ผู้ร้ายเบื้องหลังการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุดบนโลก

แบคทีเรียที่ผลิตก๊าซมีเทนอาจเป็นปัจจัยที่ทำให้สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนโลกสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ในยุคเพอร์เมียน

แบคทีเรียมีเทน (Methanosarcina) เจริญเติบโตในยุคเพอร์เมียนและปล่อยก๊าซมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศ ภาพ: Perfect Lazybones — แบคทีเรียมีเทน (Methanosarcina) เจริญเติบโตในยุคเพอร์เมียนและปล่อยก๊าซมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศ ภาพ: *Perfect Lazybones*

โลกได้ประสบกับการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่มาแล้ว 5 ครั้ง หนึ่งในนั้นคือเหตุการณ์สูญพันธุ์เพอร์เมียน หรือที่รู้จักกันในชื่อ “การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่” ซึ่งได้ทำลายสิ่งมีชีวิตบนบกไปประมาณ 70% และสิ่งมีชีวิตในทะเล 96% ทั่วโลก ความแตกต่างระหว่างอายุของถ่านหินที่เกิดขึ้นในช่วงการสูญพันธุ์ครั้งนี้ถึง 10 ล้านปี บ่งชี้ว่าพืชที่ก่อให้เกิดถ่านหินจำนวนมากได้สูญพันธุ์ไปในระหว่างเหตุการณ์ดังกล่าว และต้องใช้เวลาหลายล้านปีกว่าจะฟื้นตัว อ้างอิงจาก IFL Science

แต่การค้นหาช่วงเวลาที่จำนวนสปีชีส์ลดลงฮวบฮาบในบันทึกฟอสซิลนั้นเป็นเพียงส่วนที่ง่าย นักวิทยาศาสตร์ ได้เสนอทฤษฎีมากมายเพื่ออธิบายสาเหตุของการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ ตั้งแต่การปล่อยก๊าซมีเทนจากพื้นมหาสมุทรไปจนถึงการพุ่งชนของดาวเคราะห์น้อย จากการศึกษาหินจากการสูญพันธุ์ครั้งนั้น นักวิจัยทราบว่ามหาสมุทรและแหล่งน้ำตื้นขาดออกซิเจนในช่วงปลายยุคเพอร์เมียน การขาดออกซิเจนน่าจะเป็นปัจจัยหนึ่งที่ทำให้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งนั้น ซึ่งส่งผลกระทบเป็นลูกโซ่

จุลินทรีย์ที่ลดกำมะถันสามารถหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนได้ โดยใช้กำมะถันแทนออกซิเจน และมีแนวโน้มที่จะเจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ ผลพลอยได้จากไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่จุลินทรีย์เหล่านี้ผลิตขึ้นอาจถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ เป็นพิษต่อพืชและทำลายชั้นโอโซน ทำให้สิ่งมีชีวิตต้องสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลตในระดับอันตรายเป็นเวลาประมาณ 250 ล้านปี ขณะเดียวกันก็ทำให้โลกร้อนขึ้นด้วย มหาสมุทรที่ร้อนขึ้นอาจทำให้มีเทนแข็งตัวหลุดออกสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งจะทำให้ปัญหารุนแรงขึ้น

คำอธิบายอีกประการหนึ่งสำหรับเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ได้รับการเสนอโดยทีมงานจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ในปี 2014 แดเนียล ร็อธแมน ศาสตราจารย์ด้านธรณีฟิสิกส์ที่ MIT และเพื่อนร่วมงานของเขาค้นพบว่าแบคทีเรียเซลล์เดียวที่เรียกว่า Methanosarcina สามารถย่อยสารอินทรีย์ได้ โดยผลิตก๊าซมีเทนผ่านการถ่ายโอนยีนในแนวนอนจากแบคทีเรีย Clostridia

ตามสมมติฐานของพวกเขา Methanosarcina เจริญเติบโตอย่างรวดเร็วในช่วงเวลานี้ ปล่อยก๊าซมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศและรบกวนวัฏจักรคาร์บอน ซึ่งท้ายที่สุดก็ก่อให้เกิดการสูญพันธุ์ กระบวนการทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับแบคทีเรียที่สร้างก๊าซมีเทนนั้นเชื่อมโยงกับโลหะนิกเกิล ทีมวิจัยได้ศึกษาตะกอนในภาคใต้ของจีนและพบนิกเกิลจำนวนมากที่สามารถพิสูจน์สมมติฐานนี้ได้

“การถ่ายโอนยีนในแนวนอนนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางชีวธรณีเคมี โดยมีภูเขาไฟขนาดใหญ่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การแพร่กระจายของ Methanosarcina มีบทบาทในการรบกวนความเข้มข้นของ CO2 และ O2” ทีมวิจัยสรุป “การรบกวนทางชีวธรณีเคมีน่าจะแพร่หลายอย่างกว้างขวาง ตัวอย่างเช่น การเกิดออกซิเดชันของมีเทน ซึ่งเพิ่มระดับกำมะถัน ปล่อยไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่เป็นพิษสู่ชั้นบรรยากาศ นำไปสู่การสูญพันธุ์บนบก”

แม้ว่าจะยังต้องการหลักฐานเพิ่มเติมเพื่อพิสูจน์สมมติฐานนี้ แต่นักวิจัยย้ำว่าการค้นพบนี้แสดงให้เห็นถึงความอ่อนไหวของโลกต่อวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตจุลินทรีย์ ทีมวิจัยยังไม่สามารถระบุได้อย่างแน่ชัดว่า Methanosarcina วิวัฒนาการจนผลิตมีเทนเป็นผลพลอยได้เมื่อใด

อัน คัง (ตาม ข้อมูลวิทยาศาสตร์ IFL )

ลิงค์ที่มา