'อุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้ศพละลายออกจากชั้นดินเยือกแข็งของทวีปแอนตาร์กติก': การเพิ่มขึ้นของต้นไม้ที่โดดเด่นที่สุดแห่งหนึ่งของโลกในโลกที่ไม่แน่นอน

ในข้อความที่ตัดตอนมาจาก "ต้นกำเนิดของไม้โอ๊ค: จากลูกโอ๊กสู่สายพันธุ์และต้นไม้แห่งชีวิต" (สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยชิคาโก, 2024) ผู้แต่งแอนดรูว์ แอล. ฮิปป์สำรวจสภาวะสุดขั้วบนโลกที่ก่อให้เกิดต้นโอ๊ก (เคอร์คัส) โดยมีสภาพอากาศแปรปรวนอย่างรุนแรงและแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัว

---

หากเราสามารถย้อนเวลากลับไป 56 ล้านปี และใช้เวลาสองสามสัปดาห์ในการเพาะพันธุ์พืชในป่าเขตอบอุ่นของซีกโลกเหนือ ที่ขอบเขตระหว่างยุคพาโอซีนและยุคอีโอซีน เราคงยากลำบากที่จะพบต้นโอ๊ก เราจะพบจระเข้และเต่ายักษ์บนเกาะ Ellesmere ตรงข้ามชายฝั่งตะวันตกเฉียงเหนือของเกาะกรีนแลนด์ เราจะท่องไปในป่าที่มีพืชดอกเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งมีความหลากหลายใกล้เคียงกับความหลากหลายของพืชที่เราอาจพบได้ในป่าสมัยใหม่ทางตะวันออกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา เราจะพบกับพันธุ์ฟากาเลสที่หลากหลาย ซึ่งสืบเชื้อสายมาจากซีกโลกเหนือซึ่งในที่สุดจะก่อให้เกิดวอลนัท ต้นเบิร์ช ลมหวาน บีช เกาลัด ชินคาปิน และโอ๊ก

อย่างไรก็ตาม ต้นโอ๊กเองมีจำนวนน้อยมาก ณ จุดนั้นจนเหลือเพียงละอองเกสรในโคลน และไม่มีลูกโอ๊กหรือใบให้นักพฤกษศาสตร์ในศตวรรษที่ 21 กู้คืนได้ โลกกำลังจะเข้าสู่คลื่นความร้อน ค่าความร้อนสูงสุดพาลีโอซีน-อีโอซีน (PETM)

ตลอดระยะเวลา 8,000 ถึง 10,000 ปี อุณหภูมิบรรยากาศจะพุ่งสูงขึ้น โดยเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 8 องศา C (14.4 องศาฟาเรนไฮต์) ทั่วโลก และถึงระดับที่สูงขึ้นไปอีกในแถบอาร์กติก PETM อาจถูกกระตุ้นโดยการระเบิดของภูเขาไฟเป็นระยะเวลายาวนานและยาวนาน แมกมาไหลผ่านรอยแยกที่ด้านล่างของมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ ทำให้เกิดลิ่มระหว่างอเมริกาเหนือและยุโรป และหลั่งคาร์บอนนับล้านล้านกิโลกรัม (2.2 ล้านล้านปอนด์) สู่ชั้นบรรยากาศทุกปีเป็นเวลาหลายพันปี

อุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้ซากศพจากชั้นดินเยือกแข็งถาวรของแอนตาร์กติกละลาย และต้นเสจด์ที่เน่าเปื่อย สแฟกนัมมอส เชื้อราและไลเคน หอยและสัตว์มีกระเป๋าหน้าท้อง ก็ส่งก๊าซเรือนกระจก เช่น คาร์บอนไดออกไซด์และมีเทน กลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศ

จากนั้นอุณหภูมิก็ตกลงสู่ระดับเดิมภายในเวลาประมาณ 120,000-220,000 ปี นั่นแทบจะไม่เพียงพอสำหรับการพิจารณาซ้ำสองในแง่ทางธรณีวิทยา: เมื่อคุณดูแผนภูมิอุณหภูมิในช่วง 100 ล้านปีที่ผ่านมา PETM ดูเหมือนเสารั้วที่ถูกผลักเข้าไปในเนินเขาเมื่อ 56 ล้านปีก่อน มันขึ้นตรงและเกือบจะกลับลงมา

ผลกระทบที่น่าทึ่ง PETM ขับไล่ 30%-50% ของ foraminifera ใต้มหาสมุทรลึก ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่อาศัยอยู่ในทะเล กินแพลงก์ตอนและเศษซาก เป็นอาหารปลาตัวเล็กและหอยทากทะเล - สูญพันธุ์ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม กิ้งก่า และเต่าอพยพอย่างกว้างขวางข้ามทวีปเพื่อตอบสนองต่อสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง การเดินทางระหว่างสะพานทางบกทางตอนเหนือที่จะเย็นเกินไปสำหรับการเดินทางปกติของสายพันธุ์เหล่านี้ส่วนใหญ่ในช่วงปลายยุคอีโอซีน

