ADVERTENTIE

Massale uitstervingen in de geschiedenis van het leven: betekenis van NASA's Artemis Moon en planetaire verdediging DART-missies  

MILIEUMassale uitstervingen in de geschiedenis van het leven: betekenis van NASA's Artemis Moon en planetaire verdediging DART-missies  

Evolutie en uitsterven van nieuwe soorten zijn hand in hand gegaan sinds het leven op aarde begon. Er zijn echter ten minste vijf afleveringen geweest van grootschalige uitsterving van levensvormen in de afgelopen 500 miljoen jaar. In deze afleveringen werd meer dan driekwart van de bestaande soorten uitgeroeid. Deze worden globale extinctie of massa-extinctie genoemd. De vijfde massale uitsterving was de laatste dergelijke episode die ongeveer 65 miljoen jaar geleden plaatsvond in het Krijt. Dit werd veroorzaakt door een asteroïde-inslag. De resulterende omstandigheden leidden tot de eliminatie van dinosaurussen van het aardoppervlak. In de huidige periode van het Antropoceen (dwz de periode van de mensheid) wordt vermoed dat de aarde zich al in of op de rand van de zesde massale uitsterving bevindt, als gevolg van door de mens veroorzaakte milieuproblemen (zoals klimaatverandering, vervuiling, ontbossing, opwarming van de aarde, enz.). Andere factoren zoals nucleaire, biologische of andere vormen van oorlogvoering/conflict, natuurrampen zoals vulkaanuitbarstingen of asteroïde-impact kunnen ook leiden tot massale uitsterving. Verspreiden in de ruimte is een van de manieren om met existentiële uitdagingen om te gaan. NASA's Artemis Moon Mission is een begin naar menselijke bewoning in de verre ruimte door toekomstige kolonisatie van de maan en Mars. Planetaire verdediging door een asteroïde van de aarde af te leiden, is een andere strategie die wordt overwogen. NASA's DART-missie is de eerste dergelijke asteroïde-afbuigingstest. Deze missie zal volgende maand proberen een asteroïde nabij de aarde af te buigen. 

De omgeving is altijd de hele tijd aan het veranderen. Dit had een tweeledig effect op de levensvormen - terwijl negatieve selectiedruk tegen degenen die ongeschikt waren om in de omgeving te overleven, leidde tot hun uitsterven, aan de andere kant bevorderde het de overleving van de levensvormen die flexibel genoeg waren om zich aan nieuwe omstandigheden aan te passen. Dit resulteerde uiteindelijk in het hoogtepunt van de evolutie van nieuwe soorten. Daarom hadden uitsterven en evolutie van nieuwe levensvormen hand in hand moeten gaan, bijna naadloos sinds het begin van het leven op aarde.  

De geschiedenis van de aarde is echter niet altijd soepel verlopen. Er waren gevallen van dramatische en drastische gebeurtenissen die een sterke negatieve invloed hadden op levensvormen, wat resulteerde in het op grote schaal uitsterven van soorten. 'Globale uitsterving' of 'massale uitsterving' is de term die wordt gebruikt om perioden te beschrijven waarin ongeveer driekwart van de bestaande biodiversiteit in een relatief korte geologische tijdsperiode uitstierf. In de afgelopen 500 miljoen jaar waren er minstens vijf gevallen van massale uitsterving op grote schaal1.  

