Množična izumrtja v zgodovini življenja: pomen Nasinih misij Artemis Moon in Planetary Defense DART  

Evolucija in izumrtje novih vrst sta šla z roko v roki, odkar se je življenje pojavilo na Zemlji. Vendar pa je bilo v zadnjih 500 milijonih let vsaj pet epizod obsežnega izumrtja življenjskih oblik. V teh epizodah je bilo uničenih več kot tri četrtine obstoječih vrst. Te označujemo kot globalno izumrtje oz masa izumrtje. Peti Masa Izumrtje je bila zadnja takšna epizoda, ki se je zgodila pred približno 65 milijoni let v obdobju krede. To je nastalo zaradi trka asteroida. Nastale razmere so pripeljale do odprave dinozavrov z obličja Zemlje. V sedanjem antropocenskem obdobju (tj. obdobju človeštva) obstaja sum, da je Zemlja morda že v ali na robu šestega Masa Izumrtje zaradi okoljskih težav, ki jih povzroči človek (kot so podnebne spremembe, onesnaženje, krčenje gozdov, globalno segrevanje itd.). Poleg tega lahko dejavniki, kot so jedrske, biološke ali druge vrste vojskovanja/konfliktov, naravne okoljske nesreče, kot je izbruh vulkana ali udar asteroida, prav tako povzročijo množično izumrtje. Širjenje v prostor je eden od načinov soočanja z eksistencialnimi izzivi, s katerimi se sooča človeštvo. NASAje Artemis Luna Poslanstvo je začetek v globino prostor človeško bivališče s prihodnjo kolonizacijo Luna in marec. Planetarni obramba z odklonom asteroida stran od Zemlje je še ena obravnavana strategija. Nasina misija DART je prvi tovrstni test odklona asteroida, ki bo poskušal naslednji mesec odvrniti asteroid blizu Zemlje. 

Okolje se je vedno ves čas spreminjalo. To je imelo dvostranski učinek na življenjske oblike – medtem ko je bil negativni selekcijski pritisk na tiste, ki niso bili sposobni preživeti v okolje povzročilo njihovo izumrtje, po drugi strani pa je spodbujalo preživetje življenjskih oblik, ki so bile dovolj prožne za prilagajanje novim razmeram. To je sčasoma povzročilo vrhunec evolucije novih vrst. Zato bi moralo izumrtje in razvoj novih življenjskih oblik potekati z roko v roki, skoraj nemoteno od začetka življenja na Zemlja.  

Vendar zgodovina Zemlje ni vedno potekala gladko. Bili so primeri dramatičnih in drastičnih dogodkov, ki so močno škodljivo vplivali na življenjske oblike, kar je povzročilo zelo obsežno izumrtje vrst. 'Globalno izumrtje' ali 'množično izumrtje' je izraz, ki se uporablja za opis epizod, ko je približno tri četrtine obstoječe biotske raznovrstnosti izumrlo v razmeroma kratkem geološkem časovnem intervalu. V zadnjih 500 milijonih let je bilo vsaj pet primerov obsežnega množičnega izumrtja¹.  

Tabela: Zemlja, množično izumrtje vrst in človeštvo  

Teh 'velikih pet' izumrtij je bilo opisanih na podlagi analize baze podatkov o tisočih fosilih morskih nevretenčarjev.  

V kambrijskem obdobju (pred 541–485 milijoni let) je prišlo do divje eksplozije novih življenjskih oblik. Temu je sledilo prvo množično izumrtje življenja na Zemlji, ki se je zgodilo pred 400 milijoni let v ordovicijsko-silurskem obdobju. To je povzročilo izumrtje več kot 85 % morske biotske raznovrstnosti, ki je posledica podnebnih sprememb zaradi globalnega ohlajanja tropskega oceana, čemur je sledilo znižanje morske gladine in izguba habitatov v nižinah. Drugo množično izumrtje se je zgodilo pred 365 milijoni let v devonskem obdobju, za katerega se zdi, da je povzročilo zmanjšanje koncentracije kisika v vodi, ko je bila gladina morja visoka. Vulkanska aktivnost trenutno velja za vzročni dejavnik drugega izumrtja¹.   

