ייתכן שתהליך הפוטוסינתזה CAM העניק יתרון במהלך אירוע ההכחדה ההמונית של הפרמיאן–טריאסיק

כשכמעט העולם מת

ההכחדה ההמונית הגדולה בהיסטוריה של כדור הארץ, לפני 252 מיליון שנים, כמעט ומחקה את החיים מהכדור. ועדיין, כמה צמחים קטנים ובלתי מדומיינים לא רק שרדו אלא השתלטו במהירות על נופים שניזוקו. המחקר שואל כיצד אותן ליקופיטים צנועים, קרובי רחוקים של האיזואיטס של היום, הצליחו לעמוד בחום הקיצוני ובאקלים הבלתי יציב שאחריו—ומה שמטרותיהם יכולות ללמד אותנו על החיים בעולם שמתחמם.

צמחים קטנים בעולם חדש קשוח

לפני המשבר, אדמות נמוכות של כדור הארץ היו מכוסות ביערות צפופים של עצים גבוהים. פרצי געש מאזור סיביר גרמו להתחממות עולמית קיצונית, להפרעה באוקיינוסים ולאובדן רוב המינים החיוניים. על היבשה, היערות המוכרים נעלמו והוחלפו בקהילות דלילות ששלטו עליהן ליקופיטים קצרים ודמויי עשב. צמחים אלה, שנקראו "צמחי אסון", התפשטו מהטרופיים לקוטבונים, במיוחד במה שהיום הוא דרום סין, ויצרו את התעלומה כיצד צמחים שנראים עדינים אלה יכלו לשגשג בתנאים שחמים מדי לרוב הגידולים המודרניים.

קריאת צורה וקשרים משפחתיים במאובנים

החוקרים אספו אוסף גדול של 485 "ספורופילים" מאובנים, עלי נושאי נבגים של ליקופיטים, מסלעי סוף הפרמיאן ועד אמצע הטריאסיק והשוו אותם לקרובים מודרניים. על ידי דירוג 127 תכונות צורה פשוטות — כגון מתאר העלה, סידור הוורידים וצורת תא הנבגים — השתמשו בכלים סטטיסטיים כדי למפות כיצד מינים מאובנים מצטברים ב"מרחב צורות". ניתוח זה הבהיר שמות מאובנים מבולגנים והראה שמחלוצי הטריאסיק המוקדם שייכים לסוג שנקרא Tomiostrobus, קרוב לאיזואיטס המודרני, בעוד צורות מאוחרות יותר של הטריאסיק קיבצו לסוג אחר שנקרא Lepacyclotes. הדמיון החזק במבני הרבייה שלהם מצביע על קשר אבולוציוני הדוק בין צמחי הטריאסיק לבין האיזואיטס הגמישים של היום.

רמזים החבויים בפחמן עתיק

כדי לחקור כיצד אלה הצמחים התפרנסו, הקבוצה מדדה את היחס של איזוטופים של פחמן בחומר הצמח המאובן ובסלעים שמסביב. סגנונות פוטוסינתזה שונים משאירים טביעות איזוטופיות מובחנות. בסלעים ממישוריות חופיות טרופיות של דרום סין, צמחים שאינם ליקופיטים מראים הזזות גדולות שליליות בערכי הפחמן התואמות להפרעה גלובלית במחזור הפחמן. הליקופיטים, לעומת זאת, נשארים יחסית מועשרים בפחמן כבד בהשוואה לשכניהם, אפילו כאשר ריכוז הפחמן האטמוספרי עלה במידה רבה. הערכים שלהם קרובים לאלו של הסלעים הקרובים, מרמזים על תערובת של מקורות פחמן ועל דרך מיוחדת של ריכוז פחמן בתוך רקמותיהם.

הישרדות בחממה-על

החוקרים השתמשו במודל אקלימי של מערכת כדור הארץ כדי לשחזר את טמפרטורות פני הקרקע לפני, במהלך ואחרי ההכחדה. כאשר מפות אלו נותחו לצד נקודות הממצא המאובנות, התגלה שרבים מהליקופיטים חיו באזורים שבהם טמפרטורות שיא יומיות עשויות לעקוף 45 עד 60 מעלות צלזיוס, חם יותר ממה שרוב צמחי C3 מודרניים יכולים לעמוד בו. יחד עם זאת, איזואיטס מודרני יכול לעבור לסגנון פוטוסינתזה הקרוי CAM, המאפשר ספיגת פחמן בעיקר בלילה, אחסונו כחומצות אורגניות ולהשתמש בו לפוטוסינתזה ביום תוך שמירה על נקבים סגורים. רבים מהם גם מושכים פחמן ישירות מהמים ומהסידימנט דרך שורשיהם.

עבודת לילה שהצילה את היום

על ידי שילוב השוואות צורתיות, ראיות איזוטופיות ומידול אקלימי, המחברים טוענים שליקופיטים של הטריאסיק המוקדם השתמשו כנראה בספיגת פחמן לילית בסגנון CAM, בדומה לאיזואיטס החיים. זה אפשר להם לשמר מים, להקטין את הלחץ החומצי מהחום ולשרוד במישורים חופיים חמים ויבשים שבהם צמחים אחרים נכשלו. עולם ששלטו בו צמחים נמוכים ואיטיים בגידולם היה מקבר פחות פחמן באדמות, דבר שעלול היה לסייע לשימור מצב החממה הממושך של הפלנטה. עם זאת, אותם חלוצים עמידים גם ייצבו נופים שנפגעו ושימרו כיסוי ירוק דל שעזר לחיים להתאושש. בקיצור, אסטרטגיית פוטוסינתזה שקטה ולילית עשויה הייתה להיות אחד המפתחות שמנעו מקריסת המערכת האקולוגית היבשתית של כדור הארץ לחלוטין.

ציטוט: Xu, Z., Hilton, J., Yu, J. et al. CAM photosynthesis may have conferred an advantage during the Permian–Triassic mass extinction event. Nat Ecol Evol 10, 997–1010 (2026). https://doi.org/10.1038/s41559-026-03026-0

מילות מפתח: הכחדת הפרמיאן–טריאסיק, פוטוסינתזת CAM, מאובני ליקופיטים, התחממות האקלים המזופתית, אסטרטגיות הישרדות של צמחים