Tabel: aarde, massale uitsterving van soorten en de mensheid  

Tijd voor heden (in jaren)   Events  
13.8 miljard jaar geleden  Het universum begon Tijd, ruimte en materie begonnen allemaal met de oerknal 
9 miljard jaar geleden Zonnestelsel gevormd 
4.5 miljard jaar geleden Aarde gevormd 
3.5 miljard jaar geleden Het leven begon 
2.4 miljard jaar geleden Cyanobacteriën geëvolueerd 
800 miljoen jaar geleden  Eerste dier (sponzen) geëvolueerd 
541-485 miljoen jaar geleden (Cambrische periode) Wilde explosie van nieuwe levensvormen  
400 miljoen jaar geleden (Ordovicium – Siluur periode) Eerste massale uitsterving  genaamd het Ordovicium-Silurische uitsterven 
365 miljoen jaar geleden (Devoon periode) Tweede massale uitsterving  genaamd Devoon uitsterven 
250 miljoen jaar geleden. (Perm-Trias periode)  Derde massa-extinctie  genaamd Perm-Trias uitsterven, of de Grote Sterven, meer dan 90 procent van de soorten op aarde stierf uit 
210 miljoen jaar geleden (Trias- Jura perioden)     Vierde massa-extinctie  elimineerde veel grote dieren maakten de weg vrij voor dinosaurussen om te floreren vroegste zoogdieren die rond deze tijd ontstonden  
65.5 miljoen jaar geleden (Krijttijd)  Vijfde massa-extinctie  einde genoemd - uitsterven van het Krijt, veroorzaakt door de inslag van een asteroïde, maakte een einde aan het tijdperk van de dinosauriërs 
55 miljoen jaar geleden De eerste primaten evolueerden 
315,000 jaar geleden Homo sapiens is geëvolueerd in Afrika 
Huidige Antropoceen periode (dwz de periode van de mensheid)  Zesde massa-extinctie (?)  Experts vermoeden dat de aarde al op het punt staat massaal uit te sterven als gevolg van door de mens veroorzaakte milieuproblemen (zoals klimaatverandering, vervuiling, ontbossing, opwarming van de aarde, enz.) Verder kunnen de volgende factoren massale uitstervingen veroorzaken conflicten die uitmonden in nucleaire/biologische oorlogen/rampen milieurampen zoals massale vulkaanuitbarsting impact met een asteroïde 

Deze 'Big Five' uitstervingen werden beschreven op basis van analyse van een database over duizenden fossielen van ongewervelde zeedieren.  

In de Cambrische periode (541-485 miljoen jaar geleden) was er een wilde explosie van nieuwe levensvormen. Dit werd gevolgd door de eerste massale uitsterving van het leven op aarde die 400 miljoen jaar geleden plaatsvond in de Ordovicium-Siluurperiode. Hierdoor is meer dan 85% van de mariene biodiversiteit uitgestorven als gevolg van klimaatverandering als gevolg van wereldwijde afkoeling van de tropische oceaan, gevolgd door verlaging van de zeespiegel en verlies van habitats in laaggelegen gebieden. De tweede massale uitsterving vond 365 miljoen jaar geleden plaats in het Devoon, wat lijkt te worden veroorzaakt door een afname van de zuurstofconcentratie van water toen de zeespiegel hoog was. Vulkanische activiteit wordt momenteel beschouwd als de oorzakelijke factor achter de tweede uitsterving1.   

De derde massale uitsterving of Perm-Trias-uitsterving vond ongeveer 250 miljoen jaar geleden plaats in de Perm-Trias-periode. Dit wordt ook wel Great Dying genoemd omdat meer dan 90 procent van de soorten op aarde werden geëlimineerd. Dit werd veroorzaakt door de drastische klimaatverandering als gevolg van de snelle opwarming van de aarde als gevolg van de massale uitstoot van broeikasgassen, met name de zesvoudige toename van CO2 in de atmosfeer1,2. Dit verklaart ook de oorzaak van de vierde massa-extinctie of Trias-Jura-uitsterving 210 miljoen jaar geleden, waarbij de eliminatie van veel grote dieren de weg vrijmaakte voor dinosaurussen om te bloeien. Enorme vulkaanuitbarstingen lijken de gebeurtenis te zijn die verband houdt met deze twee grote uitstervingen.  

