ظهور النباتات وحالات الانقراض في العصر الجيولوجي الديفوني

كيف بدأ ظهور النبات في العصر الجيولوجي الديفوني؟

من المعروف الآن أن بعض النباتات التي يُفترض أنها من نباتات السيلوريان مثل تلك الموجودة في باراغواناث بولاية فيكتوريا أستراليا هي في الواقع من أوائل العصر الديفوني، ويبدو أن السجل السيلوري المتأخر لحفريات كوكسونيا في جمهورية التشيك هو أقدم دليل لا جدال فيه على نباتات الأوعية الدموية، لكن المعلومات عن الجراثيم التي قدمها علماء الحفريات ستساعد في تحديد أسلاف النباتات الديفونية.

كان هناك بداية رائعة لأنواع متنوعة من النباتات الوعائية خلال العصر الديفوني، وتم إنشاء نباتات متنوعة في وقت مبكر من هذه الفترة مثل دليل الطحالب الشائع، وتظهر نباتات الطحالب لأول مرة وتكون نباتات الفحم شائعة محلياً، كما أن طحالب وفطريات المياه العذبة معروفة في (Rhynie Chert) في اسكتلندا.

أشهر نباتات الفترة الديفونية:

• (Psylotophytopsida) هي المجموعة الأكثر بدائية من (pteridophytes) السرخس وغيرها من النباتات الوعائية الخالية من البذور، وهذه المجموعة لم تنجو من العصر الديفوني المتأخر.

• ينتمي كل من (Cooksonia وRhynia) وغيرهم ممن يمتلكون جذعاً عارياً مع سبورانجيا طرفية (حالات الأبواغ)، وفي الأعضاء الأخرى تم حمل الأبواغ بشكل جانبي، ولكن لم يتم تطوير أوراق حقيقية وكان التفرع غالباً من نوع بدائي ثنائي التفرع، وتشكل (Psylotophytopsids) مخزوناً أساسياً تطورت منه المجموعات الأخرى على ما يبدو.

• تشكل مادة (Asteroxylon) التي تحدث مع (Rhynia) ونباتات (Rhynie) الأخرى في الحجر الرملي الأحمر السفلي القديم في اسكتلندا رابطاً مع (lycopsids) من خلال وجود سبورانجيا جانبية وجذع مورق كثيف.

• سرعان ما أدت (Psylotophytopsids) إلى ظهور أشكال شبيهة بالشجرة ولاحقاً إلى (lepidodendrids) الهامة للنباتات الكربونية.

• المشتق الظاهري الآخر (sphenopsids) الذي له فروع مفصلية يمثله (Hyenia)، وظهرت (Pteropsids) أيضاً في العصر الديفوني.

• تُعرف عاريات البذور البدائية وتوجد جذوع (Archaeopteris) التي يصل قطرها إلى 1.8 متر (6 أقدام) في رواسب العصر الديفوني العلوي في شرق الولايات المتحدة وحوض دونيتس في روسيا وأوكرانيا.

قد يكون السجل الغني للنباتات البرية مرتبطاً بحقيقة أن الحجر الرملي الأحمر القديم يمثل أول سجل واسع الانتشار للظروف القارية، ومع ذلك فإن الطبيعة البدائية للأرصدة التي شوهدت وغياب سجل سابق طويل حتى الفتات من النباتات الوعائية تشير إلى أن استعمار واستغلال بيئات الأرض كانا أحداثاً ديفونية حقيقية، والاكتشافات العارضة مثل نباتات (Rhynie Chert) والأنسجة المثقوبة من العصر الديفوني الأعلى في نيويورك قد مكنت من توضيح التشريح الحميم للعديد من هذه النباتات بالتفصيل بما يعادل تلك الموجودة في الأشكال الحديثة.

العوالم الحيوانية والهجرات في العصر الجيولوجي الديفوني:

هناك تشابه ملحوظ في الحيوانات والنباتات في السهول القارية الديفونية في جميع أنحاء العالم، والسجلات من مثل هذه الرواسب في الصين التي تحتوي على أجناس ديفونية مبكرة من الأسماك المدرعة (Cephalaspis وPterichthys)، أو السجلات الأسترالية الواسعة الانتشار لـ (Bothriolepis) أحد مناهضي العصر الديفوني المتأخر تتوافق بشكل وثيق مع تلك الموجودة في الحجر الرملي الأحمر القديم في أوروبا، ومع ذلك عند الدراسة بمزيد من التفصيل تظهر اختلافات محددة.

لقد قيل أن تتابع أسماك البلطيق غني جداً لدرجة أن المنطقة لا بد أنها شكلت مركزاً للهجرة، وقد يكون الأمر كذلك لكن التوزيع الواسع للأسماك المفترضة في مصبات الأنهار وأسماك المياه العذبة يثير العديد من المشاكل، ويمكن حل العديد من هذه المشاكل إذا كانت القارات متقاربة خلال العصر الديفوني مما هي عليه الآن.

