Apa yang Terjadi Pada Ekologi dan Biodiversitas Saat Kepunahan Massal?

Seorang mahasiswa doktoral di University of Connecticut mempelajari peristiwa kepunahan massal yang terjadi pada periode Denovian Akhir, sekitar 370 juta tahun lalu. Tujuan untuk memahami bagaimana ekosistem dan komunitas organisme di dalamnya merespons. Ia mempelajari tentang apa yang terjadi pada ekologi, evolusi dan biodiversitas atau keanekaragaman hayati pada saat kepunahan massal.

Menurut peneliti, hal itu saat-saat perubahan besar dalam lingkungan, dan bagaimana perubahan itu memengaruhi organisme sangat relevan untuk dipahami. Memahami hal tersebut juga relevan dengan lingkungan kita saat ini dan perubahan lingkungan yang sedang terjadi.

Pada saat pergolakan lingkungan, bagaimana komunitas organisme merespons? Ketika seluruh spesies musnah, apakah spesies yang bertahan hidup masuk dan mengambil alih, atau apakah spesies baru berimigrasi untuk mengisi kekosongan?

Itu adalah pertanyaan yang diajukan Sarah Brisson, mahasiswa doktoral di Departemen Ilmu Bumi University of Connecticut. Rumusan masalah yang ia gunakan berangkat untuk dipelajari.

Penelitian ini dipublikasikan dalam Proceedings of the Royal Society B. Jurnal tersebut diterbitkan dengan judul "Niche conservatism and ecological change during the Late Devonian mass extinction."

Brisson mempelajari peristiwa kepunahan massal yang terjadi pada periode Devonian Akhir, sekitar 370 juta tahun lalu, dengan tujuan untuk memahami bagaimana ekosistem dan komunitas organisme di dalamnya merespons.

Untuk penelitian ini, Brisson berfokus pada makhluk kecil bercangkang yang hidup di lautan yang disebut brachiopoda dengan mempelajari fosil yang dikumpulkan dari Appalachian Basin di New York dan Pennsylvania.

“Nama 'peristiwa kepunahan massal' menarik perhatian orang. Ini adalah saat-saat perubahan besar dalam lingkungan, dan bagaimana perubahan itu memengaruhi organisme relevan untuk memahami lingkungan kita saat ini dan perubahan lingkungan,” kata Brisson.

Di Devonian Akhir, Appalachian Basin adalah laut dangkal yang terbentuk setelah munculnya pegunungan. Brisson mengatakan dasar laut kemungkinan besar ditutupi dengan brakiopoda, yang melimpah di kumpulan sampel.

Di air, ikan juga menjadi lebih melimpah, dan di darat, terjadi penghijauan besar-besaran, dengan tumbuhan baru berkembang untuk pertama kalinya dalam sejarah Bumi.

“Dunia Devonian sangat berbeda, tidak ada tanaman berbunga selama jutaan tahun. Kami baru saja menyiapkan panggung untuk pindah ke Mesozoikum, era dinosaurus, di mana kami memiliki pakis besar dan pohon kayu besar,”kata Brisson.

Dalam mempelajari dinamika ekosistem ini, Brisson memandang Bumi sebagai sebuah sistem, dengan ceruk perubahan hanya satu aspek dari keseluruhan struktur.

“Ruang ceruk adalah lingkungan tempat organisme hidup, dalam hal ini, tingkat gangguan substrat dan di mana sepanjang profil kedalaman organisme paling nyaman,” kata Brisson.

Dua konsep yang perlu dipertimbangkan adalah konservatisme ceruk dan evolusi ceruk. Brisson menjelaskan bahwa dengan konservatisme ceruk, organisme tetap pada tempatnya dan mempertahankan karakteristiknya.

Sedangkan dengan evolusi ceruk, organisme berubah dan berkembang dalam beberapa cara untuk lebih memilih parameter lingkungan baru dari waktu ke waktu.

“Dalam biologi, ada banyak pembicaraan tentang dinamika ceruk, dan apakah kita melihat evolusi ceruk atau konservatisme ceruk dan tidak banyak peneliti yang mempelajarinya secara mendalam,” kata Brisson.

Setelah dengan susah payah mengidentifikasi sekitar 20.000 fosil brakiopoda dan menganalisis preferensi mereka melintasi gradien kedalaman.

Brisson mengumpulkan dataset dan menggunakan penskalaan multidimensi nonmetrik (nMDS) untuk melihat di mana spesies yang berbeda dikelompokkan di rentang stratigrafi dari waktu ke waktu untuk menginterpretasikan bagaimana organisme ditanggapi sebelum dan sesudah peristiwa kepunahan massal.

Brisson mengatakan hasilnya sedikit mengejutkan. “Saya melihat banyak pergantian di mana beberapa spesies punah, tetapi beberapa spesies bertahan dan tetap di tempatnya, dan relung mereka dilestarikan," katanya.

"Beberapa ilmuwan berpendapat ini tidak terjadi dalam peristiwa kepunahan skala besar dan saya tidak menyangka konservatisme ceruk akan ditampilkan di sini."

Dalam peristiwa kepunahan seperti ini, di mana diperkirakan 35% spesies laut punah, Brisson menjelaskan bahwa pembukaan begitu banyak ceruk diharapkan akan mendorong spesies yang masih hidup di dekatnya untuk pindah menempati ruang bebas baru, dan hasilnya memang menunjukkan ini terjadi sampai batas tertentu.

“Namun, sebagai aturan, kami melihat konservatisme ceruk di wilayah ini. Dalam kasus di mana Anda mungkin melihat evolusi ceruk dalam catatan batuan, mungkin ada tekanan berbeda pada organisme," katanya.

"Saya pikir membiarkan pertanyaan itu terbuka itu penting karena ada banyak tekanan selektif yang berbeda dan tidak semua tekanan selektif dapat diterapkan pada setiap situasi.”

Baca Juga: Penemuan Kecoak Metalik yang Selamat dari Kepunahan Massal Dinosaurus

Baca Juga: Dunia Hewan: Spesies Punah di Suatu Pulau Tidak Dapat Digantikan

Baca Juga: Kepunahan Massal Akhir Permian Dipengaruhi Runtuhnya Lapisan Ozon

Baca Juga: Mengapa Dinosaurus Punah, Sedangkan Burung dan Mamalia Selamat?

Faktor-faktor yang mendorong kepunahan di Devonian Akhir masih diperdebatkan, kata Brisson. Beberapa pekerjaan, termasuk rekan penulis dan penelitian '18 (CLAS) lulusan UConn Jaleigh Pier, menunjukkan peristiwa pendinginan global terjadi.

Bukti lain menunjukkan anoksia luas yang bisa dihasilkan dari masuknya nutrisi, seperti yang kita lihat sekarang dengan pembentukan zona mati di laut lepas pantai dan lingkungan perairan.

“Sebagian alasan mengapa saya menyukai Devonian adalah karena ada peristiwa kepunahan massal yang telah dipelajari secara menyeluruh, terutama peristiwa kepunahan massal Mesozoikum, tetapi kepastian seputar Devonian Akhir kurang," jelasnya.

"Saat Anda bergerak mundur melewati waktu, lebih sulit untuk memastikannya karena beberapa proksi yang digunakan di Mesozoikum tidak berlaku untuk Devonian. Ini adalah waktu yang rapi dan dinamis untuk belajar.”