Masseudryddelser i livets historie: Betydningen af ​​NASAs Artemis Moon og Planetary Defense DART-missioner  

Evolution og udryddelse af nye arter er gået hånd i hånd, siden livet begyndte på Jorden. Der har dog været mindst fem episoder med storstilet udryddelse af livsformer i de sidste 500 millioner år. I disse episoder blev mere end tre fjerdedele af de eksisterende arter elimineret. Disse omtales som global udryddelse eller masse udryddelse. Den femte Masse Udryddelse var den sidste sådan episode, der fandt sted for omkring 65 millioner år siden i kridtperioden. Dette var forårsaget på grund af asteroide-nedslag. De resulterende forhold førte til eliminering af dinosaurer fra jordens overflade. I den nuværende antropocæne periode (dvs. menneskehedens periode) er der mistanke om, at Jorden måske allerede er i eller på randen af ​​sjette Masse Udryddelse på grund af menneskeskabte miljøproblemer (såsom klimaændringer, forurening, skovrydning, global opvarmning osv.). Yderligere har faktorer som nuklear, biologisk eller andre typer krigsførelse/konflikt, naturkatastrofer, såsom vulkanudbrud eller asteroidepåvirkning, også potentialet til at udløse masseudryddelse. Breder sig ud i plads er en af ​​måderne at håndtere eksistentielle udfordringer, som menneskeheden står over for. NASA's Artemis Moon Mission er en begyndelse mod det dybe plads menneskelig beboelse ved fremtidig kolonisering af Moon og Mars. Planetary forsvar ved at aflede en asteroide væk fra Jorden er en anden strategi, der overvejes. NASA's DART-mission er den første sådan asteroide-afbøjningstest, som vil forsøge at afbøje en nær-jord-asteroide næste måned. 

Miljøet har altid ændret sig hele tiden. Dette havde en tostrenget effekt på livsformerne – mens et negativt selektionspres mod de uegnede til at overleve i miljø føre til deres udryddelse, på den anden side begunstigede det overlevelse af livsformer, der var fleksible nok til at tilpasse sig nye forhold. Dette resulterede til sidst i kulminationen på udviklingen af ​​nye arter. Derfor burde udryddelse og udvikling af nye livsformer være gået hånd i hånd, næsten problemfrit siden livets begyndelse på Jorden.  

Jordens historie har dog ikke altid været glat. Der var tilfælde af dramatiske og drastiske begivenheder, som havde en stærk negativ indvirkning på livsformer, hvilket resulterede i meget storstilet udryddelse af arter. 'Global udryddelse' eller 'masseudryddelse' er det udtryk, der bruges til at beskrive episoder, hvor omkring tre fjerdedele af den eksisterende biodiversitet uddøde inden for et relativt kort interval af geologisk tid. I de sidste 500 millioner år var der mindst fem tilfælde af storstilet masseudryddelse¹.  

Tabel: Jorden, masseudryddelser af arter og menneskeheden  

Disse 'Big Five' udryddelser blev beskrevet baseret på analyse af en database om tusindvis af marine hvirvelløse fossiler.  

I den kambriske periode (541-485 millioner år siden) var der en vild eksplosion af nye livsformer. Dette blev efterfulgt af den første masseudryddelse af liv på Jorden, der fandt sted for 400 millioner år siden i Ordovicium-Silur-perioden. Dette så udryddelse af mere end 85% af havets biodiversitet som følge af klimaændringer på grund af global afkøling af tropiske oceaner efterfulgt af reduktion i havniveau og tab af levesteder i lavtliggende områder. Den anden masseudryddelse fandt sted for 365 millioner år siden i Devon-perioden, hvilket ser ud til at være forårsaget på grund af reduktion i iltkoncentrationen i vand, da havniveauet var højt. Vulkanisk aktivitet betragtes i øjeblikket som årsagsfaktoren bag den anden udryddelse¹.   

Den tredje masseudryddelse eller Perm-Trias-udryddelse skete for omkring 250 millioner år siden i Perm-Trias-perioden. Dette kaldes også Great Dying, fordi mere end 90 procent af jordens arter blev elimineret. Dette var forårsaget på grund af drastiske klimaændringer efter hurtig global opvarmning som følge af massiv udledning af drivhusgasser, især den seksdobling af COXNUMX₂ i atmosfæren^1,2. Dette forklarer også årsagen til den fjerde masseudryddelse eller trias-jura-udryddelse for 210 millioner år siden, hvor mange store dyr blev fjernet, hvilket gjorde vejen for dinosaurer til at blomstre. Massive vulkanudbrud ser ud til at være begivenheden forbundet med disse to store udryddelser.  