De meest recente uitsterving van het einde van het Krijt (of het uitsterven van het Krijt-paleogeen of de vijfde massa-extinctie) vond ongeveer 65.5 miljoen jaar geleden plaats. Dit was een van de grootste massale uitstervingen in de geschiedenis van het leven waarbij alle niet-vogeldinosaurussen volledig werden geëlimineerd. Er waren zowel aviaire als niet-aviaire dinosaurussen. Aviaire dinosaurussen waren warmbloedig, terwijl niet-aviaire dinosaurussen koelbloedig waren. Vliegende reptielen en niet-vogeldinosaurussen leden totaal uitsterven, terwijl de fylogenetische afstammelingen van vogeldinosaurussen tot op de dag van vandaag overleven, wat het abrupte einde van het tijdperk van de dinosauriërs markeert. Dat was de tijd waarin enorme veranderingen in de omgeving plaatsvonden als gevolg van de impact van een grote asteroïde met de aarde in Chicxulub, Mexico en duo van enorme vulkaanuitbarstingen die culmineerden in klimaatverandering, waardoor de ondersteunende voedselvoorziening opdroogde. De inslag van asteroïden veroorzaakte niet alleen schokgolven, een grote hittepuls en tsunami's, maar bracht ook enorme hoeveelheden stof en puin in de atmosfeer vrij die ervoor zorgden dat zonlicht het aardoppervlak niet kon bereiken, waardoor de fotosynthese bijna stopte en een langdurige winter volgde. Het gebrek aan fotosynthese betekende vernietiging van primaire producerende planten, waaronder fytoplankton en algen, evenals van afhankelijke diersoorten1,3. De inslag van asteroïden was de belangrijkste oorzaak van uitsterven, maar vulkaanuitbarstingen rond die tijd droegen aan de ene kant bij tot massale uitsterving door de duisternis en de winter verder te verslechteren door rook- en stofpluimen in de atmosfeer te werpen. Aan de andere kant veroorzaakte het ook opwarming door vulkanisme4. Wat betreft het totale uitsterven van de hele familie van niet-vogeldinosaurussen, suggereert de studie van de fysiologie van afstammelingen van vogeldinosaurussen dat er geen voortplanting was als gevolg van een tekort aan vitamine D3 (cholecalciferol) in de zich ontwikkelende embryo's in eieren, wat leidde tot de dood vóór uitbroeden5.  

In de huidige antropoceenperiode (dwz de periode van de mensheid) beweren sommige onderzoekers dat er momenteel al een zesde massale uitsterving aan de gang is dankzij door de mens veroorzaakte milieuproblemen zoals klimaatverandering, vervuiling, ontbossing, opwarming van de aarde, enz. Dit is gebaseerd op op schattingen van de huidige uitstervingssnelheden van soorten, die in hetzelfde bereik liggen als de uitstervingspercentages van soorten voor eerdere massale uitstervingen1. De resultaten van een andere studie bevestigen zelfs dat de huidige uitstervingssnelheden van de biodiversiteit veel hoger zijn dan de uitstervingspercentages voor de vijf eerdere massale uitstervingen verkregen uit het fossielenarchief 6,7,8 en de instandhoudingsinitiatieven lijken niet veel te helpen8. Bovendien zijn er andere door de mens veroorzaakte factoren, zoals een nucleaire oorlog/ramp, die massale uitsterving kunnen veroorzaken. Ondanks wereldwijde collectieve stappen en consistente inspanningen op het gebied van ontwapening, mitigatie van klimaatverandering, vermindering van de COXNUMX-uitstoot en instandhouding van soorten, stellen sommige onderzoekers voor om de schaal van de menselijke onderneming, de inkrimping van de menselijke bevolking door verdere verlaging van de geboortecijfers en het einde van de 'groei' te verminderen. manie'9.  

Net als bij het laatste uitsterven van het Krijt, kan elke toekomstige milieuramp als gevolg van mogelijke effecten vanuit de ruimte en/of enorme vulkaanuitbarstingen ook een serieuze existentiële uitdaging vormen voor de mensheid, omdat op de lange termijn, zoals elke planeet, de aarde in gevaar zal worden gebracht door effecten van ruimte (evenals door vulkaanuitbarstingen) met als hoogtepunt de stopzetting van de fotosynthese als gevolg van langdurige duisternis, waardoor alle primaire producerende planten en afhankelijke diersoorten met decimering zullen worden geconfronteerd. 