Tretje množično izumrtje ali permsko-triasno izumrtje se je zgodilo pred približno 250 milijoni let v permsko-triasnem obdobju. To imenujemo tudi veliko umiranje, ker je bilo uničenih več kot 90 odstotkov vrst na Zemlji. To je bilo posledica drastičnih podnebnih sprememb, ki so sledile hitremu globalnemu segrevanju zaradi velikega izpusta toplogrednih plinov, zlasti šestkratnega povečanja CO₂ v atmosferi^1,2. To tudi pojasnjuje vzroke za četrto množično izumrtje ali triasno-jursko izumrtje pred 210 milijoni let, ki je privedlo do izločitve številnih velikih živali in odprlo pot za razcvet dinozavrov. Zdi se, da so ogromni vulkanski izbruhi dogodek, povezan s tema dvema velikima izumrtjema.  

Najnovejše izumrtje ob koncu krede (ali kredno-paleogensko izumrtje ali peto množično izumrtje) se je zgodilo pred približno 65.5 milijoni let. To je bilo eno največjih množičnih izumrtij v zgodovini življenja, pri katerem so bili popolnoma iztrebljeni vsi neptičji dinozavri. Obstajali so ptičji in neptičji dinozavri. Ptičji dinozavri so bili toplokrvni, medtem ko so bili neptičji dinozavri hladnokrvni. Leteči plazilci in neptičji dinozavri so popolnoma izumrli, medtem ko so filogenetski potomci ptičjih dinozavrov preživeli do današnjih dni, kar označuje nenaden konec dobe dinozavrov. To je bil čas, ko so se dogajale ogromne spremembe v okolju zaradi trka velikega asteroida z Zemljo v Chicxulubu v Mehiki in dveh ogromnih vulkanskih izbruhov, ki so dosegli vrhunec v podnebnih spremembah, ki so povzročile izsušitev podporne zaloge hrane. Trk asteroida ni povzročil le udarnih valov, močnega toplotnega impulza in cunamijev, ampak je tudi sprostil ogromno prahu in ostankov v Vzdušje ki so preprečile, da bi sončna svetloba dosegla zemeljsko površje, zato skoraj prenehala fotosinteza in podaljšana zima. Pomanjkanje fotosinteze je pomenilo uničenje primarnih rastlin proizvajalk, vključno s fitoplanktonom in algami, ter odvisnih živalskih vrst^1,3. Trk asteroida je bil glavno gonilo izumrtja, toda takratni vulkanski izbruhi so po eni strani prispevali k množičnemu izumrtju z nadaljnjim poslabšanjem teme in zime, saj so v ozračje vrgli oblake dima in prahu. Po drugi strani pa je povzročil tudi segrevanje zaradi vulkanizma⁴. Kar zadeva popolno izumrtje celotne družine neptičjih dinozavrov, študija fiziologije potomcev ptičjih dinozavrov kaže, da je prišlo do neuspeha pri razmnoževanju zaradi pomanjkanja vitamina D3 (holekalciferola) v razvijajočih se zarodkih v jajcih, kar je povzročilo smrt pred valjenje⁵.  

V sedanjem antropocenskem obdobju (tj. obdobju človeštva) nekateri raziskovalci trdijo, da trenutno že poteka šesto množično izumrtje zaradi okoljskih težav, ki jih je povzročil človek, kot so podnebne spremembe, onesnaževanje, krčenje gozdov, globalno segrevanje itd. To temelji o ocenah trenutnih stopenj izumrtja vrst, za katere je bilo ugotovljeno, da so v podobnem razponu kot stopnje izumrtja vrst pri prejšnjih množičnih izumrtjih¹. Dejansko rezultati druge študije potrjujejo, da so trenutne stopnje izumrtja biotske raznovrstnosti veliko višje od stopenj izumrtja za pet prejšnjih množičnih izumrtij, pridobljenih iz fosilnih zapisov ^6,7,8 in zdi se, da pobude za ohranjanje ne pomagajo veliko⁸. Poleg tega obstajajo drugi dejavniki, ki jih povzroči človek, kot je jedrska vojna/katastrofa, ki lahko sprožijo množično izumrtje. Ne glede na globalne skupne korake in dosledna prizadevanja za razorožitev, blažitev podnebnih sprememb, zmanjšanje emisij ogljika in ohranjanje vrst, nekateri raziskovalci predlagajo zmanjšanje obsega človeškega podjetništva, krčenje človeške populacije z nadaljnjim zmanjšanjem rodnosti in koncem 'rasti'. manija'⁹.  