รับการค้นพบที่น่าสนใจที่สุดในโลกส่งตรงถึงกล่องจดหมายของคุณ

ทางตอนเหนือของทวีปอเมริกาใต้ ป่าเขตร้อนเต็มไปด้วยพันธุ์ไม้ดอกใหม่ๆ เช่น ต้นปาล์ม หญ้า และตระกูลถั่ว (Fabaceae) ล้วนเพิ่มความหลากหลายขึ้นในอีโอซีน และตระกูล Spurge — Euphorbiaceae ซึ่งเป็นวงศ์ทั่วโลกที่มีประมาณ 6,500 สายพันธุ์ในปัจจุบัน — ปรากฏตัวทางตอนเหนือของทวีปอเมริกาใต้เป็นครั้งแรกระหว่าง PETM

ฟอสซิลไม้โอ๊กรุ่นแรก

สัตว์กินพืชที่เป็นแมลง โดยเฉพาะสัตว์กินใบไม้และสัตว์กินพืชบนพื้นผิว มีเพิ่มมากขึ้นและมีความเชี่ยวชาญมากขึ้น พืชวิ่งไปทั่วภูมิประเทศ: ใน Bighorn Basin รัฐไวโอมิง มีอย่างน้อย 22 สายพันธุ์ที่สูญพันธุ์ไปตั้งแต่เริ่มมี PETM และกลับมาอีกครั้งหลังจากเหตุการณ์สิ้นสุดลง ผู้พักอาศัยเหล่านี้บางส่วนอพยพเป็นระยะทางประมาณ 1,000 กิโลเมตร

ต้นโอ๊กฟอสซิลแรกที่เรารู้จักปรากฏอยู่ในโลกที่ไม่แน่นอนนี้ ตามแนวเส้นทางเดินป่าที่ทอดยาวไปทางใต้ของโบสถ์ Saint Pankraz ในเมือง Oberndorf ประเทศออสเตรีย ห้าสิบหกล้านปีก่อน พื้นที่นี้ของยุโรปถูกแยกออกเป็นเกาะและคาบสมุทร ซึ่งได้รับการอบอุ่นจากมหาสมุทร

สิ่งที่ตอนนี้คือ Saint Pankraz นอนอยู่ใต้น้ำตื้นที่ชายทะเล มันกลายเป็นแหล่งเก็บละอองเรณูจากป่าที่อยู่ติดกัน ซึ่งสะสมอยู่เคียงข้างแพลงก์ตอนในมหาสมุทรและไดโนแฟลเจลเลต ป่าที่เติบโตในพื้นที่นี้เป็นการผสมผสานระหว่างพันธุ์กึ่งเขตร้อนและเขตอบอุ่น ซึ่งรวมถึงสมาชิกของ Restionaceae ซึ่งเป็นวงศ์หญ้าที่ปัจจุบันจำกัดอยู่เพียงเขตร้อนในซีกโลกใต้อีโอไตรโกโนบาลานัสซึ่งเป็นสกุลที่สูญพันธุ์ไปแล้วในตระกูล Beech ซึ่งเดิมมีถิ่นกำเนิดในอเมริกาเหนือและยุโรปตะวันออก และญาติของตระกูลมะม่วงหิมพานต์ ตระกูลมาลโลว์ และวงศ์ Sapotaceae ในเขตร้อน

โลกกำลังเข้าสู่ยุคสุดท้ายของเขตร้อนที่เกือบจะทั่วโลก เป็นเวลา 4 ล้านปีหลังจากที่อุณหภูมิลดลงจาก PETM สภาพภูมิอากาศยังคงอุ่นขึ้น เมื่อ 52 ล้านปีที่แล้ว โลกเผชิญกับอุณหภูมิสูงสุดนับตั้งแต่การสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ ช่วงเวลาแห่งความอบอุ่นนี้เรียกว่า Early Eocene Climatic Optimum

หาก PETM เปรียบเสมือนเสารั้วที่ผลักเข้าไปในไหล่เขาที่มีอุณหภูมิต่ำ Early Eocene Climatic Optimum ก็เหมือนกับยอดเนินเขา ป่าของพันธุ์ไม้เขตร้อนที่เติบโตควบคู่ไปกับป่าเขตอบอุ่น เช่น ต้นเมเปิล ต้นเอล์ม วอลนัท ต้นเบิร์ช เชอร์รี่ และต้นโอ๊กในที่สุด แผ่กระจายไปทั่วพื้นที่สูงอาร์กติก คืนฤดูหนาวอันยาวนานเป็นที่ชื่นชอบของสายพันธุ์ที่อาจอยู่เฉยๆ เป็นเวลาหลายเดือนในแต่ละครั้ง ป่าผลัดใบแผ่กระจายไปทั่วพื้นที่สูงซึ่งปัจจุบันกลายเป็นป่าชั้นดินเยือกแข็งและป่าเหนือ

ภูมิอากาศตั้งอยู่บนจุดสูงสุดของสไลเดอร์ยาวลงมาจนถึงแอนโทรโปซีน ซึ่งเราพบว่าตัวเองอยู่ทุกวันนี้ ต้นโอ๊กเป็นผู้บุกเบิกในสิ่งที่จะกลายเป็นซีกโลกเหนือที่มีเขตอบอุ่นเป็นส่วนใหญ่

