Świat zmienił się na zawsze jakieś trzy miliony lat temu, naukowcy uważają. Wówczas po raz pierwszy wstęga suchego lądu połączyła Amerykę Północną i Południową, ponieważ Przesmyk Panamski uwolnił się od otaczającej go wody. Nowy most lądowy pozwolił roślinom i zwierzętom swobodnie podróżować między dwoma kontynentami, kolonizując nowe światy. Zmienił on również prądy oceaniczne i wprowadził epokę lodowcową.
Teraz ta podręcznikowa data jest kwestionowana. Połączenie południe-północ nastąpiło około 15 milionów lat temu, a być może nawet wcześniej, a nie jakieś marne trzy miliony, twierdzi Camilo Montes, geolog z Uniwersytetu Andów w Bogocie. W serii badań przeprowadzonych w ciągu ostatnich czterech lat Montes i mała, ale głośna grupa biologów ewolucyjnych i geologów zaproponowali tę starszą datę, opierając się w dużej mierze na wieku skał i skamieniałości odkopanych podczas niedawnego poszerzania Kanału Panamskiego. “Praca wspierająca tę nową datę jest piękna. To tylko hermetyczna historia”, mówi Peter Molnar, geolog z Uniwersytetu Kolorado w Boulder.
Starszy wiek jest naukowo wstrząsający. Jeśli wielka epoka lodowcowa około trzech milionów lat temu nie została wywołana przez przesmyk, oznacza to, że inny, nieznany czynnik odegrał główną rolę w określeniu tej dramatycznej, naturalnej huśtawki klimatycznej. Utrudnia to również wyjaśnienie, dlaczego niektóre z najbardziej charyzmatycznych gatunków obu Ameryk, takie jak alpaki i lamy, urocze leniwce i wymarłe gigantyczne ptaki terroryzujące, nie przemieszczały się między kontynentami aż do około trzech milionów lat temu. To, co otrzymał, to jednak zacięta bitwa naukowa. Anthony Coates, paleobiolog ze Smithsonian Tropical Research Institute w Panamie i obrońca poprzednio przyjętej daty – przeprowadził wiele badań, które za nią stoją – kpi z pomysłu 15-milionowego połączenia, nazywając analizę “niechlujną” i “tandetną”. On i zespół 30 innych naukowców rzucili rękawicę w 2016 roku w Science Advances, argumentując, że początkujący badacze mieli słabe dane na poparcie swojej nowej teorii. Montes, ze swojej strony, mówi, że Coates musi jeszcze załatać dziury w starym modelu otwarte przez nowe wyniki.
Oto, co naukowcy zgadzają się w tej sprawie: Kiedy wielka południowa masa lądowa znana jako Gondwanaland rozpadła się około 180 milionów lat temu, płyta skorupy ziemskiej niosąca Amerykę Południową rozpoczęła swój długi dryf od współczesnej Afryki do jej obecnej lokalizacji. Pięćdziesiąt milionów lat temu Ameryka Środkowa i Południowa były oddzielone setkami mil i odcinkiem oceanu o głębokości dwóch kilometrów. Ten głęboki Kanał Środkowoamerykański (CAS) stworzył ostrą granicę nie tylko między lądami Ameryki Północnej i Południowej, ale także między ich gatunkami. 15 milionów do 20 milionów lat temu CAS stał się znacznie płytszy, ale nadal oddzielał od siebie lądy. Dane geologiczne i kopalne zebrane przez Coatesa w latach 60. i 70. wskazywały na to, że Panama nie wypełniła całkowicie tej luki aż do około trzech milionów lat przed dniem dzisiejszym.
W 2008 roku Montes otrzymał grant badawczy w wysokości 1 miliona dolarów od władz Kanału Panamskiego, gdy budowano nowszy, głębszy kanał, który miał umożliwić przepływ coraz większych statków towarowych. Montes chciał doprecyzować daty powstania skał na tym obszarze, używając analiz magnetycznych i chemicznych, aby zapewnić bardziej precyzyjne daty dla skamieniałości. Spodziewał się, że daty będą zbieżne z przyjętym wiekiem zamknięcia przesmyku – ale tak się nie stało. Zamiast tego stwierdził, że skały miały od 10 do 15 milionów lat.
Zastanawiając się nad tą rozbieżnością, Montes zwrócił się do rodzaju kryształu zwanego cyrkonem, by rozwiązać ten problem. Cyrkonie często zatrzymują i zachowują niewielkie ilości radioaktywnego uranu w swoich rdzeniach, gdy są formowane. Uran ten rozpada się w stałym tempie, jak tykanie zegara, co czyni go idealnym do datowania starych skał. Wykorzystując próbki z Gór San Blas, które rozciągają się wzdłuż północno-wschodniego wybrzeża Panamy i w głąb Kolumbii, Montes wykazał, że to wulkaniczne pasmo górskie zaczęło się formować około 70 milionów lat temu i pomogło zamknąć przesmyk nie później niż około 10 milionów lat temu. Przedstawił swoje wstępne ustalenia, że formacja przesmyku była starsza i o wiele bardziej skomplikowana niż wcześniej sądzono w The Geological Society of America w 2012.
