ANNONS

Massutrotningar i livets historia: betydelsen av NASA:s Artemis Moon och Planetary Defense DART-uppdrag  

Evolution och utrotning av nya arter har gått hand i hand sedan livet började på jorden. Det har dock förekommit minst fem episoder av storskaliga utrotningar av livsformer under de senaste 500 miljoner åren. I dessa episoder eliminerades mer än tre fjärdedelar av de existerande arterna. Dessa kallas global utrotning eller massa utdöende. Den femte Massa Utrotning var den sista sådan episod som inträffade för cirka 65 miljoner år sedan under kritaperioden. Detta orsakades på grund av asteroidnedslag. De resulterande förhållandena ledde till eliminering av dinosaurier från jordens yta. Under den nuvarande antropocenperioden (dvs mänsklighetens period) misstänks det att jorden redan kan vara i eller på gränsen till sjätte Massa Utrotning, på grund av mänskliga miljöfrågor (som klimatförändringar, föroreningar, avskogning, global uppvärmning, etc.). Faktorer som nukleär, biologisk eller andra typer av krigföring/konflikt, naturkatastrofer som vulkanutbrott eller asteroidpåverkan har också potential att utlösa massutrotning. Sprider sig ut i plats är ett av sätten att hantera existentiella utmaningar som mänskligheten står inför. NASAs Artemis Månen Mission är en början mot djupet plats mänskligt boende genom framtida kolonisering av Månen och mars. Planetary försvar genom att avleda en asteroid bort från jorden är en annan strategi som övervägs. NASA:s DART-uppdrag är det första sådana asteroidavböjningstestet som kommer att försöka avleda en jordnära asteroid nästa månad. 

Miljön har alltid förändrats hela tiden. Detta hade en tvådelad effekt på livsformerna – samtidigt som ett negativt urvalstryck mot de olämpliga att överleva i miljö leda till deras utrotning, å andra sidan gynnade det livsformernas överlevnad som är tillräckligt flexibel för att anpassa sig till nya förhållanden. Detta resulterade så småningom i kulmen på utvecklingen av nya arter. Därför borde utrotning och utveckling av nya livsformer ha gått hand i hand, nästan sömlöst sedan livets början på Jord.  

Jordens historia har dock inte alltid varit jämn. Det förekom fall av dramatiska och drastiska händelser som hade en stark negativ inverkan på livsformer, vilket resulterade i mycket storskalig utrotning av arter. "Global utrotning" eller "massutrotning" är termen som används för att beskriva episoder när ungefär tre fjärdedelar av den befintliga biologiska mångfalden utrotades under ett relativt kort geologiskt intervall. Under de senaste 500 miljoner åren har det funnits minst fem fall av storskalig massutrotning1.  

Tabell: Jorden, massutdöende av arter och mänskligheten  

Tid före nutid (i år)   Händelser   
13.8 miljarder år sedan  Universum började Tid, rum och materia började med Big Bang 
9 miljarder år sedan Solsystemet bildades 
4.5 miljarder år sedan Jorden bildades 
3.5 miljarder år sedan Livet började 
2.4 miljarder år sedan Cyanobakterier utvecklades 
800 miljoner år sedan  Det första djuret (svamparna) utvecklades 
541-485 miljoner år sedan (kambriska perioden) Vild explosion av nya livsformer  
För 400 miljoner år sedan (ordovicium – silurperiod) Första massutrotningen  kallad Ordovicium-Silurian Extinction 
365 miljoner år sedan (devonperioden) Andra massutrotningen  kallas devonisk utrotning 
250 miljoner år sedan. (Perm-triasperiod)  Tredje massutrotningen  kallas perm-trias-utrotning, eller den stora döende, mer än 90 procent av jordens arter dog ut 
För 210 miljoner år sedan (trias-juraperioder)     Fjärde massutrotningen  eliminerade många stora djur röjde vägen för dinosaurier att blomstra de tidigaste däggdjuren utvecklades runt denna tid  
65.5 miljoner år sedan (kritaperioden)  Femte massutrotningen  kallad utrotning från slutet av krita orsakad på grund av asteroidnedslag gjorde att dinosauriernas ålder tog slut 
55 miljoner år sedan De första primaterna utvecklades 
315,000 år sedan Homo sapiens utvecklats i Afrika 
Nuvarande antropocenperiod (dvs mänsklighetens period)  Sjätte massutdöendet (?)  Experter misstänker att jorden redan kan vara i eller på gränsen till massutrotning på grund av mänskliga miljöproblem (som klimatförändringar, föroreningar, avskogning, global uppvärmning, etc.) Vidare har följande faktorer potential att orsaka massutrotningar konflikter som kulminerar i nukleära/biologiska krig/katastrofer miljökatastrofer som massiva vulkanutbrottspåverkan med en asteroid 

Dessa "Big Five"-utrotningar beskrevs baserat på analys av en databas om tusentals marina ryggradslösa fossiler.  

