Joukkosukupuutot elämän historiassa: NASAn Artemis-kuun ja planeettapuolustuksen DART-tehtävien merkitys  

Uusien lajien evoluutio ja sukupuutto ovat kulkeneet käsi kädessä elämän alkamisesta maapallolla. Viimeisten 500 miljoonan vuoden aikana on kuitenkin esiintynyt ainakin viisi jaksoa laajamittaisista elämänmuotojen sukupuuttoon. Näissä jaksoissa yli kolme neljäsosaa olemassa olevista lajeista hävisi. Näitä kutsutaan globaaliksi sukupuutoksi tai massa sukupuuttoon. Viides Massa Sukupuutto oli viimeinen tällainen episodi, joka tapahtui noin 65 miljoonaa vuotta sitten liitukaudella. Tämä johtui asteroidin törmäyksestä. Tuloksena olevat olosuhteet johtivat dinosaurusten poistamiseen Maan pinnalta. Nykyisellä antroposeenikaudella (eli ihmiskunnan ajanjaksolla) epäillään, että maapallo saattaa olla jo kuudennessa tai sen partaalla. Massa Sukupuutto ihmisen aiheuttamien ympäristöongelmien vuoksi (kuten ilmastonmuutos, saastuminen, metsien hävittäminen, ilmaston lämpeneminen jne.). Lisäksi tekijät, kuten ydinsota, biologiset tai muun tyyppiset sodankäynnit/konfliktit, luonnonympäristökatastrofit, kuten tulivuorenpurkaus tai asteroidien törmäys, voivat myös laukaista massasukupuuton. Leviäminen osaksi tila on yksi tavoista käsitellä ihmiskunnan kohtaamia eksistentiaalisia haasteita. NASAon Artemis Kuu Missio on alku kohti syvää tila ihmisasutus tulevaisuuden kolonisoinnilla Kuu ja Mars. planeettojen Toinen harkittava strategia on puolustaa asteroidia poispäin maasta. NASAn DART-tehtävä on ensimmäinen tällainen asteroidin poikkeutuskoe, joka yrittää kääntää maata lähellä olevaa asteroidia ensi kuussa. 

Ympäristö on aina muuttunut koko ajan. Tällä oli kaksitahoinen vaikutus elämänmuotoihin – samalla kun negatiivinen valintapaine niitä kohtaan, jotka eivät kelpaa selviytymään ympäristö johtaa niiden sukupuuttoon, toisaalta se suosi elämänmuotojen selviytymistä, jotka olivat riittävän joustavia sopeutumaan uusiin olosuhteisiin. Tämä johti lopulta uusien lajien evoluution huipentumiseen. Näin ollen sukupuuttoon ja uusien elämänmuotojen kehittymisen olisi pitänyt kulkea käsi kädessä, lähes saumattomasti elämän alusta lähtien Maa.  

Maan historia ei kuitenkaan ole aina ollut sujuvaa. Oli tapauksia dramaattisista ja rajuista tapahtumista, joilla oli voimakas haitallinen vaikutus elämänmuotoihin, mikä johti erittäin laajamittaiseen lajien sukupuuttoon. "Maailmanlaajuinen sukupuutto" tai "massasukupuutto" on termi, jota käytetään kuvaamaan jaksoja, joissa noin kolme neljäsosaa olemassa olevasta biologisesta monimuotoisuudesta kuoli sukupuuttoon suhteellisen lyhyessä geologisessa ajassa. Viimeisen 500 miljoonan vuoden aikana on ollut ainakin viisi tapausta laajamittainen massasukupuutto¹.  

Taulukko: Maa, lajien massasukuttomat ja ihmiskunta  

Nämä "Big Five" -sukupuuttumiset kuvattiin tuhansia meren selkärangattomien fossiileja koskevan tietokannan analyysin perusteella.  

Kambrian aikana (541-485 miljoonaa vuotta sitten) tapahtui uusien elämänmuotojen villi räjähdys. Tätä seurasi ensimmäinen massasukupuutto maan päällä, joka tapahtui 400 miljoonaa vuotta sitten Ordovician-Silurian aikana. Tämän seurauksena yli 85 prosenttia merten biologisesta monimuotoisuudesta katosi sukupuuttoon, mikä johtui ilmastonmuutoksesta trooppisten valtamerten maailmanlaajuisen jäähtymisen seurauksena, mitä seurasi merenpinnan lasku ja elinympäristöjen menetys matalalla sijaitsevilla alueilla. Toinen massasukupuutto tapahtui 365 miljoonaa vuotta sitten devonin kaudella, mikä näyttää johtuvan veden happipitoisuuden vähenemisestä merenpinnan ollessa korkea. Tulivuoren toimintaa pidetään tällä hetkellä toisen sukupuuton aiheuttajana¹.   