Nowe dane kopalne dostarczyły dodatkowego wsparcia dla hipotezy Montesa. Biolodzy ewolucyjni Christine Bacon na Uniwersytecie w Gothenburgu w Szwecji i Carlos Jaramillo w Smithsonian Tropical Research Institute przeanalizowali drzewa ewolucyjne 3589 gatunków znalezionych zarówno w Ameryce Północnej, jak i Południowej, które przekroczyły przesmyk. Dane, opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences w maju 2015 roku, wskazały na kilka dużych przemieszczeń przez przesmyk, w tym jedno już 23 miliony lat temu. Dla Bacona, gatunki podróżujące z północy na południe przyczyniły się do ogromnej bioróżnorodności Ameryki Południowej, a jeśli organizmy zaczęły podróżować wcześniej niż oczekiwano, ta bioróżnorodność mogła zająć znacznie więcej czasu na powstanie i ewolucję niż wcześniej sądzono.
Coates nie wierzy, że dane cyrkonowe Montesa są wystarczające do napisania historii na nowo. Mówi, że dane kopalne Bacona również nie są wystarczające. Gatunki cały czas przemierzają otwarte oceany. To właśnie w ten sposób zaludniły się wyspy takie jak Hawaje i te na Karaibach. A nawet jeśli była wczesna migracja, dane kopalne Coatesa wskazują, że duże ssaki, takie jak leniwce i lamy, zaczęły masowo przekraczać przesmyk około trzech milionów lat temu. Aby odeprzeć Montes i Bacon, Coates wskazał na skamieliny morskie pokazujące identyczne małe stworzenia, takie jak foraminifera (maleńkie jednokomórkowe, pokryte skorupkami organizmy) można znaleźć zarówno we wschodnim Pacyfiku, jak i na Karaibach aż do około trzech milionów lat temu. Wskazuje to, że do tego czasu istniał odcinek otwartego oceanu, który pozwalał foraminiferom na swobodne przemieszczanie się. “Mnóstwo roślin i zwierząt może przekroczyć otwarty ocean, ale życie morskie nie może po prostu chodzić po suchym lądzie,” Coates mówi.
Coates i niektórzy inni geolodzy uważają, że to, co jest teraz nowoczesna Panama mogła zacząć zerkać ponad falami wcześnie, ale pozostał serią wysp do około trzech milionów lat temu, kiedy przesmyk ostatecznie zamknął. Coates porównuje ten proces do tego, co dzieje się obecnie w Indonezji. Płyta Australijska przylega obecnie do Płyty Euroazjatyckiej, ale te dwa lądy nie zawsze były tak blisko siebie i najwyraźniej oddzielały od siebie gatunki zwierząt. Płyty skorupy ziemskiej wciąż się przesuwają, a naukowcy przewidują, że wyspy pokrywające część Indonezji w końcu utworzą pas suchego lądu, podobnie jak kilka milionów lat wcześniej Przesmyk Panamski. Jest to model indonezyjski, który Coates i 35 innych autorów cytują w swoim sierpniu 2016 Science Advances obalając pracę Montesa i kolegów.
Montes model pozostawia kilka pytań bez odpowiedzi, mówi Andrew Crawford, biolog na Uniwersytecie Andów, chociaż mówi, że jest “skłaniając się ku” starszej daty. Crawford zaproponował hipotezę w 2016 Geology badania, którego współautorem jest Bacon, które mogłyby stanowić zarówno dla wczesnego przesmyku i późnego przybycia wielu zwierząt. Przed epoką lodowcową to, co jest teraz środkowoamerykańską dżunglą, mogło być znacznie bardziej suchą sawanną, która mogła przeszkadzać w przemieszczaniu się dużych zwierząt, ponieważ nie były one w stanie dostosować się do suchych warunków i znaleźć odpowiedniego pożywienia. “Żaby mogą fizycznie wspinać się na góry, ale nie będą z powodu barier środowiskowych, takich jak deszcz i zimno”, mówi Crawford, twierdząc, że bariery środowiskowe mogły zakłócić wymianę gatunkową.
Potem jest tajemnica epoki lodowcowej sprzed trzech milionów lat. Naukowcy ogólnie wierzyli, że zamknięcie CAS przesunęło prądy oceaniczne, które zmieniły wzorce pogodowe, przynosząc wilgotne tropikalne powietrze do Arktyki przez Prąd Zatokowy. Powietrze to zrzuciło wilgoć w mroźnych północnych szerokościach geograficznych, co stało się podstawą masywnych tafli lodu, które ostatecznie pokryły większą część półkuli północnej. Ale jeśli droga morska między Ameryką Środkową i Południową została zablokowana kilka milionów lat przed rozpoczęciem epoki lodowcowej – jak twierdzi Montes – naukowcy muszą znaleźć inny czynnik wywołujący. Molnar mówi, że geolodzy i oceanografowie zaproponowali wiele hipotez, ale żadna z nich nie jest uważana za ostateczne wyjaśnienie.
“Zamiast się nie zgadzać, powinniśmy zbierać więcej danych”, mówi Bacon. Kontynenty, które bada, w końcu połączyły się w jednolitą masę, ale nikt nie zgadnie, czy lub kiedy naukowe zrozumienie przesmyku przyniesie taki sam rezultat.