Μαζικές εξαφανίσεις στην ιστορία της ζωής: Η σημασία των αποστολών Artemis Moon και Planetary Defense DART της NASA  

Η εξέλιξη και η εξαφάνιση νέων ειδών συμβαδίζουν από τότε που ξεκίνησε η ζωή στη Γη. Ωστόσο, έχουν σημειωθεί τουλάχιστον πέντε επεισόδια μεγάλης κλίμακας εξαφανίσεων μορφών ζωής τα τελευταία 500 εκατομμύρια χρόνια. Σε αυτά τα επεισόδια, περισσότερα από τα τρία τέταρτα των υπαρχόντων ειδών εξαφανίστηκαν. Αυτά αναφέρονται ως παγκόσμια εξαφάνιση ή μάζα εξαφάνιση. Το πεμπτο Μάζα Η εξαφάνιση ήταν το τελευταίο τέτοιο επεισόδιο που συνέβη πριν από περίπου 65 εκατομμύρια χρόνια στην Κρητιδική περίοδο. Αυτό προκλήθηκε λόγω πρόσκρουσης αστεροειδών. Οι συνθήκες που προέκυψαν οδήγησαν στην εξάλειψη των δεινοσαύρων από το πρόσωπο της Γης. Στην τρέχουσα Ανθρωποκαινική περίοδο (δηλαδή, την περίοδο της ανθρωπότητας), υπάρχει η υποψία ότι η Γη μπορεί να βρίσκεται ήδη στο ή στα πρόθυρα της Έκτης Μάζα Εξαφάνιση, λόγω ανθρωπογενών περιβαλλοντικών ζητημάτων (όπως η κλιματική αλλαγή, η ρύπανση, η αποψίλωση των δασών, η υπερθέρμανση του πλανήτη κ.λπ.). Επιπλέον, παράγοντες όπως πυρηνικοί, βιολογικοί ή άλλοι τύποι πολέμου/σύγκρουσης, φυσικές περιβαλλοντικές καταστροφές όπως ηφαιστειακή έκρηξη ή πρόσκρουση αστεροειδών έχουν επίσης τη δυνατότητα να προκαλέσουν μαζική εξαφάνιση. Εξάπλωση σε χώρος είναι ένας από τους τρόπους αντιμετώπισης των υπαρξιακών προκλήσεων που αντιμετωπίζει η ανθρωπότητα. NASAτης Άρτεμης Σελήνη Η αποστολή είναι μια αρχή προς τα βαθιά χώρος ανθρώπινη κατοίκηση από μελλοντικό αποικισμό του Σελήνη και Μάρτιος. Πλανητικός Η άμυνα με την εκτροπή ενός αστεροειδούς μακριά από τη Γη είναι μια άλλη στρατηγική που εξετάζεται. Η αποστολή DART της NASA είναι η πρώτη τέτοια δοκιμή εκτροπής αστεροειδών που θα προσπαθήσει να εκτρέψει έναν αστεροειδή κοντά στη Γη τον επόμενο μήνα. 

Το περιβάλλον πάντα αλλάζει συνεχώς. Αυτό είχε μια διττή επίδραση στις μορφές ζωής - ενώ η αρνητική πίεση επιλογής εναντίον εκείνων που ήταν ακατάλληλοι να επιβιώσουν στο θετική ατμόσφαιρα οδήγησε στην εξαφάνισή τους, από την άλλη πλευρά, ευνόησε την επιβίωση των μορφών ζωής αρκετά ευέλικτες ώστε να προσαρμοστούν στις νέες συνθήκες. Αυτό τελικά είχε ως αποτέλεσμα την κορύφωση της εξέλιξης νέων ειδών. Ως εκ τούτου, η εξαφάνιση και η εξέλιξη των νέων μορφών ζωής θα έπρεπε να έχουν πάει χέρι-χέρι, σχεδόν απρόσκοπτα από την αρχή της ζωής στο Γη.  

Ωστόσο, η ιστορία της Γης δεν ήταν πάντα ομαλή. Υπήρξαν περιπτώσεις δραματικών και δραματικών γεγονότων που είχαν ισχυρό αρνητικό αντίκτυπο στις μορφές ζωής με αποτέλεσμα την εξαφάνιση ειδών σε πολύ μεγάλη κλίμακα. «Παγκόσμια εξαφάνιση» ή «μαζική εξαφάνιση» είναι ο όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει επεισόδια όταν περίπου τα τρία τέταρτα της υπάρχουσας βιοποικιλότητας εξαφανίστηκαν σε σχετικά σύντομο γεωλογικό διάστημα. Τα τελευταία 500 εκατομμύρια χρόνια, υπήρξαν τουλάχιστον πέντε περιπτώσεις μαζικής εξαφάνισης μεγάλης κλίμακας¹.  