ต้นโอ๊กไม่ได้เกิดในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งหรือในสถานที่ใดสถานที่หนึ่งโดยเฉพาะ ในทางกลับกัน ในระหว่างหรือก่อน PETM ประชากรไม้ยืนต้นจะค่อยๆ กลายเป็นต้นโอ๊ก ต้นกล้าแต่ละต้นในเชื้อสายนี้ดูเหมือนต้นไม้ที่ผลิตมัน หากเราอยู่ที่นั่นเพื่อดูวิวัฒนาการของประชากรบรรพบุรุษนั้น เราก็ไม่อาจพูดว่า "เมื่อวานไม่มีต้นโอ๊ก แต่วันนี้มี"

ที่เกี่ยวข้อง:

เราลงเอยด้วยต้นโอ๊กโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติอย่างต่อเนื่องซึ่งกระทำกับประชากรต้นไม้ที่แปรผันในระยะเวลาอันยาวนาน เชื้อสายของบุคคลและประชากรที่ค่อย ๆ กลายเป็นต้นโอ๊กนี้เรียกว่าก้านของเปลือกไม้โอ๊ค มันถูกแสดงบนต้นไม้แห่งชีวิตด้วยบรรทัดเดียว

จำนวนต้นไม้ที่สะสมละอองเรณูของ St. Pankraz อาจเป็นตัวแทนของกิ่งก้านที่งอกออกมาจากลำต้นนั้นหรือกิ่งที่งอกออกมาใกล้กับยอดของต้นโอ๊ก ไม่ว่าในกรณีใด ละอองเกสรของ St. Pankraz ในตอนนี้คือทางออกที่ดีที่สุดของเราเกี่ยวกับอายุของต้นโอ๊ก ต้นโอ๊กอาจจะย้อนกลับไปได้นานกว่าฟอสซิลเหล่านี้อย่างน้อยก็เก่าแก่กว่า PETM เนื่องจากฟอสซิลนั้นหายาก ดังนั้นจึงสมเหตุสมผลที่จะสงสัยว่าเราอาจพลาดฟอสซิลที่มีอายุมากกว่าไปบ้าง แต่ฟอสซิลเหล่านี้ทำให้เรามีจุดสังเกตในการระบุอายุของต้นโอ๊กแห่งชีวิต

เหตุการณ์การเก็งกำไรครั้งแรกที่เรารู้จักในต้นโอ๊กน่าจะเกิดขึ้นภายใน 8 ล้านปีของฟอสซิลต้นโอ๊ก St. Pankraz มันแบ่งต้นโอ๊กออกเป็นสองสาย: สายหนึ่งที่ปัจจุบันจำกัดอยู่เพียงยูเรเซียและแอฟริกาเหนือ และสายหนึ่งที่พัฒนาในอเมริกาและกลับมายังยูเรเซียในเวลาต่อมาเท่านั้น เคลดพี่น้องซึ่งเกิดเป็นสปีชีส์พี่น้องสามารถเกิดขึ้นได้ในภูมิภาคทางภูมิศาสตร์ที่แยกจากกันเมื่อประชากรบรรพบุรุษของพวกมันถูกแบ่งย่อยทางกายภาพ เทือกเขา แม่น้ำ ทะเลทราย มหาสมุทรอันกว้างใหญ่ หรือสิ่งกีดขวางอื่นใดระหว่างประชากรทั้งสองจะป้องกันไม่ให้เมล็ดพืชและละอองเกสรเคลื่อนที่ไปมาระหว่างประชากรใหม่ทั้งสอง การเกิด Speciation และการเกิดของเคลดใหม่ๆ มักเป็นผลตามมา

มหาสมุทรแอตแลนติกที่แผ่ขยายออกไปเป็นคำอธิบายที่น่าเชื่อถือสำหรับเหตุการณ์การเกิดต้นโอ๊กครั้งแรกนี้ หินหนืดที่ไหลลงสู่มหาสมุทรแอตแลนติกเหนือนอกชายฝั่งไอร์แลนด์ในตอนต้นของ PETM ได้เพิ่มเปลือกโลกที่ขอบด้านตะวันออกของแผ่นเปลือกโลกอเมริกาเหนือ (เปลือกโลก) และขอบด้านตะวันตกของแผ่นยูเรเชียน มันยังคงดำเนินต่อไปจนทุกวันนี้ โดยแยกทวีปออกจากกันในอัตราประมาณหนึ่งนิ้วต่อปี

เมื่อมหาสมุทรแอตแลนติกกว้างขึ้น ประชากรบรรพบุรุษของต้นโอ๊กทั้งหมดในปัจจุบันอาจคร่อมอยู่ในทวีปต่างๆ ในซีกโลกเหนือ หากเป็นเช่นนั้น บรรพบุรุษของต้นโอ๊กที่เรารู้จักในปัจจุบันคือประชากรที่แพร่หลาย ซึ่งถูกตัดออกครึ่งหนึ่งเมื่อทวีปอเมริกาเหนือเคลื่อนตัวไปทางตะวันตก