تعطي الحياة البحرية في الديفوني القليل من الأدلة على المقاطعات الحيوانية، ومن الصحيح أنه في العصر الديفوني السفلي تم التعرف على أسترالوكويليا العضدية الأرجل فقط في القطب الجنوبي وجزر فوكلاند وأمريكا الجنوبية وجنوب إفريقيا وتسمانيا، وأن أسترالوسبيريفير وسكافيوكويليا وبلوروثيريلا تشترك في أجزاء من هذا التوزيع، وهذه الأجناس غير معروفة في الجزء السفلي من الديفوني البحري في القارات الشمالية، ويبدو أنها أسست حيوانات أسترالية ذات توزيع محدود حول القطب الجنوبي في هذا الوقت (إذا كانت القارات الجنوبية قد اتحدت بعد ذلك باسم Gondwana).

غالباً ما يطلق على عناصر هذه الحيوانات اسم (Malvinokaffric) بعد جزر فوكلاند (مالفيناس) وأسرة بوكيفيلد في جنوب إفريقيا، ومع ذلك على المستويات الأخرى في (Devonian) لا تظهر الفروق الإقليمية باستثناء المقاطعات المرجانية المحلية التي يمكن تمييزها في مناطق من آسيا.

أحداث الانقراض في العصر الديفوني:

طوال العصر الديفوني كانت هناك فترات من الترسيب الناقص أو نقص الأكسجين على نطاق واسع، (أي أن الأحداث الرسوبية تشير إلى أن القليل من الأكسجين الحر أو لا يوجد أكسجين على الإطلاق قد تم إذابته في البحار الديفونية)، ومن المعروف أن بعض هذه فترات انقراض كبيرة وكلها مرتبطة ببعض الشذوذ الحيواني في الطبقات البحرية.

تتم تسمية هذه الأحداث وفقاً للأصناف المعنية، ويرتبط بعضها بتوزيع واسع جداً لبعض الأصناف مثل أحداث (Monograptus uniformis)، ويرتبط حدث (Zlichov) السفلي بانقراض (Graptoloids)، ويوجد ثلاثة أحداث هي حلقات انقراض مهمة للغاية في العصر الديفوني وهي:

• حدث تاغان الذي كان يستخدم سابقاً لرسم الحدود بين العصر الديفوني الأوسط والعليا، وكان فترة ملحوظة لانقراض طيور الجنيات والشعاب المرجانية وذوات الأرجل.

• شهد حدث (Kellwasser) انقراض مجموعات البيلوسيراتيد والعديد من الأنواع ومعظم الشعاب المرجانية الاستعمارية وعدة مجموعات من ثلاثية الفصوص وذراعيات الأرجل الأتريبيدية والخماسية عند الحدود الفارسنية والفامينية.

• شهد حدث (Hangenberg) انقراض ثلاثية الفصوص وعدة مجموعات من (goniatites) ورأسيات الأرجل الديفونية المتأخرة غير العادية في نهاية مرحلة (Famennian).

في وقت سابق سعى بعض الكتاب إلى ربط هذه الأحداث بطبقات رقيقة من الإيريديوم، وهي خاصية مميزة لتأثيرات النيزك أو الصدمات، وتم الإبلاغ عن أدلة على تأثير صاعقة في شكل مقذوفات اصطدام محتمل في رواسب العصر الديفوني الأوسط وترتبط بنبض الانقراض.

تم تأريخ فوهة الارتطام التي يبلغ قطرها حوالي 65 كم هيكل (Siljan) في السويد إلى ما يقرب من 377 مليون سنة، وهذا يضع التأثير في منتصف المرحلة الفرازية (قبل حوالي 372.2 مليون سنة)، ومع ذلك لا تزال العلاقة بين هذا التأثير وحدث كيلفاسر قيد المناقشة.

يتضمن الارتباط البيئي الأقوى للانقراضات الديفونية طبقات الصخر الزيتي الأسود المميزة لظروف انخفاض الأكسجين، ويُعتقد أن الإجهاد البيئي يحدث عندما تؤدي درجات الحرارة العالمية المرتفعة إلى إبطاء معدل الاختلاط بين سطح المحيط والطبقات الأعمق، وتعاني المياه السفلية من انخفاض معدل إعادة الأوكسجين، مما قد يؤدي إلى انقراض العديد من الأنواع البحرية.

لا يزال هناك جدل حول ما إذا كانت هذه الأحداث ناتجة عن ظروف مناخية متطرفة ناتجة عن زيادة كمية الطاقة الشمسية من الشمس أو تأثير الاحتباس الحراري أو عن طريق عمليات محصورة كلياً على الأرض، فعلى سبيل المثال قد يكون زيادة إنتاج المواد العضوية ربما بسبب زيادة تدفق المغذيات المرتبطة باستعمار الكتل الأرضية بواسطة النباتات ذات الجذور، وقد جعل البحار القارية أكثر عرضة لنقص الأكسجين.

هناك أيضاً دليل على أن حالات الانقراض قد تترافق مع الاحتباس الحراري أو التبريد السريع، على وجه الخصوص في العصر الديفوني المتأخر قد تتعلق أحداث الانقراض بفترات التبريد المفاجئ المرتبطة بتطور الأنهار الجليدية والانخفاض الكبير في مستوى سطح البحر، ولقد قيل أن أنماط التغيير الحيواني في حدث (Kellwasser) تتوافق مع التبريد العالمي.