Πίνακας: Γη, Μαζικές Εξαφανίσεις Ειδών και Ανθρωπότητα  

Αυτές οι «Μεγάλες Πέντε» εξαφανίσεις περιγράφηκαν με βάση την ανάλυση μιας βάσης δεδομένων για χιλιάδες απολιθώματα θαλάσσιων ασπόνδυλων.  

Στην Κάμβρια περίοδο (πριν από 541-485 εκατομμύρια χρόνια), υπήρξε μια άγρια ​​έκρηξη νέων μορφών ζωής. Ακολούθησε η πρώτη μαζική εξαφάνιση της ζωής στη Γη που έλαβε χώρα πριν από 400 εκατομμύρια χρόνια στην περίοδο Ορδοβικιανής – Σιλουρίας. Αυτό είδε την εξαφάνιση περισσότερο από το 85% της θαλάσσιας βιοποικιλότητας ως αποτέλεσμα της κλιματικής αλλαγής λόγω της παγκόσμιας ψύξης των τροπικών ωκεανών που ακολουθείται από μείωση της στάθμης της θάλασσας και απώλεια οικοτόπων σε περιοχές με χαμηλό υψόμετρο. Η Δεύτερη Μαζική Εξάλειψη συνέβη πριν από 365 εκατομμύρια χρόνια στην περίοδο του Devonian, η οποία φαίνεται να οφείλεται στη μείωση της συγκέντρωσης οξυγόνου του νερού όταν η στάθμη της θάλασσας ήταν υψηλή. Η ηφαιστειακή δραστηριότητα θεωρείται επί του παρόντος ως ο αιτιολογικός παράγοντας πίσω από τη δεύτερη εξαφάνιση¹.   

Η Τρίτη Μαζική Εξάλειψη ή Πέρμιο-Τριασική εξαφάνιση συνέβη πριν από περίπου 250 εκατομμύρια χρόνια στην Πέρμια-Τριασσική περίοδο. Αυτό ονομάζεται επίσης Great Dying επειδή περισσότερο από το 90 τοις εκατό των ειδών της Γης εξαφανίστηκαν. Αυτό προκλήθηκε λόγω της δραστικής κλιματικής αλλαγής μετά την ταχεία υπερθέρμανση του πλανήτη ως αποτέλεσμα της μαζικής απελευθέρωσης αερίων του θερμοκηπίου, ιδίως της εξαπλάσιας αύξησης του CO₂ στην ατμόσφαιρα^1,2. Αυτό εξηγεί επίσης την αιτία της τέταρτης μαζικής εξαφάνισης ή της Τριασικής-Ιουρασικής εξαφάνισης πριν από 210 εκατομμύρια χρόνια που είδε την εξάλειψη πολλών μεγάλων ζώων που άνοιξαν τον δρόμο για την άνθηση των δεινοσαύρων. Τεράστιες ηφαιστειακές εκρήξεις φαίνεται να είναι το γεγονός που σχετίζεται με αυτές τις δύο μεγάλες εξαφανίσεις.  