Under den kambriska perioden (541-485 miljoner år sedan) skedde en vild explosion av nya livsformer. Detta följdes av det första massutdöendet av liv på jorden som ägde rum för 400 miljoner år sedan under Ordovicium-Silurperioden. Detta såg utrotning av mer än 85 % av den marina biologiska mångfalden till följd av klimatförändringar på grund av global nedkylning av tropiska hav följt av minskning av havsnivån och förlust av livsmiljöer i låglänta områden. Det andra massutdöendet inträffade för 365 miljoner år sedan under devonperioden, vilket verkar bero på minskning av syrekoncentrationen i vattnet när havsnivån var hög. Vulkanisk aktivitet ses för närvarande som orsaksfaktorn bakom den andra utrotningen1.   

Den tredje massutrotningen eller perm-trias-utrotningen hände för cirka 250 miljoner år sedan under perm-triasperioden. Detta kallas också Great Dying eftersom mer än 90 procent av jordens arter eliminerades. Detta orsakades på grund av drastiska klimatförändringar efter snabb global uppvärmning som ett resultat av massiva utsläpp av växthusgaser, särskilt den sexfaldiga ökningen av koldioxid2 i atmosfären1,2. Detta förklarar också orsaken till det fjärde massutdöendet eller trias-jura-utrotningen för 210 miljoner år sedan som såg eliminering av många stora djur bana väg för dinosaurier att blomstra. Massiva vulkanutbrott verkar vara händelsen i samband med dessa två stora utrotningar.  

Den senaste utdöendet i slutet av Krita (eller Krita-Paleogen utrotning eller Femte Massutrotningen) inträffade för cirka 65.5 miljoner år sedan. Detta var en av de största massutrotningarna i livets historia som såg fullständig eliminering av alla icke-fågeldinosaurier. Det fanns både fågel- och icke-fågeldinosaurier. Fågeldinosaurier var varmblodiga medan icke-fågeldinosaurier var kallblodiga. Flygande reptiler och icke-fågeldinosaurier drabbades av total utrotning medan de fylogenetiska ättlingarna till fågeldinosaurierna överlever till nutid, vilket markerar det abrupta slutet på dinosauriernas tidsålder. Det var den tiden då massiva förändringar i miljön ägde rum på grund av en stor asteroids inverkan på jorden i Chicxulub, Mexiko och duo till enorma vulkanutbrott som kulminerade i klimatförändringar som orsakade uttorkning av livsmedelsförsörjningen. Asteroidnedslag orsakade inte bara stötvågor, en stor värmepuls och tsunamier, utan släppte också ut enorma mängder damm och skräp i atmosfär som stoppade solljus från att nå jordens yta och därmed nära att fotosyntesen upphör och en långvarig vinter. Bristen på fotosyntes innebar förstörelse av primärproducerande växter inklusive växtplankton och alger samt av beroende djurarter1,3. Asteroidnedslag var den främsta drivkraften för utrotning, men vulkanutbrott runt den tiden bidrog å ena sidan till massutrotning genom att ytterligare förvärra mörkret och vintern genom att kasta rök och damm i atmosfären. Å andra sidan inducerade det också uppvärmning från vulkanism4. När det gäller den totala utrotningen av hela familjen av icke-fågeldinosaurier, tyder studien av fysiologi av ättlingar till fågeldinosaurier att det inte förekom reproducering på grund av brist på vitamin D3 (kolekalciferol) i embryon under utveckling i ägg som ledde till döden före skuggning5.  

Under den nuvarande antropocenperioden (dvs mänsklighetens period) hävdar vissa forskare att ett sjätte massutdöende redan för närvarande pågår tack vare mänskliga miljöfrågor som klimatförändringar, föroreningar, avskogning, global uppvärmning, etc. Detta är baserat på på uppskattningar av nuvarande utrotningshastigheter för arter, som befinns ligga i samma intervall som arters utrotningshastigheter för tidigare massutrotningar1. Faktum är att resultat från en annan studie bekräftar att den nuvarande utrotningshastigheten för biologisk mångfald är mycket högre än utrotningsfrekvensen för de fem tidigare massutdöendena som erhållits från fossilregistret 6,7,8 och bevarandeinitiativen verkar inte hjälpa mycket8. Dessutom finns det andra konstgjorda faktorer som kärnvapenkrig/katastrof som har potential att utlösa massutrotning. Trots globala kollektiva steg och konsekventa ansträngningar mot nedrustning, begränsning av klimatförändringar, minskning av koldioxidutsläpp och artbevarande, föreslår vissa forskare att man ska minska omfattningen av det mänskliga företaget, krympning av den mänskliga befolkningen genom att ytterligare minska födelsetalen och slutet på "tillväxten" mani'9.  

