MNOŽIČNO IZUMRTJE: VZROKI IN NAJPOMEMBNEJŠE - BIOLOGIJA - 2026

Množično izumrtje je dogodek, za katerega je značilno, da je v kratkem času izginilo večje število bioloških vrst. Ta vrsta izumrtja je običajno terminalna, torej vrsta in njeni sorodniki izginejo, ne da bi zapustili potomce.

Množična izumrtja se od drugih izumrtj razlikujejo po tem, da so bila nenadna in z izločanjem velikega števila vrst in posameznikov. Z drugimi besedami, hitrost izginjanja vrst med temi dogodki je zelo visoka, njen učinek pa je cenjen v razmeroma kratkem času.

Slika 1. Hipoteza o smrti dinozavrov zaradi učinka strupenih plinov v stopnicah Deccan. Množične izbruhe so se zgodile v južni osrednji Indiji, v eni največjih vulkanskih formacij na zemlji. Vir: nsf.gov

V geoloških obdobjih (več deset ali sto milijonov let) lahko "kratek čas" pomeni nekaj let (celo dni) ali obdobja sto milijard let.

Množično izumrtje ima lahko številne povzročitelje in posledice. Fizični in podnebni vzroki pogosto sprožijo kaskade učinkov v živilskih mrežah ali neposredno na nekatere vrste. Učinki so lahko "takojšnji", kot tisti, ki se pojavijo, ko meteorit zadene planet Zemljo.

Vzroki množičnega izumrtja

Vzroke množičnega izumrtja bi lahko razvrstili v dve glavni vrsti: biološki in okoljski.

Biološki

Med njimi so: tekmovanje med vrstami za vire, ki so na voljo za preživetje, plenjenje, med drugim tudi epidemije. Biološki vzroki množičnega izumrtja neposredno vplivajo na skupino vrst ali celotno trofično verigo.

Okoljski

Med temi vzroki lahko omenimo: povečanje ali zmanjšanje morske gladine, ledenikov, povečan vulkanizem, učinke bližnjih zvezd na planet Zemljo, učinke kometov, udarce asteroida, spremembe v Zemljini orbiti ali magnetnem polju, globalno segrevanje ali hlajenje, med drugim.

Vsi ti vzroki ali njihova kombinacija bi lahko v enem trenutku prispevali k množičnemu izumrtju.

Multidisciplinarne študije množičnega izumrtja

Končni vzrok množičnega izumrtja je težko določiti z absolutno gotovostjo, saj številni dogodki ne puščajo podrobnega zapisa o njegovem nastanku in razvoju.

Na primer, lahko bi našli fosilne zapise, ki dokazujejo pomemben dogodek izgube vrst. Vendar pa moramo za vzpostavitev vzrokov, ki so ga povzročili, vzpostaviti povezave z drugimi spremenljivkami, ki so registrirane na planetu.

Ta vrsta globinskih raziskav med drugim zahteva sodelovanje znanstvenikov z različnih področij, kot so biologija, paleontologija, geologija, geofizika, kemija, fizika, astronomija.

Najpomembnejša množična izumrtja

Naslednja tabela prikazuje povzetek najpomembnejših množičnih izumiranj do danes, obdobja, v katerih so se pojavila, njihovo starost, trajanje vsake, ocenjeni odstotek izumrlih vrst in njihov možni vzrok.

Evolucijski pomen množičnih izumiranj

Zmanjšanje biotske raznovrstnosti

Množično izumrtje zmanjšuje biološko raznovrstnost, saj popolne rodove izginjajo, poleg tega pa se odpravljajo tudi tiste, ki bi lahko nastale iz njih. Masovno izumrtje bi lahko nato primerjali s obrezovanjem drevesa življenja, pri katerem so odrezane cele veje.

Razvoj že obstoječih vrst in pojav novih vrst

Množično izumrtje ima lahko tudi "ustvarjalno" vlogo v evoluciji, saj spodbudi razvoj drugih že obstoječih vrst ali vej, zahvaljujoč izginotju njihovih glavnih konkurentov ali plenilcev. Poleg tega lahko na drevesu življenja pride do pojava novih vrst ali vej.

