CAM-fotosyntes kan ha gett en fördel under perm–trias-utdöendehändelsen

När världen nästan dog

Det största massutdöendet i jordens historia, för 252 miljoner år sedan, utplånade nästan allt liv på planeten. Ändå överlevde några små, oansenliga växter och tog snabbt över skadade landskap. Denna studie undersöker hur dessa blygsamma lummerväxter, avlägsna släktingar till dagens kavelbockar (quillworts), kunde uthärda brännande hetta och ostadiga klimat som följde katastrofen — och vad deras knep kan säga om livet i en värmande värld.

Små växter i en hård ny värld

Före krisen var låglandet täckt av täta skogar med höga träd. Vulkanutbrott från Sibiriska fällningarna drev på extrem global uppvärmning, störde haven och ledde till förlusten av de flesta djurarter. På land försvann de välkända skogarna och ersattes av glesa samhällen dominerade av korta, örtliknande lummerväxter. Dessa ”katastrofväxter” spreds från tropikerna till höga latituder, särskilt i det som nu är södra Kina, vilket väcker frågan hur sådana ömtådligt utseende växter kunde frodas när förhållandena var för heta för att de flesta moderna grödor skulle fungera.

Läsa form och släktskap i fossil

Forskarna sammanställde en stor samling om 485 fossila ”sporofyll”, lummerväxternas sporbärande blad, från sen perm till mellantrias bergarter och jämförde dem med moderna släktingar. Genom att poängsätta 127 enkla formegenskaper — såsom bladsilhuett, venmönster och sporbärarens form — använde de statistiska verktyg för att kartlägga hur fossila arter klustrar sig i ett ”formspråk”. Denna analys klargjorde röriga fossila namn och visade att de tidiga triastidens pionjärer tillhör en släkt kallad Tomiostrobus, nära besläktad med moderna Isoetes, medan senare triasformer grupperas i en annan släkt kallad Lepacyclotes. Den starka likheten i deras reproduktiva strukturer tyder på en nära evolutionär koppling mellan de triasiska växterna och dagens flexibla kavelbäckar.

Spår gömda i forntida kol

För att undersöka hur dessa växter försörjde sig mätte teamet förhållandet mellan kolisotoper i fossilt växtmaterial och omgivande sediment. Olika fotosyntetiska strategier lämnar distinkta isotopiska signaturer. I bergarter från tropiska kustslätter i södra Kina visar icke-lummerväxter stora, negativa skift i kolvärden som stämmer med störningen i det globala kolcykeln. Lummerväxterna, däremot, förblir relativt berikade på tungt kol jämfört med sina grannar, även när atmosfäriskt koldioxid sköt i höjden. Deras värden ligger nära de omgivande sedimenten, vilket antyder en blandning av kolkällor och ett ovanligt sätt att koncentrera kol i sina vävnader.

Att överleva superväxthuset

Forskarteamet använde därefter en jordsystemklimatmodell för att rekonstruera markytetemperaturer före, under och efter utdöendet. När dessa kartor kombinerades med fossilfyndplatser visade det sig att många lummerväxter befolkade områden där dygnsmaximala marktemperaturer sannolikt översteg 45 till 60 grader Celsius, varmare än vad de flesta moderna C3-växter tål. Moderna Isoetes kan dock slå på en fotosyntetisk strategi kallad CAM, som tillåter dem att ta upp kol mestadels på natten, lagra det som organiska syror och använda det för fotosyntes på dagen samtidigt som klyvöppningarna hålls stängda. Många tar också upp kol direkt från vatten och sediment genom sina rötter.

Nattligt arbete som räddade dagen

Genom att förena formjämförelser, isotopbevis och klimatrekonstruktion argumenterar författarna för att tidiga triastidens lummerväxter sannolikt använde CAM-liknande nattlig kolupptagning, mycket likt levande Isoetes. Detta skulle ha låtit dem spara vatten, minska värmestress och överleva i heta, torkbenägna kustslätter där andra växter misslyckades. En värld dominerad av sådana låga, långsamt växande växter skulle ha begravt mindre kol i marken, vilket potentiellt höll planeten i ett utdraget växthusläge. Samtidigt stabiliserade dessa tåliga pionjärer skadade landskap och upprätthöll ett tunt grönt täcke som hjälpte livet att återhämta sig. Kort sagt kan en stillsam, nattlig fotosyntetisk strategi ha varit en av nycklarna som hindrade jordens landekosystem från att kollapsa helt.

Citering: 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

Nyckelord: Perm–Trias-utdöendet, CAM-fotosyntes, lummerväxtfossil, paleoklimatisk uppvärmning, växters överlevnadsstrategier