Liksom den senaste utrotningen i slutet av krita, alla framtida miljökatastrofer som härrör från möjliga effekter från plats och/eller från massiva vulkanutbrott kan också utgöra en allvarlig existentiell utmaning inför mänskligheten eftersom i det långa loppet, som alla planet, Jorden kommer att hotas av nedslag från plats (såväl som av vulkanutbrott) som kulminerar i att fotosyntesen upphör på grund av långvarigt mörker och därför kommer alla primärproducerande växter och beroende djurarter att möta decimering. 

Kolonisering av djup plats och att avleda jordbundna asteroider bort från jorden är två möjliga reaktioner från mänskligheten på de existentiella hoten från nedslag från plats. NASA: s artemis Månen Mission är en början mot djupet plats mänsklig bostad för att göra människor till en multi-planet arter. Detta program kommer inte bara att skapa långsiktig mänsklig närvaro på och runt Månen men också undervisa lektioner som förberedelser för mänskliga uppdrag och bostäder på mars. Artemis uppdrag kommer att bygga ett basläger på månens ytan för att ge astronauterna ett hem att bo och arbeta på Månen. Detta kommer att vara den första instansen av människor som lever på ytan av en annan himlakropp10. NASA: s planet försvar DART Mission ska testa en metod för att avleda en asteroid bort från jorden. Båda dessa plats uppdrag har betydande löften för att mildra existentiella utmaningar för mänskligheten som orsakas av påverkan från plats

 ***   

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

***

Referenser:  

  1. Khlebodarova TM och Likhoshvai VA 2020. Orsaker till globala utrotningar i livets historia: fakta och hypoteser. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020 jul;24(4):407-419. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ20.633 | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7716527/  
  1. Wu, Y., Chu, D., Tong, J. et al. Sexfaldig ökning av atmosfärisk pCO2 under Perm-Trias massutdöendet. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  
  1. Schulte P., et al, 2010. Chicxulub-asteroidpåverkan och massutdöende vid gränsen mellan krita och paleogen. VETENSKAP. 5 mars 2010. Vol 327, nummer 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 
  1. Chiarenza AA et al, 2020. Asteroidnedslag, inte vulkanism, orsakade dinosaurieutrotningen i slutet av krita. Publicerad 29 juni 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  
  1. Fraser, D. (2019). Varför dog dinosaurierna ut? Kan kolekalciferol (vitamin D3) brist vara svaret? Journal of Nutritional Science, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  
  1. Barnosky AD, et al, 2011. Har jordens sjätte massutrotning redan anlänt? Natur. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  
  1. Ceballos G., et al, 2015. Accelererade moderna mänskligt inducerade artförluster: Inträde i den sjätte massutrotningen. Sci. Adv. 2015;1(5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  
  1. Cowie RH et al, 2022. The Sixth Mass Extinction: fakta, fiktion eller spekulation? Biologiska recensioner. Volym 97, nummer 2 april 2022 Sidor 640-663. Första gången publicerad: 10 januari 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 
  1. Rodolfo D., Gerardo C. och Ehrlich P., 2022. Circling the drain: the extinction crisis and the future of humanity. Publicerad:27 juni 2022. Philosophical Transactions of The Royal Society Biological Sciences. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 
  1. Prasad U., 2022. Artemis Moon Mission: Towards Deep Space Human Habitation. Vetenskaplig europeisk. Publicerad 11 augusti 2022. Tillgänglig på http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

*** 

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Vetenskapsjournalist | Grundare redaktör, Scientific European magazine

Prenumerera på vårt nyhetsbrev

Uppdateras med alla de senaste nyheterna, erbjudanden och specialmeddelanden.

Mest populära artiklar

Första konstgjorda hornhinnan

Forskare har för allra första gången biokonstruerat en...

Tocilizumab och Sarilumab visade sig vara effektiva vid behandling av kritiska covid-19-patienter

Den preliminära rapporten av fynden från den kliniska prövningen...

Nytt innovativt designat lågkostnadsmaterial för att bekämpa luft- och vattenföroreningar

Studien har tagit fram ett nytt material som kan adsorbera...
- Annons -
94,352FläktarTycka om
47,647följareFölj
1,772följareFölj
30abonnenterPrenumerera