Masowe wymieranie w historii życia: znaczenie misji DART Artemis Moon i obrony planetarnej NASA  

Ewolucja i wymieranie nowych gatunków idą w parze od początku życia na Ziemi. Jednakże w ciągu ostatnich 500 milionów lat miało miejsce co najmniej pięć epizodów wymierania form życia na dużą skalę. W tych odcinkach wyeliminowano ponad trzy czwarte istniejących gatunków. Nazywa się je globalnym wymieraniem lub masa wygaśnięcie. Piąty Masa Wymieranie było ostatnim takim epizodem, który miał miejsce około 65 milionów lat temu w okresie kredowym. Było to spowodowane uderzeniem asteroidy. Powstałe warunki doprowadziły do ​​wyeliminowania dinozaurów z powierzchni Ziemi. Podejrzewa się, że w obecnym okresie antropocenu (tj. okresie ludzkości) Ziemia może już znajdować się w lub na progu szóstego Masa Wymieranie z powodu problemów środowiskowych spowodowanych przez człowieka (takich jak zmiana klimatu, zanieczyszczenie, wylesianie, globalne ocieplenie itp.). Co więcej, czynniki takie jak wojna/konflikt nuklearny, biologiczny lub inny, naturalne katastrofy środowiskowe, takie jak erupcja wulkanu lub uderzenie asteroidy, również mogą wywołać masowe wymieranie. Rozprzestrzenianie się w przestrzeń jest jednym ze sposobów poradzenia sobie z wyzwaniami egzystencjalnymi stojącymi przed ludzkością. NASAjest Artemida Księżyc Misja to początek w stronę głębi przestrzeń zamieszkiwanie przez ludzi w drodze przyszłej kolonizacji Księżyc i marzec. Planetarny Inną rozważaną strategią jest obrona poprzez odchylenie asteroidy od Ziemi. Misja DART NASA to pierwszy taki test odchylenia asteroidy, który w przyszłym miesiącu będzie próbował odbić asteroidę bliską Ziemi. 

Środowisko zawsze się zmieniało. Miało to dwojaki wpływ na formy życia – podczas gdy negatywna presja selekcyjna na te, które nie nadawały się do przetrwania w środowisku środowisko prowadziło do ich wyginięcia, z drugiej strony sprzyjało przetrwaniu form życia na tyle elastycznych, by przystosować się do nowych warunków. To ostatecznie doprowadziło do kulminacji ewolucji nowych gatunków. Dlatego wymieranie i ewolucja nowych form życia powinny iść w parze, niemal płynnie od początku życia na Ziemi ziemia.  

Jednak historia Ziemi nie zawsze była gładka. Zdarzały się przypadki dramatycznych i drastycznych wydarzeń, które miały silny negatywny wpływ na formy życia, skutkując wyginięciem gatunków na bardzo dużą skalę. „Globalne wymieranie” lub „masowe wymieranie” to termin używany do opisania epizodów, w których około trzy czwarte istniejącej różnorodności biologicznej wyginęło w stosunkowo krótkim przedziale czasu geologicznego. W ciągu ostatnich 500 milionów lat miało miejsce co najmniej pięć przypadków masowego wyginięcia na dużą skalę¹.  

Tabela: Ziemia, masowe wymieranie gatunków i ludzkości  

Ta „wielka piątka” została opisana na podstawie analizy bazy danych zawierającej tysiące skamielin morskich bezkręgowców.  

W okresie kambryjskim (541-485 mln lat temu) nastąpiła dzika eksplozja nowych form życia. Po tym nastąpiło pierwsze masowe wyginięcie życia na Ziemi, które miało miejsce 400 milionów lat temu w okresie ordowiku – syluru. Doprowadziło to do wyginięcia ponad 85% bioróżnorodności morskiej w wyniku zmian klimatycznych spowodowanych globalnym ochłodzeniem oceanów tropikalnych, a następnie obniżeniem poziomu morza i utratą siedlisk na nisko położonych obszarach. Drugie masowe wymieranie miało miejsce 365 milionów lat temu w okresie dewonu, co wydaje się być spowodowane zmniejszeniem stężenia tlenu w wodzie, gdy poziom morza był wysoki. Aktywność wulkaniczna jest obecnie uważana za czynnik sprawczy drugiego wyginięcia¹.   