Kolonisatie van de verre ruimte en het afbuigen van aan de aarde gebonden asteroïden van de aarde zijn twee mogelijke reacties van de mensheid op de existentiële bedreigingen van inslagen vanuit de ruimte. NASA's Artemis Moon Mission is een begin naar menselijke bewoning in de diepe ruimte om van de mens een soort met meerdere planeten te maken. Dit programma zorgt niet alleen voor langdurige menselijke aanwezigheid op en rond de maan, maar leert ook lessen ter voorbereiding op menselijke missies en bewoning op Mars. De Artemis-missie zal een basiskamp bouwen op het maanoppervlak om astronauten een thuis te geven om op de maan te wonen en te werken. Dit zal de eerste keer zijn dat mensen op het oppervlak van een ander hemellichaam leven10. NASA's planetaire verdediging DART-missie is ingesteld om een ​​methode te testen om een ​​asteroïde van de aarde af te buigen. Beide ruimtemissies houden een aanzienlijke belofte in voor het verminderen van de existentiële uitdagingen voor de mensheid die worden veroorzaakt door de impact vanuit de ruimte. 

 ***   

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

***

Referenties:  

  1. Khlebodarova TM en Likhoshvai VA 2020. Oorzaken van wereldwijde uitstervingen in de geschiedenis van het leven: feiten en hypothesen. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020 juli;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. Zesvoudige toename van atmosferische pCO2 tijdens het Perm-Trias massa-extinctie. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  
  1. Schulte P., c.s. 2010. De Chicxulub-asteroïde-impact en massale uitsterving op de Krijt-paleogeengrens. WETENSCHAP. 5 maart 2010. Vol 327, uitgave 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 
  1. Chiarenza AA c.s. 2020. Inslag van asteroïden, niet vulkanisme, veroorzaakte het uitsterven van de dinosaurus aan het einde van het Krijt. Gepubliceerd 29 juni 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  
  1. Fraser, D. (2019). Waarom zijn de dinosaurussen uitgestorven? Zou een tekort aan cholecalciferol (vitamine D3) het antwoord kunnen zijn? Journal of Nutritional Science, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  
  1. Barnosky AD, c.s. 2011. Is de zesde massa-extinctie van de aarde al aangebroken? Natuur. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  
  1. Ceballos G., c.s. 2015. Versnelde moderne door de mens veroorzaakte soortenverliezen: het zesde massale uitsterven ingaan. Wetenschap. Adv. 2015;1(5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  
  1. Cowie RH c.s. 2022. The Sixth Mass Extinction: feit, fictie of speculatie? Biologische beoordelingen. Volume 97, uitgave 2 april 2022 pagina's 640-663. Voor het eerst gepubliceerd: 10 januari 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 
  1. Rodolfo D., Gerardo C. en Ehrlich P., 2022. Circing the drain: de uitstervingscrisis en de toekomst van de mensheid. Gepubliceerd: 27 juni 2022. Filosofische transacties van de Royal Society Biological Sciences. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 
  1. Prasad U., 2022. Artemis Moon Mission: naar menselijke bewoning in de diepe ruimte. Wetenschappelijk Europees. Gepubliceerd op 11 augustus 2022. Verkrijgbaar bij https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

*** 

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Hoofdredacteur, Scientific European

Schrijf je in voor onze Nieuwsbrief!

Om op de hoogte te blijven van het laatste nieuws, aanbiedingen en speciale aankondigingen.

- Advertentie -

Meest populaire artikelen

Directe opname van koolstofdioxide uit de lucht: veelbelovende manier om de COXNUMX-voetafdruk en...

Onderzoek had aangetoond dat een schaalbare en betaalbare oplossing van...

Kunnen Polymersomes een beter leveringsvoertuig zijn voor COVID-vaccins?

Een aantal ingrediënten zijn gebruikt als dragers...

Sesquizygote (semi-identieke) tweelingen begrijpen: het tweede, niet eerder gerapporteerde type twinning

Casestudy meldt eerste zeldzame semi-identieke tweelingen bij mensen...
- Advertentie -
99,055FansLike
64,265volgersVolg
6,169volgersVolg
31abonneesInschrijven