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

Evolution and extinction of new species have gone hand in hand since life began on Earth. However, there have been at least five episodes of large-scale extinctions of life-forms in the past 500 million years. In these episodes, more than three-quarters of the existing species got eliminated. These are referred to as global extinction or massa extinction. The Fifth Massa Extinction was the last such episode that occurred about 65 million years ago in Cretaceous period. This was caused due to asteroid impact. The resulting conditions led to the elimination of dinosaurs from the face of Earth. In the current Anthropocene period (i.e., the period of humanity), it is suspected that the Earth may already be in or on the verge of Sixth Massa Extinction, due to man-made environmental issues (such as climate change, pollution, deforestation, global warming, etc.). Further, factors like nuclear, biological or other types of warfare/conflict, natural environmental disasters such as volcanic eruption or asteroid impact also have the potential to trigger mass extinction. Spreading out into ruimte is one of the ways to deal with existential challenges faced by the mankind. NASA’s Artemis Moon Mission is a beginning towards deep ruimte human habitation by future colonisation of the Moon en maart. Planetair defence by deflecting an asteroid away from the Earth is another strategy being considered. NASA’s DART Mission is the first such asteroid deflection test which will try to deflect a near-Earth asteroid next month. 

De omgeving is altijd al aan het veranderen. Dit had een tweeledig effect op de levensvormen - terwijl negatieve selectiedruk uitoefende op degenen die ongeschikt waren om te overleven in de milieu 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. Vandaar dat het uitsterven en de evolutie van nieuwe levensvormen hand in hand hadden moeten gaan, bijna naadloos sinds het begin van het leven op de aarde De 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  

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 atmosfeer^1,2. 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 aan het einde van het Krijt (of het uitsterven van het Krijt-Paleogeen of de vijfde massale uitsterving) 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-aviaire dinosauriërs volledig werden uitgeroeid. Er waren zowel vogel- als niet-aviaire dinosaurussen. Vogeldinosaurussen waren warmbloedig, terwijl niet-aviaire dinosaurussen koudbloedig waren. Vliegende reptielen en niet-aviaire dinosaurussen zijn volledig uitgestorven, terwijl de fylogenetische afstammelingen van vogeldinosaurussen tot op de dag van vandaag overleven, wat het abrupte einde markeert van het tijdperk van de dinosauriërs. Dat was de tijd waarin enorme veranderingen in het milieu plaatsvonden als gevolg van de inslag van een grote asteroïde op de aarde bij Chicxulub, Mexico en als gevolg van enorme vulkaanuitbarstingen die culmineerden in klimaatverandering, waardoor de ondersteunende voedselvoorziening opdroogde. De inslag van een asteroïde veroorzaakte niet alleen schokgolven, een grote hittegolf en tsunami's, maar bracht ook enorme hoeveelheden stof en puin vrij in de atmosfeer. sfeer waardoor het zonlicht het aardoppervlak niet kon bereiken, waardoor de fotosynthese bijna stopte en de winter aanhield. Het gebrek aan fotosynthese betekende de vernietiging van primaire productieplanten, waaronder fytoplankton en algen, en van daarvan afhankelijke diersoorten^1,3. 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.  

Like the last end-Cretaceous extinction, any future environmental disaster arising from possible impacts from ruimte and/or from massive volcanic eruptions may also pose serious existential challenge before mankind because in the long run, like every vliegtuig, Earth will be endangered by impacts from ruimte (as well as by volcanic eruptions) culminating in cessation of photosynthesis due to prolonged darkness hence all primary producer plants and dependent animal species will face decimation. 

Colonisation of deep ruimte and deflecting earth-bound asteroids away from the Earth are two possible responses of mankind to the existential threats posed by impacts from ruimte. NASA's Artemis Moon Mission is a beginning towards deep ruimte menselijke bewoning om van de mens een multi-vliegtuig species. This programme will not only create long-term human presence on and around the Moon but also teach lessons in preparation for human missions and habitations on maart. Artemis mission will build a base camp on the maan- oppervlak om astronauten een thuis te geven waar ze kunnen wonen en werken Moon. This will be the first instance of humans living on the surface of another celestial body¹⁰. NASA's planetair defence DART Mission is set to test a method of deflecting an asteroid away from the Earth. Both of these ruimte missions hold considerable promise towards mitigation of existential challenges to mankind posed by impact from 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/  

2. 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  

3. 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 

4. 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  

5. 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  

6. 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  

7. 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  

8. 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 

9. 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 

10. Prasad U., 2022. Artemis Moon Mission: naar menselijke bewoning in de diepe ruimte. Wetenschappelijk Europees. Gepubliceerd op 11 augustus 2022. Verkrijgbaar bij http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

***