Trzecie masowe wymieranie lub wymieranie permsko-triasowe miało miejsce około 250 milionów lat temu w okresie permsko-triasowym. Nazywa się to również Wielkim Umieraniem, ponieważ ponad 90 procent gatunków ziemskich zostało wyeliminowanych. Było to spowodowane drastyczną zmianą klimatu w następstwie szybkiego globalnego ocieplenia w wyniku masowego uwalniania gazów cieplarnianych, zwłaszcza sześciokrotnego wzrostu CO₂ w atmosferze^1,2. Wyjaśnia to również przyczynę czwartego masowego wymierania lub wymierania triasowo-jurajskiego 210 milionów lat temu, w którym wyeliminowano wiele dużych zwierząt torujących drogę do rozkwitu dinozaurów. Wydarzeniem związanym z tymi dwoma wielkimi wymieraniami wydają się być masowe erupcje wulkanów.  

Ostatnie wymieranie pod koniec kredy (lub wymieranie kredy i paleogenu lub piąte masowe wymieranie) miało miejsce około 65.5 miliona lat temu. Było to jedno z największych masowych wymierań w historii życia, w wyniku którego wyginęły wszystkie nieptasie dinozaury. Były dinozaury ptasie i nieptasie. Dinozaury ptasie były stałocieplne, podczas gdy dinozaury nieptasie były zmiennocieplne. Latające gady i nieptasie dinozaury uległy całkowitemu wyginięciu, podczas gdy filogenetyczni potomkowie ptasich dinozaurów przetrwali do czasów współczesnych, wyznaczając gwałtowny koniec ery dinozaurów. Był to czas, gdy miały miejsce ogromne zmiany w środowisku w wyniku uderzenia dużej asteroidy w Ziemię w Chicxulub w Meksyku oraz w wyniku rozległych erupcji wulkanów, których kulminacją były zmiany klimatyczne powodujące wysychanie podstawowych źródeł żywności. Uderzenie asteroidy spowodowało nie tylko fale uderzeniowe, duży impuls cieplny i tsunami, ale także uwolniło ogromne ilości pyłu i zanieczyszczeń do atmosfery. atmosfera który zatrzymał dotarcie światła słonecznego do powierzchni Ziemi, a tym samym prawie ustał fotosynteza i przedłużyła się zima. Brak fotosyntezy oznaczał zniszczenie pierwotnych roślin produkcyjnych, w tym fitoplanktonu i glonów, a także zależnych gatunków zwierząt^1,3. Uderzenia asteroidy były głównym motorem wymierania, ale erupcje wulkaniczne w tamtym czasie z jednej strony przyczyniły się do masowego wyginięcia poprzez dalsze pogarszanie ciemności i zimy, wyrzucając do atmosfery pióropusze dymu i pyłu. Z drugiej strony wywołało to również ocieplenie spowodowane wulkanizmem⁴. Jeśli chodzi o całkowite wyginięcie całej rodziny nieptasich dinozaurów, badania fizjologii potomków ptasich dinozaurów sugerują, że doszło do niepowodzenia reprodukcji z powodu niedoboru witaminy D3 (cholekalcyferolu) w rozwijających się embrionach w jajach, co prowadziło do śmierci przed wylęganie⁵.  

W obecnym okresie antropocenu (tj. w okresie ludzkości) niektórzy badacze twierdzą, że szóste masowe wymieranie już trwa dzięki uprzejmości spowodowanych przez człowieka problemami środowiskowymi, takimi jak zmiana klimatu, zanieczyszczenie, wylesianie, globalne ocieplenie itp. na szacunkach obecnych wskaźników wymierania gatunków, które, jak się okazało, są w podobnym zakresie do wskaźników wymierania gatunków w przypadku wcześniejszych masowych wymierań¹. W rzeczywistości wyniki innego badania potwierdzają, że obecne tempo wymierania różnorodności biologicznej jest znacznie wyższe niż tempo wymierania w przypadku pięciu wcześniejszych masowych wymierań uzyskanych z zapisu kopalnego ^6,7,8 a inicjatywy konserwatorskie nie wydają się zbytnio pomagać⁸. Co więcej, istnieją inne czynniki spowodowane przez człowieka, takie jak wojna nuklearna/katastrofa nuklearna, które mogą spowodować masowe wymieranie. Mimo globalnych wspólnych kroków i konsekwentnych wysiłków na rzecz rozbrojenia, łagodzenia zmian klimatycznych, redukcji emisji dwutlenku węgla i ochrony gatunków, niektórzy badacze sugerują zmniejszenie skali ludzkiego przedsięwzięcia, kurczenie się populacji ludzkiej poprzez dalsze zmniejszenie liczby urodzeń i zakończenie wzrostu mania'⁹.  

