"עליית הטמפרטורות המיסה גופות מתוך הקדחת האנטארקטית": עלייתו של אחד העצים האייקוניים ביותר של כדור הארץ בעולם לא ודאי

בקטע זה מתוך "מקורות אלון: מבלוטים למינים ועץ החיים" (הוצאת אוניברסיטת שיקגו, 2024), מחבראנדרו ל. היפחוקר את התנאים הקיצוניים על פני כדור הארץ שהולידו את עץ האלון (קוורקוס), עם תנודות פראיות באקלים ולוחות טקטוניים משתנים.

אם היינו יכולים לחזור אחורה בזמן 56 מיליון שנה ולבלות כמה שבועות בבוטניקה ביערות הממוזגים של חצי הכדור הצפוני, בגבול בין הפליאוקן לאאוקן, היינו מתקשים למצוא אלונים כלשהם. היינו מוצאים תנינים וצבים ענקיים באי אלסמיר, מול החוף הצפון מערבי של גרינלנד. היינו מסתובבים ביערות הנשלטים על ידי צמחים פורחים, שהמגוון שלהם התקרב למגוון הצמחי שאולי נמצא ביערות המודרניים של דרום מזרח ארצות הברית. היינו נתקלים במגוון של פגאלים, שושלות המתפשטות על פני חצי הכדור הצפוני שיולידו בסופו של דבר אגוזי מלך, ליבנה, גלים מתוקים, אשור, ערמונים, צ'ינקאפינים ואלונים.

האלונים עצמם, לעומת זאת, היו כל כך מועטים במספרם באותה נקודה שהם השאירו אבקה מועטה, אם בכלל, בבוץ וללא בלוטים או עלים שיוכלו לחלץ על ידי בוטנאים של המאה ה-21. העולם עמד להיכנס לגל חום, ה-Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM).

במהלך 8,000 עד 10,000 שנים, הטמפרטורות האטמוספריות יעלו בממוצע ב-8 מעלות צלזיוס [14.4 מעלות פרנהייט] ברחבי העולם ויגיעו לרמות גבוהות עוד יותר באזור הארקטי. ייתכן שה-PETM הופעל על ידי תקופה מסיבית וממושכת של פעילות וולקנית. מאגמה שמגרגרת מעלה דרך סדק בתחתית הצפון האטלנטי דחקה טריז בין צפון אמריקה לאירופה ושפכה טריליון קילוגרמים [2.2 טריליון פאונד] של פחמן לאטמוספירה מדי שנה במשך כמה אלפי שנים.

עליית הטמפרטורות המיסה גופות מהפרמפרפר האנטארקטי, והזרעים הנרקבים, טחב הספגנום, הפטריות והחזזיות, הרכיכות וחיות הכיס החזירו גזי חממה - פחמן דו חמצני ומתאן - לאטמוספירה.

לאחר מכן, הטמפרטורות התרסקו בחזרה לרמות המקוריות שלהן בתוך כ-120,000-220,000 שנים. זה בקושי מספיק לבדיקה כפולה במונחים גיאולוגיים: כשמסתכלים על חלקת טמפרטורה ב-100 מיליון השנים האחרונות, ה-PETM נראה כמו עמוד גדר שננעץ בצלע הגבעה לפני 56 מיליון שנה. זה עולה ישר למעלה וכמעט ישר בחזרה למטה.

ההשפעות היו דרמטיות. ה-PETM הסיע 30%-50% מהפורמיניפרות בקרקעית האוקיינוס ​​העמוק - אורגניזמים חד-תאיים המאכלסים את הים, אוכלים פלנקטון ודטריטוס, מאכילים דגים קטנים וחלזונות ימיים - נכחדו. יונקים, לטאות וצבים נדדו רבות על פני היבשות בתגובה לאקלים המשתנה, ונעו בין גשרי יבשה צפוניים שיהפכו קרים מדי לנסיעה סדירה של רוב המינים הללו בסוף האיאוקן.

בצפון דרום אמריקה, יערות טרופיים הוצפו בצמחים פורחים חדשים: דקלים, עשבים ומשפחת השעועית (Fabaceae) כולם גדלו במגוון באיאוקן, ומשפחת Spurge - Euphorbiaceae, משפחה עולמית המונה כיום כ-6,500 מינים - הופיע בצפון דרום אמריקה בפעם הראשונה במהלך PETM.

מאובני האלון הראשונים

אוכלי עשב חרקים, במיוחד כורי עלים ומאכילים על פני השטח, גדלו בשפע והתמחו יותר. צמחים רצו על פני הנוף: באגן ביגהורן, וויומינג, לפחות 22 מינים הושמדו בתחילת ה-PETM, רק כדי לחזור לאחר שהאירוע הסתיים. חלק מהגרים הללו נדדו למרחק של 1,000 קילומטרים.

האלונים המאובנים הראשונים שאנו מכירים מופיעים בעולם הלא ודאי הזה, לאורך מה שהוא כיום שביל הליכה העובר מדרום לכנסיית סנט פנקרז באוברנדורף, אוסטריה. לפני חמישים ושישה מיליון שנה, אזור זה של אירופה היה מנותח לאיים וחצי איים, שהתחממו על ידי האוקיינוס.