Nenadno izginotje rastlin in živali, ki zasedajo specifične niše, odpira vrsto možnosti za preživele vrste. To lahko opazimo po več generacijah selekcije, saj lahko preživele rodove in njihovi potomci prevzamejo ekološke vloge, ki so jih prej izvajale izginule vrste.

Dejavniki, ki spodbujajo preživetje nekaterih vrst v času izumrtja, niso nujno enaki, ki dajejo prednost preživetju v času nizke intenzitete izumrtja.

Množično izumrtje nato omogoča, da se rodovi, ki so bili prej manjšina, razširijo in igrajo pomembno vlogo v novem scenariju po katastrofi.

Evolucija sesalcev

Dobro poznan primer je sesalcev, ki so bili več kot 200 milijonov let manjšinska skupina in se šele po kredo-terciarnem množičnem izumrtju (v katerem so izginili dinozavri) razvili in začeli igrati igro. velika vloga.

Potem lahko trdimo, da se človek ne bi mogel pojaviti, če ne bi prišlo do množičnega izumrtja krede.

KT vpliv in kredno-terciarno množično izumrtje

Alvarezova hipoteza

Luis Álvarez (Nobelova nagrada za fiziko iz leta 1968) je skupaj z geologom Walterjem Álvarezom (sinom) Frankom Azarom in Heleno Michel (jedrski kemiki) leta 1980 predlagal hipotezo, da je bila množična izumrtnost krede-terciarne (KT) množična produkt udarca asteroida s premerom 10 ± 4 kilometre.

Ta hipoteza izhaja iz analize tako imenovane meje KT, ki je tanka plast gline, bogata s iridijem, ki jo najdemo v planetarnem merilu tik na meji, ki deli sedimente, ki ustrezajo krednemu in terciarnemu obdobju (KT).

Iridij

Iridium (Ir) je kemični element z atomsko številko 77, ki se nahaja v skupini 9 periodične tabele. Je prehodna kovina iz platinske skupine.

Je eden najredkejših elementov na Zemlji, ki velja za kovino nezemeljskega izvora, saj je njegova koncentracija v meteoritih pogosto visoka v primerjavi s koncentracijami na tleh.

Slika 2. KT ali kredna-paleogena meja, ki pomeni konec ene dobe. Anky, iz Wikimedia Commons

Omejitev KT

Znanstveniki so v sedimentih te plasti gline, imenovane meja KT, ugotovili veliko večje koncentracije iridija kot v prejšnjih slojih. V Italiji so ugotovili povečanje za 30-krat v primerjavi s prejšnjimi sloji; na Danskem 160 in na Novi Zelandiji 20.

Hipoteza Álvareza je nakazovala, da je vpliv asteroida zatemnil ozračje, zaviral fotosintezo in povzročil smrt večjega dela obstoječe flore in favne.

Vendar pa je tej hipotezi manjkalo najpomembnejših dokazov, saj niso mogli najti kraja, kjer je prišlo do udarca asteroida.

Do tedaj ni bilo poročanega nobenega kraterja pričakovanega obsega, ki bi podkrepil, da se je dogodek dejansko zgodil.

Chicxulub

Kljub temu, da tega nista prijavila, sta geofizika Antonio Camargo in Glen Penfield (1978) že odkrila krater kot posledico, medtem ko sta nafto iskala v Yucatánu, ki dela v mehiški državni naftni družbi (PEMEX).

Camargo in Penfield sta dosegla podvodni lok, širok približno 180 km, ki se je nadaljeval na mehiškem polotoku Yucatan, s središčem v mestu Chicxulub.

Slika 3. Gravitacijski zemljevid, ki prikazuje anomalijo na polotoku Jukatan. Vir: računalniško ustvarjena slika gravitacijske karte kraterja Chicxulub v Méxicu (NASA).

Čeprav so ti geologi predstavili svoje ugotovitve na konferenci leta 1981, jih je pomanjkanje dostopa do vrtalnih jeder odvrnilo od teme.