Podobnie jak ostatnie wymieranie pod koniec kredy, każda przyszła katastrofa ekologiczna wynikająca z możliwych wpływów przestrzeń i/lub z masywnych erupcji wulkanów może również stanowić poważne wyzwanie egzystencjalne dla ludzkości, ponieważ w dłuższej perspektywie, jak każdy planeta, Ziemia będzie zagrożona przez uderzenia przestrzeń (a także erupcje wulkanów), których kulminacją jest ustanie fotosyntezy z powodu przedłużającej się ciemności, w związku z czym wszystkie główne rośliny produkcyjne i zależne gatunki zwierząt zostaną zdziesiątkowane. 

Kolonizacja głębin przestrzeń i odchylanie asteroidów ziemskich od Ziemi to dwie możliwe reakcje ludzkości na egzystencjalne zagrożenia stwarzane przez uderzenia przestrzeń. NASA Artemis Księżyc Misja to początek w stronę głębi przestrzeń siedliska ludzkie, aby uczynić z ludzi wielorakieplaneta gatunek. Program ten nie tylko zapewni długoterminową obecność ludzi na Ziemi i w jej pobliżu Księżyc ale także uczyć lekcji w zakresie przygotowań do misji ludzkich i zamieszkania na marzec. Misja Artemis zbuduje obóz bazowy na księżycowy powierzchni, aby zapewnić astronautom dom do życia i pracy Księżyc. Będzie to pierwszy przypadek życia człowieka na powierzchni innego ciała niebieskiego¹⁰. NASA planetarny Misja Defense DART ma przetestować metodę odbicia asteroidy od Ziemi. Dwie z tych przestrzeń Misje niosą ze sobą duże nadzieje w zakresie łagodzenia egzystencjalnych wyzwań stojących przed ludzkością, wynikających z oddziaływania przestrzeń. 

 ***   

DOI: https://doi.org/10.29198/scieu/2208231

***

Referencje:  

1. Khlebodarova TM i Likhoshvai VA 2020. Przyczyny globalnych wymierań w historii życia: fakty i hipotezy. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020 Lip;24(4):407-419. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ20.633 | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7716527/  

2. Wu, Y., Chu, D., Tong, J. i in. Sześciokrotny wzrost atmosferycznego pCO2 podczas masowego wymierania permu–triasu. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  

3. Schulte P., i wsp 2010. Uderzenie asteroidy Chicxulub i masowe wymieranie na granicy kredy i paleogenu. NAUKI ŚCISŁE. 5 marca 2010. Tom 327, wydanie 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 

4. Chiarenza AA i wsp 2020. Uderzenie asteroidy, a nie wulkanizm, spowodowało wyginięcie dinozaurów z końca kredy. Opublikowano 29 czerwca 2020 r. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  

5. Fraser, D. (2019). Dlaczego dinozaury wyginęły? Czy niedobór cholekalcyferolu (witaminy D3) może być odpowiedzią? Journal of Nutritional Science, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  

6. Barnosky AD, i wsp 2011. Czy nastąpiło już szóste masowe wymieranie na Ziemi? Natura. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  

7. Ceballosa G., i wsp 2015. Przyspieszona utrata współczesnych gatunków spowodowana przez człowieka: wejście w szóste masowe wymieranie. Nauka. Przysł. 2015;1(5):e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  

8. Cowie RH i wsp 2022. Szóste masowe wymieranie: fakt, fikcja czy spekulacja? Recenzje biologiczne. Tom 97, wydanie 2 kwiecień 2022 strony 640-663. Pierwsza publikacja: 10 stycznia 2022 r. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 

9. Rodolfo D., Gerardo C. i Ehrlich P., 2022. Okrążając drenaż: kryzys wymierania i przyszłość ludzkości. Opublikowano: 27 czerwca 2022. Philosophical Transactions of The Royal Society Biological Sciences. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 

10. Prasad U., 2022. Artemis Moon Mission: Towards Deep Space Human Habitation. Naukowy europejski. Opublikowano 11 sierpnia 2022. Dostępne na http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

***