Kolmas massasukupuutto eli permi-triaskauden sukupuutto tapahtui noin 250 miljoonaa vuotta sitten permi-triaskaudella. Tätä kutsutaan myös suureksi kuolemaksi, koska yli 90 prosenttia maapallon lajeista hävitettiin. Tämä johtui voimakkaasta ilmastonmuutoksesta, joka seurasi nopeaa ilmaston lämpenemistä, mikä johtui kasvihuonekaasujen massiivisesta vapautumisesta, erityisesti hiilidioksidin kuusinkertaisesta kasvusta.₂ ilmakehässä^1,2. Tämä selittää myös syy-yhteyden neljännelle massasukupuuttoon tai trias-jura-aikaiseen sukupuuttoon 210 miljoonaa vuotta sitten, jolloin monet suuret eläimet hävisivät, mikä avasi tien dinosauruksille kukoistaa. Massiiviset tulivuorenpurkaukset näyttävät liittyvän näihin kahteen suureen sukupuuttoon.  

Viimeisin, liitukauden lopullinen sukupuutto (tai liitukauden ja paleogeenin sukupuutto tai viides massasukupuutto) tapahtui noin 65.5 miljoonaa vuotta sitten. Tämä oli yksi elämänhistorian suurimmista massasukupuutoista, jossa kaikki muut kuin lintudinosaurukset hävisivät kokonaan. Siellä oli sekä lintu- että muita dinosauruksia. Lintudinosaurukset olivat lämminverisiä, kun taas muut kuin lintudinosaurukset olivat kylmäverisiä. Lentävät matelijat ja muut kuin lintudinosaurukset kuolivat täydellisesti sukupuuttoon, kun taas lintudinosaurusten fylogeneettiset jälkeläiset säilyvät nykypäivään asti, mikä merkitsee dinosaurusten aikakauden äkillistä loppua. Tuolloin ympäristössä tapahtui valtavia muutoksia suuren asteroidin törmäyksen seurauksena Maahan Chicxulubissa, Meksikossa sekä valtaviin tulivuorenpurkauksiin, jotka huipentuivat ilmastonmuutokseen, joka aiheutti ravinnon kuivumista. Asteroidin törmäys ei aiheuttanut ainoastaan ​​shokkiaaltoja, suurta lämpöpulssia ja tsunamia, vaan myös vapauttanut valtavan määrän pölyä ja roskia ilmapiiri joka esti auringonvalon saavuttamasta Maan pintaa, mikä oli lähellä fotosynteesin loppumista ja pitkittyneen talven. Fotosynteesin puute merkitsi alkutuotantokasvien, mukaan lukien kasviplanktonin ja levien sekä riippuvaisten eläinlajien tuhoa.^1,3. Asteroidien törmäys oli suurin sukupuuttoon johtava tekijä, mutta tulivuorenpurkaukset tuolloin toisaalta vaikuttivat massasukupuuttoon pahentamalla pimeyttä ja talvea heittämällä savu- ja pölypilviä ilmakehään. Toisaalta se aiheutti myös lämpenemistä tulivuoren vaikutuksesta⁴. Mitä tulee koko ei-lintuisten dinosaurusten sukupuuttoon, lintudinosaurusten jälkeläisten fysiologiatutkimus viittaa siihen, että D3-vitamiinin (kolekalsiferolin) puutos munien kehittyvissä alkioissa ei onnistunut lisääntymään, mikä johti kuolemaan ennen. kuoriutuvat⁵.  

Nykyisellä antroposeenikaudella (eli ihmiskunnan kaudella) jotkut tutkijat väittävät, että kuudes massasukupuutto on jo meneillään ihmisen aiheuttamien ympäristöongelmien, kuten ilmastonmuutoksen, saastumisen, metsien hävittämisen, ilmaston lämpenemisen jne. ansiosta. Tämä perustuu arvioista lajien nykyisistä sukupuuttoon kuolleista, joiden on todettu olevan samanlaisia ​​kuin lajien sukupuuttoon kuolleiden aikaisempien massasukuttomien määrä¹. Itse asiassa toisen tutkimuksen tulokset vahvistavat, että nykyiset biologisen monimuotoisuuden sukupuuttoon kuolemisluvut ovat paljon korkeampia kuin viiden aikaisemman fossiilitietueiden perusteella saatujen massasukupuuttojen määrät. ^6,7,8 ja suojelualoitteista ei näytä olevan paljon apua⁸. Lisäksi on olemassa muita ihmisen aiheuttamia tekijöitä, kuten ydinsota/katastrofi, jotka voivat laukaista massasukupuuton. Maailmanlaajuisista kollektiivisista toimista ja johdonmukaisista ponnisteluista aseistariisuntaa, ilmastonmuutoksen hillitsemistä, hiilidioksidipäästöjen vähentämistä ja lajien säilyttämistä huolimatta jotkut tutkijat ehdottavat inhimillisen toiminnan mittakaavan, väestön kutistumisen vähentämistä vähentämällä edelleen syntyvyyttä ja lopettamalla "kasvu" mania'⁹.  