Nazadnje je leta 1990 novinar Carlos Byars vzpostavil stik s Penfieldom z astrofizikom Alanom Hildebrandom, ki mu je končno omogočil dostop do vrtalnih jeder.

Hildebrand je leta 1991 skupaj s Penfieldom, Camargo in drugimi znanstveniki objavil odkritje krožnega kraterja na polotoku Jukatan v Mehiki, velikosti in oblike, ki razkriva anomalije magnetnih in gravitacijskih polj, kot možnega kraterja, ki se je zgodil v kredni terciari .

Druge hipoteze

Masno izumrtje krede-terciarne mase (in hipoteza o vplivu KT) je ena izmed najbolj preučenih. Kljub dokazom, ki podpirajo Álvarezovo hipotezo, pa so obstajali drugi različni pristopi.

Trdijo, da stratigrafski in mikropaleontološki podatki iz Mehijskega zaliva in kraterja Chicxulub podpirajo hipotezo, da je ta vpliv pred mejo KT stal več sto tisoč let in zato ne bi mogel povzročiti množičnega izumrtja, ki se je zgodilo. v kredni-terciarni.

Domnevajo, da bi lahko drugi resni vplivi na okolje bili sprožilci množičnega izumrtja na meji KT, kot so denimo vulkanski izbruhi Deccan v Indiji.

Deccan je velika planota na 800.000 km ^2, ki prečka južno osrednje ozemlje Indije, s sledovi lave in ogromnim sproščanjem žvepla in ogljikovega dioksida, ki sta morda povzročila množično izumrtje na meji KT.

Zadnji dokazi

Peter Schulte in skupina 34 raziskovalcev je leta 2010 v prestižni reviji Science objavila temeljito oceno obeh prejšnjih hipotez.

Schulte in sod. So analizirali sintezo nedavnih stratigrafskih, mikropaleontoloških, petroloških in geokemičnih podatkov. Poleg tega so ovrednotili obe mehanizmi izumiranja na podlagi predvidenih okoljskih motenj in razporeditve življenja na Zemlji pred in po meji KT.

Ugotovili so, da je vpliv Chicxulub-a povzročil množično izumrtje meje KT zaradi dejstva, da med izmetno plastjo in začetkom izumrtja obstaja časovna korespondenca.

Poleg tega ekološki vzorci fosilnih zapisov in modelirane okoljske motnje (kot sta tema in hlajenje) podpirajo te sklepe.

Reference

1. Álvarez, LW, Álvarez, W., Asaro, F., in Michel, HV (1980). Nezemeljski vzrok za kredno-terciarno izumrtje. Znanost, 208 (4448), 1095-1108. doi: 10.1126 / znanost.208.4448.1095
2. Hildebrand, AR, Pilkington, M., Connors, M., Ortiz-Aleman, C., & Chavez, RE (1995). Velikost in struktura kraterja Chicxulub, razkriti z vodoravnimi gravitacijskimi gradienti in cenoti. Narava, 376 (6539), 415–417. doi: 10.1038 / 376415a0
3. Renne, PR, Deino, AL, Hilgen, FJ, Kuiper, KF, Mark, DF, Mitchell, WS,… Smit, J. (2013). Časovne lestvice kritičnih dogodkov okoli kredne-paleogene meje. Znanost, 339 (6120), 684-687. doi: 10.1126 / znanost.1230492
4. Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, JA, Barton, PJ, Bown, PR,… Willumsen, PS (2010). Vpliv asteroida Chicxulub in množično izumrtje na meji krede-paleogena. Znanost, 327 (5970), 1214-1218. doi: 10.1126 / znanost.1177265
5. Papež, KO, Ocampo, AC in Duller, CE (1993) Površinska geologija udarnega kraterja Chicxulub, Jukatan, Mehika. Planeti Zemlje Lune 63, 93–104.
6. Hildebrand, A., Penfield, G., Kring, D., Pilkington, M., Camargo, A., Jacobsen, S. in Boynton, W. (1991). Krater Chicxulub: možen krater / terciarni krater na meji na polotoku Yucatán, Mehika. Geologija. 19 (9): 861-867.