merten hapen katoaminen toistuvat aalto toisensa jälkeen.
Maapallon joukkosukupuutot eivät ole sattumanvaraisia vahinkoja, vaan niillä on tunnistettavia mekanismeja. Kun ilmakehä, meret ja ilmasto muuttuvat liian nopeasti, elämä ei yksinkertaisesti ehdi mukautua.
Juuri muutoksen nopeus on usein ratkaiseva. Hidas mullistus antaa lajeille aikaa sopeutua, kun taas äkillinen romahdus jättää jäljelle vain harvat selviytyjät.
Toinen yhteinen piirre on valikoivuus. Suuret, erikoistuneet ja hidasliikkeiset lajit kärsivät yleensä eniten, kun taas pienet ja sopeutumiskykyiset selvisivät useammin.
Juuri tämä tekee menneistä kriiseistä niin opettavaisia. Kaikki sukupuuttoaallot kertovat samaa tarinaa: ekosysteemit kestävät paljon, mutta vain tiettyyn rajaan asti.
Sama opetus pätee maapallon joukkosukupuuttoihin kokonaisuutena: mitä erikoistuneempi laji on, sitä haavoittuvampi se on äkilliselle muutokselle.
Maapallon historia opettaa yhden asian selvästi: elämä on sitkeää, mutta ei haavoittumatonta. Jokainen joukkosukupuutto on ollut katastrofi sen ajan eliöille – mutta samalla se on avannut oven uudelle.
Dinosaurukset olivat permikauden tuhon hyötyjiä ja Chicxulubin uhreja. Me ihmiset puolestaan olemme Chicxulubin hyötyjiä. Kysymys kuuluu: olemmeko myös seuraavan sukupuuton aiheuttajia?
Tutustu myös näihin aiheisiin:
Dinosaurusten historia | Mitä dinosaurukset söivät | Milloin dinosaurukset elivät? | Oliko dinosauruksia Suomessa? | Miksi dinosaurukset kuolivat sukupuuttoon? | Kuuntele Dino-Äänisarjaa