Zašto je puno manje životinja prešlo Panamsku prevlaku u smjeru sjevera nego obrnuto?

Studija pokazuje da su izumiranja uzela maha i poprilično smanjila broj jedinki za migraciju s juga na sjever

Prije oko tri milijuna godina dogodila se velika američka razmjena životinja kada su sisavci iz Sjeverne migrirali u Južnu Ameriku i obratno. No, južnoamerički sisavci su to učinili u puno manjem broju, a čini se da znanstvenici sada konačno znaju i zašto.

Nova analiza fosila objavljena u zborniku Nacionalne akademije znanosti [znanstveno-istraživačka ustanova, ogranak Nacionalne akademije znanosti, inženjerstva i medicine SAD-a, NAS] pokazuje da su mnoge autohtone južnoameričke skupine sisavaca već počele izumirati u vrijeme spajanja dvaju kontinenata, što je rezultiralo manjim brojem vrsta koje su migrirale prema sjeveru.

Kad je prije više od 10 milijuna godina došlo do sudara pacifičke ploče s južnoameričkom i karipskom pločom, Panamska se prevlaka počela izdizati iz oceana, spajajući Sjevernu i Južnu Ameriku. Životinje su počele migrirati između kontinenata, isprva u malom broju, a zatim u sve većim valovima nakon što se prevlaka u potpunosti formirala prije oko 3 milijuna godina. Ovaj događaj, poznatiji kao Velika američka biogeografska razmjena životinja je najveći učinak imala na razmjenu sisavaca u obje Amerike..

Južnoamerički sisavci, evoluirajući desecima milijuna godina na kontinentu koji je tada bio otok - bili su neobično veliki. Zemlju su preplavile ogromne životinje nalik na današnje pasance s repom u obliku bata, biljojedi koji su pomalo podsjećali na deve i nosoroge, te preteče ljenjivaca koji su se sporo kretali po kopnu, ali su se bolje snalazili u vodi.

"Ta je razmjena u početku bila relativno uravnotežena", kaže Juan Carrillo, paleobiolog iz Nacionalnog prirodoslovnog muzeja u Parizu. No, s vemenom je razmjena postala asimetrična, jer se na jugu počelo pojavljivati puno više sisavaca sjevernoameričkog podrijetla nego obrnuto. Zapravo, većina tih neobičnih bića koja su [u to vrijeme] nastanjivala Južnu Ameriku je izunrla prije nego što je migrirala.

Taj se omjer zadržao do danas. Gotovo polovica suvremenih južnoameričkih rodova sisavaca svoje porijeklo vuče iz Sjeverne Amerike, ali samo 10 posto sjevernoameričkih sisavaca (osim onih u Srednjoj Americi) potječe od južnoameričkih sisavaca. Na primjer, o lamama i jaguarima se govori kao o najpoznatijim primjercima životinjskog svijeta Južne Amerike, ali njihovi preci su došli preko prevlake sa sjevernoameričkog kontinenta. Potomci [značajnijih] primjeraka iz Južne Amerike obuhvaćaju dikobraze, pasance i oposume.

Razlozi ove [nejednolike] razmjene su nejasni, kaže Carrillo. Sisavci sa sjevera su prevladali jer su se možda iz nekog razloga bolje prilagodili od prmjeraka koji su migrirali na sjever. Drugi razlog je da su možda sjevernoameričke pridošlice evoluirale u mnogo više vrsta nakon što su nastanile novu kopnenu masu. Ili su možda sisavci s juga izumirali češće od svojih pandana sa sjevera, stvarajući time prirodnu neravnotežu. Ili se možda dogodilo sve to zajedno.

Da bi ispitali sve te pretpostavke, Carrillo i njegov tim su analizirali otprilike 20. 000 fosila sisavaca iz [obje] Amerike, koristeći računalnu simulaciju kako bi došli do saznanja koliko su se brzo životinje diverzificirale u nove vrste, migrirale i na kraju izumrle. Tim je otkrio da su se sisavci s oba kontinenta načelnpo razvili i širili otprilike jednakom brzinom. Međutim, simulacija je pokazala da su južnoamerički sisavci počeli ubrzano izumirati tijekom Pliocena, prije otprilike 5 do 2,5 milijuna godina.

Neke vrste ovih životinja uspjele su preživjeti i čak proširiti svoj domet do Sjeverne Amerike. Međutim, prema istraživanjima, mnoge druge južnoameričke vrste sisavaca izumrle su tijekom ovog razdoblja. Zanimljivo je da se njihovo izumiranje dogodilo prije nego što su glavni valovi migracija preko prevlake započeli prije otprilike 2,7 milijuna godina, nastavljajući se u pleistocenu, ističe Carrillo."

Razlog tog masovnog izumiranja nije poznat. Pliocensko okruženje uglavnom je bilo hladnije i sušnije od onih iz prethodnih epoha, uzrokujući širenje travnatih uz smanjenje šumskih površina. Takve velike promjene su mogle biti ključni faktor koji je doveo do izumiranja određenih vrsta.

Istraživači su otkrili još jednu zanimljivu stvar a to je da su u usporedbi s drugim sjevernoameričkim sisavcima, mesojedi iz Sjeverne Amerike — poput mačaka, pasa i medvjeda — pokazali visoku razinu prilagodljivosti i evolucijske specijacije nakon što su se naselili u Južnoj Americi. S druge strane, dominantni mesojedi s juga s kojima su se mesojedi iz Sjeverne Amerike susretali na prevlaci bili su sparasodonti — neobični mesojedi nalik tobolčarima — kojima je populacija već bila u opadanju i koji su izumrli ubrzo nakon formiranja prevlake. Prema Carrillu, njihovo izumiranje stvorilo je prazan ekosustav koji su "napunili" sjeverni mesojedi.

"Doslovno su ostavili ispražnjeno stanište," kaže, "dok su izumiranja na jugu dodatno smanjila broj vrsta sposobnih za migraciju na sjever.

Ipak, moguće je da je izravan sukob sa sjevernim predatorima uzrokovao neka od tih izumiranja životinja na jugu," kaže Jens-Christian Svenning, ekolog sa Sveučilišta Aarhus u Danskoj, koji nije sudjelovao u istraživanju. "To bi se moglo otkriti time da posjedujemo potpuniji fosilni zapis," dodaje. "U konačnici, moglo bi se očekivati prilično intenzivan sukob između sparasodonata i sjevernih mesojeda," kaže Svenning, "inače mi se iznenadno izumiranje sparasodonata čini neobičnim."

Paleontologinja Dimila Mothé sa Saveznog sveučilišta države Rio de Janeiro [u Brazilu] dodaje kako potencijalno netočna klasifikacija fosila može dodatno otežati otkrivanje trendova bioraznolikosti poput onih opisanih u novoj studiji.

Carrillo je zainteresiran za popunjavanje praznina u fosilnom zapisu kako bi dobio potpuniju sliku [biološke] razmjene. Većina fosila sisavaca iz tog razdoblja potječe s viših geografskih širina oba kontinenta, poput današnje Argentine ili Sjedinjenih Država. Vrlo malo je poznato o tome kako su životinje u tropskim područjima reagirale tijekom tih promjena.

Razumijevanje Velike američke razmjene životinja ključno je za razumijevanje povijesti evolucije života u obje Amerike, kaže Carrillo. "Ovo otkriće pokazuje vrlo blisku povezanost između geologije i biologije te kako povijesni događaji, poput visokih stopa izumiranja sisavaca, mogu imati važne posljedice na obrasce raznolikosti koje danas vidimo."