Den seneste udryddelse i slutningen af ​​Kridt (eller Kridt-Paleogen-udryddelse eller den femte masseudryddelse) fandt sted for omkring 65.5 millioner år siden. Dette var en af ​​de største masseudryddelser i livets historie, der så fuldstændig eliminering af alle ikke-fugle dinosaurer. Der var både fugle- og ikke-fugle dinosaurer. Fugledinosaurer var varmblodede, mens ikke-fugledinosaurer var koldblodede. Flyvende krybdyr og ikke-fugle dinosaurer led total udryddelse, mens de fylogenetiske efterkommere af fugle dinosaurer overlever til nutiden, hvilket markerer den bratte afslutning på dinosaurernes tidsalder. Det var tidspunktet, hvor der fandt massive ændringer i miljøet sted på grund af en stor asteroides indvirkning på Jorden ved Chicxulub, Mexico og duo til enorme vulkanudbrud, der kulminerede i klimaændringer, der forårsagede udtørring af understøttende fødevareforsyning. Asteroidnedslag forårsagede ikke kun chokbølger, en stor varmepuls og tsunamier, men frigav også enorme mængder støv og snavs i atmosfære der stoppede sollys for at nå jordens overflade og dermed nær ophør af fotosyntese og en længere vinter. Manglen på fotosyntese betød ødelæggelse af primærproducerende planter, herunder fytoplankton og alger samt af afhængige dyrearter^1,3. Asteroidnedslag var hoveddrivkraften bag udryddelsen, men vulkanudbrud omkring dengang bidrog på den ene side til masseudryddelse ved at forværre mørket og vinteren yderligere ved at kaste røg og støv i atmosfæren. På den anden side inducerede det også opvarmning fra vulkanisme⁴. Hvad angår den totale udryddelse af hele familien af ​​ikke-fugledinosaurer, tyder studiet af fysiologi af efterkommere af fugledinosaurer, at der var manglende reproduktion på grund af mangel på vitamin D3 (cholecalciferol) i de udviklende embryoner i æg, der førte til døden før udklækning⁵.  

I den nuværende antropocæne periode (dvs. menneskehedens periode) hævder nogle forskere, at en sjette masseudryddelse allerede er undervejs på grund af menneskeskabte miljøspørgsmål såsom klimaændringer, forurening, skovrydning, global opvarmning osv. Dette er baseret på på estimater af nuværende udryddelsesrater for arter, som viser sig at være i samme område som arters udryddelsesrater for tidligere masseudryddelse¹. Faktisk bekræfter resultater fra en anden undersøgelse, at de nuværende udryddelsesrater for biodiversitet er langt højere end udryddelsesraterne for de fem tidligere masseudryddelser opnået fra fossilregistrene ^6,7,8 og bevaringsinitiativerne ser ikke ud til at hjælpe meget⁸. Desuden er der andre menneskeskabte faktorer som atomkrig/katastrofe, der har potentialet til at udløse masseudryddelse. På trods af globale kollektive skridt og konsekvente bestræbelser i retning af nedrustning, afbødning af klimaændringer, reduktion af COXNUMX-emissioner og bevarelse af arter, foreslår nogle forskere at reducere omfanget af den menneskelige virksomhed, svind i den menneskelige befolkning ved yderligere reduktion af fødselsrater og slutningen af ​​'vækst' mani'⁹.  

Ligesom den sidste udryddelse fra slutningen af ​​Kridt, enhver fremtidig miljøkatastrofe, der opstår som følge af mulige påvirkninger fra plads og/eller fra massive vulkanudbrud kan også udgøre en alvorlig eksistentiel udfordring for menneskeheden, fordi i det lange løb, ligesom alle planet, vil Jorden være truet af påvirkninger fra plads (såvel som ved vulkanudbrud), der kulminerer med ophør af fotosyntese på grund af langvarigt mørke, og derfor vil alle primærproducerende planter og afhængige dyrearter stå over for decimering. 

Kolonisering af dyb plads og at aflede jordbundne asteroider væk fra Jorden er to mulige reaktioner fra menneskeheden på de eksistentielle trusler, som påvirkninger fra plads. NASAs Artemis Moon Mission er en begyndelse mod det dybe plads menneskelig bolig for at gøre mennesker til en multi-planet arter. Dette program vil ikke kun skabe langsigtet menneskelig tilstedeværelse på og omkring Moon men også undervise i lektioner som forberedelse til menneskelige missioner og boliger på Mars. Artemis mission vil bygge en base camp på lunar overflade for at give astronauter et hjem at bo og arbejde på Moon. Dette vil være det første tilfælde af mennesker, der lever på overfladen af ​​et andet himmellegeme¹⁰. NASAs planetariske forsvar DART Mission skal teste en metode til at aflede en asteroide væk fra Jorden. Begge disse plads missioner rummer et betydeligt løfte om at afbøde de eksistentielle udfordringer for menneskeheden som følge af påvirkning fra plads. 

 ***   

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

***

Referencer:  

1. Khlebodarova TM og Likhoshvai VA 2020. Årsager til globale udryddelser i livets historie: fakta og hypoteser. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. Jul 2020;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. Seks gange stigning af atmosfærisk pCO2 under Perm-Trias masseuddøen. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  

3. Schulte P., et al 2010. Chicxulub-asteroidens virkning og masseudryddelse ved grænsen mellem kridt og palæogen. VIDENSKAB. 5. marts 2010. Vol. 327, udgave 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 

4. Chiarenza AA et al 2020. Asteroidnedslag, ikke vulkanisme, forårsagede udryddelsen af ​​dinosauren i slutningen af ​​Kridt. Udgivet 29. juni 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  

5. Fraser, D. (2019). Hvorfor uddøde dinosaurerne? Kunne mangel på cholecalciferol (vitamin D3) være svaret? Journal of Nutritional Science, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  

6. Barnosky AD, et al 2011. Er Jordens sjette masseudryddelse allerede ankommet? Natur. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  

7. Ceballos G., et al 2015. Accelererede moderne menneske-inducerede artstab: Ind i den sjette masseudryddelse. Sci. Adv. 2015;1(5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  

8. Cowie RH et al 2022. Den sjette masseudryddelse: fakta, fiktion eller spekulation? Biologiske anmeldelser. Bind 97, hæfte 2. april 2022 Side 640-663. Først offentliggjort: 10. januar 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 

9. Rodolfo D., Gerardo C., og Ehrlich P., 2022. Circling the drain: the extinction crisis and the future of humanity. Udgivet:27. juni 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. Videnskabelig europæisk. Udgivet 11. august 2022. Tilgængelig på https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

***