Raymond Huey und Peter Ward von der Universität von Washington in Seattle vermuten, dass erheblicher Sauerstoffmangel, verschärft durch eine globale Erwärmung, zu dem Massenaussterben Ende des Perm beigetragen hat. Verschiedene Hinweise deuteten darauf hin, dass der O₂-Partialdruck der Atmosphäre nach einem Hoch von 30 Prozent vor 300 Millionen Jahren auf ein Minimum von nur noch 12 Prozent vor 250 Millionen Jahren gesunken sei. Diese Unterversorgung hätten Tiere ohne entsprechende Anpassungen nicht überlebt, meinen die Wissenschaftler.

Zu Zeiten des Sauerstoffmaximums im frühen Perm hätten damit die O₂-Gehalte in 6000 Metern Höhe denen von heute auf Meeresniveau entsprochen. Nur fünfzig Millionen Jahre später aber, errechneten die Forscher, herrschten auf Meeresniveau Bedingungen, wie sie heute in mehr als 5300 Metern Höhe anzutreffen sind.

Durch den Sauerstoffmangel seien vor allem viele höher gelegene Gebiete lebensfeindlich geworden, erklären Huey und Ward. Ebenfalls negativ dürfte sich auch die Zersplitterung ehemals zusammenhängender Verbreitungsgebiete auf den Erhalt von Arten ausgewirkt haben. Verschärfend kamen steigende Kohlendioxidgehalte und damit eine globale Erwärmung hinzu, welche den Sauerstoffbedarf der Lebewesen verstärkte.

Da die Tiere damals noch vergleichsweise einfache Atemorgane besaßen und sich außerdem in einer sauerstoffreichen Atmosphäre entwickelt hatten, halten die Wissenschaftler es auch für unwahrscheinlich, dass sich die Organismen rechtzeitig an die O₂-armen Bedingungen anpassen konnten. Dass die geringen Sauerstoffkonzentrationen noch in die Trias hinein anhielten, könnte zudem erklären, warum sich die Lebewelt von dem Aussterbeereignis nur langsam erholte.

Paläontologische Funde untermauerten ihre Idee, so die Forscher. Beispielsweise zeigten Vertreter der wenigen landlebenden Wirbeltiere, welche die Katastrophe überlebt hatten, morphologische Anpassungen an Sauerstoffmangel. Außerdem könnte die Aufspaltung der Lebensräume erklären, warum es auf dem doch zusammenhängenden Superkontinent Pangäa so überraschend viele Arten gebe, die eindeutig auf bestimmte Verbreitungsgebiete beschränkt blieben.

An der Grenze zwischen Perm und Trias vor 250 Millionen Jahren starben etwa 75 bis 90 Prozent aller damals vorhandenen Arten aus. Allerdings setzte das Aussterben der Organismen offenbar schon einige Zeit vor dem eigentlichen Faunenschnitt ein. Als Ursachen werden vor allem Klimaveränderungen diskutiert, aber auch der Einschlag eines Meteoriten. Ein solcher hatte vor 65 Millionen Jahren die Dinosaurier ausgelöscht.