Η πιο πρόσφατη, το τέλος της κρητιδικής εξαφάνισης (ή η εξαφάνιση Κρητιδικού-Παλαιογενούς ή η Πέμπτη μαζική εξαφάνιση) συνέβη πριν από περίπου 65.5 εκατομμύρια χρόνια. Αυτή ήταν μια από τις μεγαλύτερες μαζικές εξαφανίσεις στην ιστορία της ζωής που είδε την πλήρη εξάλειψη όλων των δεινοσαύρων που δεν ήταν πτηνά. Υπήρχαν δεινόσαυροι τόσο πτηνών όσο και μη. Οι δεινόσαυροι των πτηνών ήταν θερμόαιμοι ενώ οι δεινόσαυροι που δεν ήταν πτηνοί ήταν ψυχρόαιμοι. Τα ιπτάμενα ερπετά και οι δεινόσαυροι χωρίς πτηνά υπέστησαν ολική εξαφάνιση, ενώ οι φυλογενετικοί απόγονοι των δεινοσαύρων πτηνών επιβιώνουν μέχρι τις μέρες μας, σηματοδοτώντας το απότομο τέλος της εποχής των δεινοσαύρων. Εκείνη ήταν η εποχή που συνέβαιναν τεράστιες αλλαγές στο περιβάλλον λόγω της πρόσκρουσης ενός μεγάλου αστεροειδούς με τη Γη στο Chicxulub του Μεξικού και των τεράστιων ηφαιστειακών εκρήξεων που κορυφώθηκαν στην κλιματική αλλαγή προκαλώντας εξάντληση της υποστηρικτικής τροφής. Η πρόσκρουση αστεροειδών όχι μόνο προκάλεσε κρουστικά κύματα, μεγάλο παλμό θερμότητας και τσουνάμι, αλλά απελευθέρωσε επίσης τεράστια ποσότητα σκόνης και συντριμμιών στο ατμόσφαιρα που σταμάτησε το φως του ήλιου να φτάσει στην επιφάνεια της Γης, ως εκ τούτου, σχεδόν η διακοπή της φωτοσύνθεσης και ένας παρατεταμένος χειμώνας. Η έλλειψη φωτοσύνθεσης σήμαινε την καταστροφή των πρωταρχικών παραγωγών φυτών, συμπεριλαμβανομένων του φυτοπλαγκτού και των φυκών, καθώς και των εξαρτημένων ζωικών ειδών^1,3. Η πρόσκρουση αστεροειδών ήταν ο κύριος μοχλός της εξαφάνισης, αλλά οι ηφαιστειακές εκρήξεις γύρω από την εποχή, από τη μία πλευρά, συνέβαλαν στη μαζική εξαφάνιση επιδεινώνοντας περαιτέρω το σκοτάδι και τον χειμώνα εκτοξεύοντας λοφία καπνού και σκόνης στην ατμόσφαιρα. Από την άλλη πλευρά, προκάλεσε επίσης θέρμανση από τον ηφαιστειακό⁴. Όσον αφορά την ολική εξαφάνιση ολόκληρης της οικογένειας των δεινοσαύρων χωρίς πτηνά, η μελέτη της φυσιολογίας των απογόνων δεινοσαύρων πτηνών υποδηλώνει ότι υπήρξε αποτυχία αναπαραγωγής λόγω ανεπάρκειας της βιταμίνης D3 (χοληκαλσιφερόλη) στα αναπτυσσόμενα έμβρυα στα αυγά που οδήγησαν σε θάνατο πριν εκκόλαψη⁵.  

Στην παρούσα Ανθρωπόκαινο περίοδο (δηλαδή, την περίοδο της ανθρωπότητας), ορισμένοι ερευνητές υποστηρίζουν ότι μια έκτη μαζική εξαφάνιση βρίσκεται ήδη σε εξέλιξη λόγω ανθρωπογενών περιβαλλοντικών ζητημάτων όπως η κλιματική αλλαγή, η ρύπανση, η αποψίλωση των δασών, η υπερθέρμανση του πλανήτη κ.λπ. σχετικά με τις εκτιμήσεις των σημερινών ρυθμών εξαφάνισης ειδών, τα οποία βρέθηκαν να βρίσκονται σε παρόμοια κλίμακα με τα ποσοστά εξαφάνισης ειδών για προηγούμενες μαζικές εξαφανίσεις¹. Στην πραγματικότητα, τα αποτελέσματα από μια άλλη μελέτη επιβεβαιώνουν ότι τα σημερινά ποσοστά εξαφάνισης της βιοποικιλότητας είναι πολύ υψηλότερα από τα ποσοστά εξαφάνισης για τις πέντε προηγούμενες μαζικές εξαφανίσεις που προέκυψαν από το αρχείο απολιθωμάτων ^6,7,8 και οι πρωτοβουλίες διατήρησης δεν φαίνεται να βοηθούν πολύ⁸. Επιπλέον, υπάρχουν και άλλοι ανθρωπογενείς παράγοντες όπως ο πυρηνικός πόλεμος/καταστροφή που έχουν τη δυνατότητα να προκαλέσουν μαζική εξαφάνιση. Παγκόσμια συλλογικά βήματα και συνεπείς προσπάθειες για τον αφοπλισμό, τον μετριασμό της κλιματικής αλλαγής, τη μείωση των εκπομπών άνθρακα και τη διατήρηση των ειδών, ορισμένοι ερευνητές προτείνουν τη μείωση της κλίμακας της ανθρώπινης επιχείρησης, τη συρρίκνωση του ανθρώπινου πληθυσμού με περαιτέρω μείωση των ποσοστών γεννήσεων και το τέλος της «ανάπτυξης». μανία'⁹.  

Όπως η τελευταία εξαφάνιση στο τέλος του Κρητιδικού, κάθε μελλοντική περιβαλλοντική καταστροφή που θα προκύψει από πιθανές επιπτώσεις από χώρος και/ή από τεράστιες ηφαιστειακές εκρήξεις μπορεί επίσης να αποτελέσουν σοβαρή υπαρξιακή πρόκληση ενώπιον της ανθρωπότητας, επειδή μακροπρόθεσμα, όπως κάθε πλανήτης, η Γη θα κινδυνεύσει από κρούσεις από χώρος (καθώς και από ηφαιστειακές εκρήξεις) με αποκορύφωμα τη διακοπή της φωτοσύνθεσης λόγω παρατεταμένου σκοταδιού, επομένως όλα τα πρωτεύοντα παραγωγικά φυτά και τα εξαρτώμενα ζωικά είδη θα αντιμετωπίσουν αποδεκατισμό. 