Tako kot zadnje izumrtje ob koncu krede, vsaka prihodnja okoljska katastrofa, ki izhaja iz možnih vplivov prostor in/ali zaradi ogromnih vulkanskih izbruhov lahko tudi predstavljajo resen eksistencialni izziv za človeštvo, saj na dolgi rok, kot vsak planet, Zemljo bodo ogrožali udarci iz prostor (pa tudi zaradi vulkanskih izbruhov), ki se zaključijo s prenehanjem fotosinteze zaradi dolgotrajne teme, zato bodo vse primarne rastline proizvajalke in od njih odvisne živalske vrste zdesetkane. 

Kolonizacija globin prostor in odklon zemeljskih asteroidov stran od Zemlje sta dva možna odgovora človeštva na eksistencialne grožnje, ki jih predstavljajo udarci prostor. Nasine Artemis Luna Poslanstvo je začetek v globino prostor človeško bivališče za ustvarjanje ljudi večplanet vrste. Ta program ne bo le ustvaril dolgoročne človeške prisotnosti na in okoli njega Luna ampak tudi učijo lekcije v pripravah na človeške misije in bivališča marec. Misija Artemis bo zgradila bazni tabor na Lunin površino, da bi astronavtom ponudili dom za življenje in delo Luna. To bo prvi primer življenja ljudi na površju drugega nebesnega telesa¹⁰. Nasine planetarni obramba Misija DART naj bi preizkusila metodo za odklon asteroida stran od Zemlje. Oboje prostor misije veliko obljubljajo ublažitev eksistencialnih izzivov za človeštvo, ki jih predstavlja vpliv iz prostor. 

 ***   

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

***

Reference:  

1. Khlebodarova TM in Likhoshvai VA 2020. Vzroki globalnega izumrtja v zgodovini življenja: dejstva in hipoteze. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020 julij; 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. Šestkratno povečanje atmosferskega pCO2 med permsko-triasnim množičnim izumrtjem. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  

3. Schulte P., sod 2010. Trk asteroida Chicxulub in množično izumrtje na meji med kredo in paleogenom. ZNANOST. 5. marec 2010. Letnik 327, številka 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 

4. Chiarenza AA sod 2020. Trk asteroida, ne vulkanizem, je povzročil izumrtje dinozavrov ob koncu krede. Objavljeno 29. junija 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  

5. Fraser, D. (2019). Zakaj so dinozavri izumrli? Ali je lahko odgovor pomanjkanje holekalciferola (vitamina D3)? Journal of Nutritional Science, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  

6. Barnosky AD, sod 2011. Ali je že prišlo šesto množično izumrtje Zemlje? Narava. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  

7. Ceballos G., sod 2015. Pospešene sodobne izgube vrst, ki jih povzroči človek: Vstop v šesto množično izumrtje. Sci. Adv. 2015; 1 (5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  

8. Cowie RH sod 2022. Šesto množično izumrtje: dejstvo, fikcija ali ugibanje? Biološki pregledi. Zvezek 97, številka 2, april 2022, strani 640-663. Prva objava: 10. januar 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 

9. Rodolfo D., Gerardo C. in Ehrlich P., 2022. Kroženje odtoka: kriza izumrtja in prihodnost človeštva. Objavljeno: 27. junij 2022. Filozofske transakcije Kraljeve družbe za biološke znanosti. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 

10. Prasad U., 2022. Misija Artemis Moon: Towards Deep Space Human Habitation. Znanstveni evropski. Objavljeno 11. avgusta 2022. Na voljo na http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

***