Kuten viimeinen liitukauden lopun sukupuutto, kaikki tulevat ympäristökatastrofit, jotka johtuvat mahdollisista vaikutuksista tila ja/tai massiivisista tulivuorenpurkauksista voi myös olla vakava eksistentiaalinen haaste ihmiskunnalle, koska pitkällä aikavälillä, kuten kone, Maata uhkaavat vaikutukset tila (samoin kuin tulivuorenpurkauksissa), mikä huipentuu fotosynteesin lakkaamiseen pitkittyneen pimeyden vuoksi, joten kaikki alkutuottajakasvit ja niistä riippuvaiset eläinlajit joutuvat tuhoutumaan. 

Syvän kolonisaatio tila ja maahan sidottujen asteroidien ohjaaminen pois maasta ovat ihmiskunnan kaksi mahdollista vastausta maasta tulevien törmäysten aiheuttamiin eksistentiaalisiin uhkiin. tila. NASAn Artemis Kuu Missio on alku kohti syvää tila ihmisasunnon tekemiseksi ihmisistä moni-kone lajit. Tämä ohjelma ei ainoastaan ​​luo pitkäaikaista ihmisen läsnäoloa alueella ja sen ympäristössä Kuu mutta myös opettaa oppitunteja valmistautuessaan ihmisten lähetystyöhön ja asumiseen Mars. Artemis-tehtävä rakentaa pohjaleirin kuu- pinta antaa astronauteille kodin asua ja työskennellä Kuu. Tämä on ensimmäinen tapaus, jossa ihmiset elävät toisen taivaankappaleen pinnalla¹⁰. NASAn planeettojen puolustus DART Mission on asetettu testaamaan menetelmää asteroidin kääntämiseksi pois maasta. Molemmat näistä tila Lähetystöillä on huomattava lupaus lieventää ihmiskunnalle aiheutuvien vaikutusten aiheuttamia eksistentiaalisia haasteita tila. 

 ***   

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

***

Viitteet:  

1. Khlebodarova TM ja Likhoshvai VA 2020. Maailmanlaajuisten sukupuuttojen syyt elämänhistoriassa: tosiasiat ja hypoteesit. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020 heinäkuu; 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. et ai. Ilmakehän pCO2 kuusinkertaistui permi-triaskauden massasukupuuton aikana. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  

3. Schulte P., et ai 2010. Chicxulub-asteroidin isku ja massasukupuutto liitukauden ja paleogeenin rajalla. TIEDE. 5. maaliskuuta 2010, osa 327, numero 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 

4. Chiarenza AA et ai 2020. Asteroidin törmäys, ei vulkanismi, aiheutti liitukauden lopun dinosaurusten sukupuuttoon. Julkaistu 29. kesäkuuta 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  

5. Fraser, D. (2019). Miksi dinosaurukset kuolivat sukupuuttoon? Voisiko kolekalsiferolin (D3-vitamiinin) puutos olla vastaus? Journal of Nutritional Science, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  

6. Barnosky AD, et ai 2011. Onko Maan kuudes massasukupuutto jo saapunut? Luonto. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  

7. Ceballos G., et ai 2015. Nopeutuneet nykyajan ihmisen aiheuttamat lajien menetykset: Alkaa kuudes massasukupuutto. Sci. Adv. 2015;1(5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  

8. Cowie RH et ai 2022. Kuudes massasukupuutto: tosiasia, fiktio vai spekulaatio? Biologiset arvostelut. Nide 97, numero 2 huhtikuu 2022, sivut 640-663. Ensimmäinen julkaisu: 10. tammikuuta 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 

9. Rodolfo D., Gerardo C. ja Ehrlich P., 2022. Viemärin kiertäminen: sukupuuttoon kuoleva kriisi ja ihmiskunnan tulevaisuus. Julkaistu: 27. kesäkuuta 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. Tieteellinen eurooppalainen. Julkaistu 11. elokuuta 2022. Saatavilla osoitteessa http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

***