מה שעכשיו הוא סנט פנקרז שכב מתחת למים רדודים בקצה הים. הוא הפך למאגר לאבקנים מיערות סמוכים, שהושקעו לצד פלנקטון אוקיאני ודינופלגלטים. היער שגדל באזור היה פסיפס של מינים סובטרופיים וממוזגים, כולל בני ה- Restionaceae, משפחה דמוית עשב המוגבלת כיום לאזור הטרופי של חצי הכדור הדרומי;אאוטריגונובלנוס, סוג נכחד של משפחת אשור שנעה בעבר על פני מזרח צפון אמריקה ואירופה; וקרובי משפחה של משפחת הקשיו של היום, משפחת החלמית וה-Sapotaceae הפנטרופית.

העולם נכנס לימים האחרונים של האזורים הטרופיים הכמעט גלובליים. במשך 4 מיליון שנים לאחר שהטמפרטורות נסוגו מה-PETM, האקלים המשיך להתחמם. לפני 52 מיליון שנה, העולם הגיע בטמפרטורות הגבוהות ביותר מאז מותם של הדינוזאורים. תקופה זו של חום נקראת האופטימום האקלימי המוקדם של האיאוקן.

אם ה-PETM הוא כמו עמוד גדר הננעץ אל צלע הגבעה הטמפרטורה, האופטימום האקלימי המוקדם של האיאוקן הוא כמו פסגת הגבעה. יערות של מינים טרופיים הגדלים לצד סוגים של היער הממוזג - מייפל, בוקיצה, אגוזי מלך, ליבנה, דובדבנים ובסופו של דבר אלונים - פרוסים על פני אזור הארקטי הגבוה. לילות החורף הארוכים העדיפו מינים שיכולים להישאר רדומים במשך חודשים בכל פעם. יערות נשירים מתפרסים על פני אתרים גבוהים שכיום הם פרמפרפר ויער בוריאלי.

האקלים היה ממוקם בראש מגלשה ארוכה עד לאנתרופוקן, שם אנו מוצאים את עצמנו היום. אוקס היו חלוצים במה שיהפוך לחצי הכדור הצפוני המתון ברובו.

האלונים לא נולדו ברגע מסוים או במקום מסוים. במקום זאת, אי שם במהלך או לפני ה-PETM, אוכלוסיית צמחים עצים הפכה בהדרגה לאלונים. כל שתיל בשושלת הזו נראה כמו העצים שיצרו אותו. אילו היינו עדים להתפתחותה של אותה אוכלוסיית אבות, לא יכולנו בשום שלב לומר, "לא היו אלונים אתמול, אבל היום יש."

קָשׁוּר:

בסופו של דבר קיבלנו אלונים על ידי עבודה קבועה של ברירה טבעית הפועלת על אוכלוסיות עצים משתנות לאורך תקופות זמן ארוכות. שושלת זו של פרטים ואוכלוסיות שהופכת אט אט לאלונים נקראת גזע קלידת האלון. הוא מיוצג על עץ החיים על ידי קו בודד.

אוכלוסיית העצים שהפקידה את אבקת סנט פנקרז עשויה לייצג ענף הנובט מאותו גזע או כזה שנבט מאוד סמוך לכתר האלונים. בכל מקרה, אבקת סנט פנקרז היא, לעת עתה, ההימור הטוב ביותר שלנו לגבי גיל האלונים. אלונים כנראה חוזרים אחורה לפחות קצת יותר מהמאובנים האלה, עתיקים יותר מה-PETM: קשה למצוא מאובנים, אז זה סביר לחשוד שאולי פספסנו כמה מבוגרים יותר. אבל המאובנים האלה מספקים לנו נקודת ציון לפיה ניתן לתארך את עץ האלון של החיים.

אירוע המיון הראשון שאנו מכירים באלונים התרחש ככל הנראה תוך 8 מיליון שנים ממאובן אלון סנט פנקרז. הוא חילק את האלונים לשתי שושלות: אחת שמוגבלת היום לאירואסיה וצפון אפריקה, ואחת שהתפתחה ביבשת אמריקה ורק מאוחר יותר חזרה לאירואסיה. אחות אחיות - שנולדות כמין אחיות - יכולות להיווצר באזורים גיאוגרפיים מופרדים כאשר אוכלוסיית אבותיהם מתחלקת פיזית. רכס הרים, נהר, מדבר, מרחב אוקיינוס ​​או כל מחסום אחר בין שני חלקי האוכלוסייה מונע מזרעים ואבקנים לעבור בין שתי האוכלוסיות החדשות. לעתים קרובות נובעות התגלמות ולידה של קלידים חדשים.

האוקיינוס ​​האטלנטי המתפשט הוא הסבר מניח את הדעת לאירוע יצירת אלון ראשון זה. מאגמה שנשפכה לצפון האוקיינוס ​​האטלנטי מול חופי אירלנד בתחילת ה-PETM הוסיפה קרום לקצה המזרחי של הלוח הצפון אמריקאי (הטקטוני) ולקצה המערבי של הלוח האירו-אסיאתי. היא ממשיכה לעשות זאת גם היום, ומנתה את היבשות בנפרד בקצב של כסנטימטר בשנה.

ככל שהאוקיינוס ​​האטלנטי התרחב, ייתכן שאוכלוסיית האבות של כל האלונים של ימינו השתרעה על פני היבשות של חצי הכדור הצפוני. אם כן, האב הקדמון של האלונים המוכרים לנו היום היה אוכלוסייה נרחבת שנחלקה לשניים ככל שצפון אמריקה התקרבה מערבה.