Μια διεθνής ερευνητική ομάδα κατάφερε να ανασυνθέσει τη σύσταση του αέρα που ανέπνεαν οι δεινόσαυροι, μελετώντας ισότοπα οξυγόνου σε απολιθωμένα δόντια και αντλώντας πολύτιμα στοιχεία για τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα εκείνης της εποχής.
Τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι τα δόντια των δεινοσαύρων αποτελούν ισχυρό εργαλείο για την επιστήμη – όχι μόνο για να κατανοήσουμε τον κόσμο όπου ζούσαν, αλλά και τα γεγονότα που συνέβησαν τότε, καθώς οι μεταβολές στα ισότοπα μπορούν να υποδεικνύουν καταστροφικά φαινόμενα όπως ηφαιστειακές εκρήξεις μεγάλης κλίμακας.
«Τα ευρήματά μας ανοίγουν έναν νέο δρόμο έρευνας που συνδέει άμεσα τα σπονδυλωτά της ξηράς με την ατμόσφαιρα που ανέπνεαν», δήλωσε στο Science Alert ο παλαιοντολόγος και γεωχημικός Τόμας Τούτκεν από το Ινστιτούτο Γεωεπιστημών του Πανεπιστημίου Johannes Gutenberg στο Μάιντς, στη Γερμανία.
«Ακόμη και μετά από 150 εκατομμύρια χρόνια, τα ισοτοπικά ίχνη των μορίων οξυγόνου της μεσοζωικής ατμόσφαιρας που εισέπνεαν οι δεινόσαυροι παραμένουν διατηρημένα στο σμάλτο των δοντιών τους και μπορούν να μας αποκαλύψουν στοιχεία για τη σύσταση της αρχαίας ατμόσφαιρας και την παγκόσμια φωτοσυνθετική παραγωγή βιομάζας» πρόσθεσε.
Οι αναλογίες ατόμων του ίδιου στοιχείου αλλά διαφορετικής μάζας, γνωστά ως ισότοπα, υποδηλώνουν μια ποικιλία οικολογικών και κλιματικών παραλλαγών που κυριαρχούν κατά τη διάρκεια της ζωής ενός οργανισμού. Ένα τέτοιο ισότοπο είναι το οξυγόνο που συνδέεται με το διοξείδιο του άνθρακα. Η Φενγκ και η ομάδα της εστίασαν στο ισότοπο οξυγόνο-17. Κατά τη διάρκεια φυσικών διεργασιών στην ατμόσφαιρα, τα επίπεδα του συγκεκριμένου ισοτόπου μειώνονται στο οξυγόνο που τελικά αναπνέουν τα ζώα.
«Τα σπονδυλωτά που αναπνέουν αέρα ενσωματώνουν ένα μέρος αυτής της ισοτοπικής “ανωμαλίας” στο νερό του σώματός τους μέσω του οξειδωτικού μεταβολισμού της τροφής», εξήγησε ο Τούτκεν.
«Ένα κλάσμα αυτής της ανωμαλίας αποτυπώνεται στη διαδικασία σχηματισμού του σμάλτου των δοντιών και μπορεί να διατηρηθεί για εκατομμύρια χρόνια, επιτρέποντάς μας να συναγάγουμε συμπεράσματα για τα αρχαία επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα» πρόσθεσε.
Οι ερευνητές απέδειξαν πρόσφατα ότι οι αναλογίες ισοτόπων οξυγόνου στο σμάλτο των δοντιών ζωντανών, σύγχρονων ζώων παρέχουν μια ακριβή εκτίμηση των επιπέδων CO2 στην ατμόσφαιρα. Το επόμενο λογικό βήμα ήταν να δουν αν μπορούσαν να κάνουν το ίδιο με απολιθώματα ηλικίας εκατομμυρίων ετών.
«Τα δείγματα δοντιών δεινοσαύρων ήταν πρωταρχικοί στόχοι για ανάλυση, καθώς αναμέναμε πως θα παρουσίαζαν μεγάλες ανωμαλίες στα ισότοπα οξυγόνου, οι οποίες μπορούσαν να μετρηθούν με μεγάλη ακρίβεια», δήλωσε ο Τούτκεν.
Τι έδειξε η ανάλυση
Χρησιμοποιώντας σκόνη από σμάλτο που είχε ήδη συλλεχθεί από μουσειακά δείγματα ανά την Ευρώπη για άλλες μελέτες σχετικές με τη διατροφή, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι τα επίπεδα CO₂ ήταν υψηλά κατά τη διάρκεια της Μεσοζωικής περιόδου – ένα εύρημα που συμφωνεί με προηγούμενες εκτιμήσεις της γεωλογικής ιστορίας της ατμόσφαιρας. Για παράδειγμα, στα τέλη της Ιουρασικής περιόδου, τα επίπεδα CO₂ έφταναν τα περίπου 1.200 ppm, ενώ στα τέλη της Κρητιδικής τα 750 ppm. Συγκριτικά, η σημερινή ατμόσφαιρα περιέχει περίπου 430 ppm CO₂ – και συνεχίζει να αυξάνεται.
«Συγκριτικά με άλλους δεινόσαυρους της ίδιας εποχής, σε ένα δόντι T. rex και ένα δόντι σαυροπόδου (Kaatedocus) που αναλύθηκαν, εντοπίστηκαν εκπληκτικά υψηλές ανωμαλίες τριπλού ισοτόπου οξυγόνου», δήλωσε ο Τόμας Τούτκεν.
«Αυτά ενδεχομένως αντανακλούν ατμοσφαιρικές αιχμές υψηλών επιπέδων CO2 κατά τη διάρκεια της ζωής τω συγκεκριμένων δεινοσαύρων. Πιθανότατα σχετίζονται με εκπομπές CO2 από ηφαιστειακή δραστηριότητα κατά τη διάρκεια μεγάλων εκρήξεων βασάλτη. Η μελέτη μας προσφέρει νέες πληροφορίες για τη σύσταση του αέρα που ανέπνεαν οι δεινόσαυροι, δείχνοντας ότι τα επίπεδα CO₂ παρουσίαζαν διακυμάνσεις έως και 160% σε γεωλογικά σύντομες περιόδους» εξήγησε ο ερευνητής.
Τώρα που η ομάδα απέδειξε ότι η τεχνική της είναι αποτελεσματική, σχεδιάζει να μελετήσει δόντια από μια περίοδο γνωστή ως Μεγάλος Αφανισμός ο οποίος συνέβη πριν από 252 εκατομμύρια χρόνια και εξαφάνισε τη συντριπτική πλειονότητα των ζώων στη Γη. Το γεγονός αυτό έχει συνδεθεί με μια καταστροφική περίοδο έντονης ηφαιστειακής δραστηριότητας, η οποία κάλυψε τον πλανήτη με ένα ηφαιστειακό «πέπλο» για εκατομμύρια χρόνια. Ανασυνθέτοντας τη σύστηα του αέρα εκείνης της περιόδου, οι επιστήμονες ελπίζουν να αποκτήσουν βαθύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η καταστροφή αυτή επηρέασε τη ζωή στη Γη.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences».