Αποικισμός βαθέων χώρος και η εκτροπή των αστεροειδών που συνδέονται με τη γη μακριά από τη Γη είναι δύο πιθανές απαντήσεις της ανθρωπότητας στις υπαρξιακές απειλές που δημιουργούνται από τις κρούσεις από χώρος. Η NASA Η Άρτεμη Σελήνη Η αποστολή είναι μια αρχή προς τα βαθιά χώρος ανθρώπινη κατοικία για να κάνει τους ανθρώπους ένα πολυ-πλανήτης είδος. Αυτό το πρόγραμμα δεν θα δημιουργήσει μόνο μακροπρόθεσμη ανθρώπινη παρουσία εντός και γύρω από το Σελήνη αλλά και διδάσκουν μαθήματα προετοιμασίας για ανθρώπινες αποστολές και κατοικίες στις Μάρτιος. Η αποστολή Artemis θα χτίσει ένα στρατόπεδο βάσης στο σεληνιακός επιφάνεια για να δώσει στους αστροναύτες ένα σπίτι για να ζήσουν και να εργαστούν σε αυτό Σελήνη. Αυτή θα είναι η πρώτη περίπτωση ανθρώπων που ζουν στην επιφάνεια ενός άλλου ουράνιου σώματος¹⁰. Η NASA πλανητικός αμυντική αποστολή Η αποστολή DART πρόκειται να δοκιμάσει μια μέθοδο εκτροπής ενός αστεροειδούς μακριά από τη Γη. Και τα δύο αυτά χώρος οι αποστολές υπόσχονται σημαντικές υποσχέσεις για τον μετριασμό των υπαρξιακών προκλήσεων για την ανθρωπότητα που προκαλούνται από τις επιπτώσεις από χώρος. 

 ***   

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

***

αναφορές:  

1. Khlebodarova TM και Likhoshvai VA 2020. Αιτίες παγκόσμιων εξαφανίσεων στην ιστορία της ζωής: γεγονότα και υποθέσεις. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020 Ιουλίου; 24(4):407-419. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ20.633 | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7716527/  

2. Wu, Υ., Chu, D., Tong, J. et αϊ. Εξαπλάσια αύξηση του ατμοσφαιρικού pCO2 κατά τη μαζική εξαφάνιση της Πέρμιας-Τριας. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  

3. Schulte P., et αϊ 2010. Η πρόσκρουση του αστεροειδούς Chicxulub και η μαζική εξαφάνιση στο όριο Κρητιδικού-Παλαιογενούς. ΕΠΙΣΤΗΜΗ. 5 Mar 2010. Vol 327, Issue 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 

4. Chiarenza AA et αϊ 2020. Η πρόσκρουση αστεροειδών, όχι ηφαιστειακή, προκάλεσε την εξαφάνιση των δεινοσαύρων στο τέλος της Κρητιδικής. Δημοσιεύθηκε 29 Ιουνίου 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  

5. Fraser, D. (2019). Γιατί εξαφανίστηκαν οι δεινόσαυροι; Θα μπορούσε η ανεπάρκεια χοληκαλσιφερόλης (βιταμίνης D3) να είναι η απάντηση; Journal of Nutritional Science, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  

6. Barnosky μ.Χ. et αϊ 2011. Έχει ήδη φτάσει η έκτη μαζική εξαφάνιση της Γης; Φύση. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  

7. Ceballos G., et αϊ 2015. Επιταχυνόμενες σύγχρονες απώλειες ειδών που προκαλούνται από τον άνθρωπο: Είσοδος στην έκτη μαζική εξαφάνιση. Sci. Adv. 2015; 1(5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  

8. Cowie RH et αϊ 2022. The Sixth Mass Extinction: γεγονός, μυθοπλασία ή εικασίες; Βιολογικές Επισκοπήσεις. Τόμος 97, Τεύχος 2 Απριλίου 2022 Σελίδες 640-663. Πρώτη δημοσίευση: 10 Ιανουαρίου 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 

9. Rodolfo D., Gerardo C., and Ehrlich P., 2022. Circling the drain: η κρίση εξαφάνισης και το μέλλον της ανθρωπότητας. Δημοσίευση: 27 Ιουνίου 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. Επιστημονικός Ευρωπαϊκός. Δημοσιεύθηκε στις 11 Αυγούστου 2022. Διαθέσιμο στο http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

***