MASU IZMIRŠANA: CĒLOŅI UN VISSVARĪGĀKIE - BIOLOĢIJA - 2025

Masveida izmiršana ir notikums, kam raksturīga liela skaita bioloģisko sugu izzušana īsā laikā. Šis izmiršanas veids parasti ir galīgs, tas ir, suga un tās radinieki izzūd, neatstājot pēcnācējus.

Masu izmiršana atšķiras no citiem izmiršanas gadījumiem ar pēkšņu izcelšanos un daudzu sugu un indivīdu likvidēšanu. Citiem vārdiem sakot, sugu izzušanas ātrums šo notikumu laikā ir ļoti augsts, un tās ietekme tiek novērtēta salīdzinoši īsā laikā.

1. attēls. Hipotēze par dinozauru nāvi toksisko gāzu iedarbības rezultātā Dekana kāpnēs. Masveida izvirdumi notika Indijas dienvidu un centrālajā daļā, vienā no lielākajiem vulkānu veidojumiem uz zemes. Avots: nsf.gov

Ģeoloģisko laikmetu kontekstā (ilgums desmitiem vai simtiem miljonu gadu) "īss laiks" var nozīmēt dažus gadus (pat dienas) vai simtiem miljardu gadu periodus.

Masveida izmiršanai var būt vairāki cēloņi un sekas. Fizikāli un klimatiski cēloņi bieži izraisa kaskādes, kas ietekmē pārtikas tīklus vai tieši uz dažām sugām. Ietekme var būt “tūlītēja”, piemēram, tāda, kāda rodas pēc tam, kad meteorīts sasniedz planētu Zeme.

Masu izmiršanas cēloņi

Masu izmiršanas cēloņus varētu iedalīt divos galvenajos veidos: bioloģiskos un vides.

Bioloģiskā

Starp tiem ir: konkurence starp sugām par resursiem, kas ir pieejami to izdzīvošanai, plēsēji, epidēmijas, cita starpā. Masu izmiršanas bioloģiskie cēloņi tieši ietekmē sugu grupu vai visu trofisko ķēdi.

Vides

Starp šiem cēloņiem mēs varam minēt: jūras līmeņa paaugstināšanos vai pazemināšanos, ledāju veidošanos, palielinātu vulkānismu, tuvējo zvaigžņu ietekmi uz planētu Zeme, komētu iedarbību, asteroīdu iedarbību, Zemes orbītas vai magnētiskā lauka izmaiņas, globālā sasilšana vai dzesēšana, cita starpā.

Visi šie cēloņi vai to kombinācija vienā brīdī varēja izraisīt masveida izmiršanu.

Masu izmiršanas daudznozaru pētījumi

Masveida izmiršanas galīgo cēloni ir grūti noteikt ar absolūtu pārliecību, jo daudzi notikumi neatstāj sīku informāciju par tā sākumu un attīstību.

Piemēram, mēs varētu atrast fosiliju uzskaiti, kas liecina par nozīmīgu sugas zaudēšanas notikumu. Tomēr, lai noteiktu cēloņus, kas to izraisīja, mums jāveic korelācija ar citiem mainīgajiem, kas reģistrēti uz planētas.

Šāda veida dziļajai izpētei cita starpā ir jāpiedalās zinātniekiem no dažādām jomām, piemēram, bioloģijas, paleontoloģijas, ģeoloģijas, ģeofizikas, ķīmijas, fizikas, astronomijas.

Svarīgākās masu izmiršanas

Šajā tabulā parādīts svarīgāko līdz šim pētīto masu izmiršanas kopsavilkums, periodi, kādos tie notikuši, to vecums, ilgums, aptuvenais izmirušo sugu procentuālais daudzums un to iespējamais cēlonis.

Masu izmiršanas evolūcijas nozīme

Bioloģiskās daudzveidības samazināšana

Masveida izmiršana samazina bioloģisko daudzveidību, jo izzūd pilnīgas cilmes un bez tām iztikt bez tām, kas varētu būt radušās no tām. Tad masveida izmiršanu varētu salīdzināt ar dzīvības koka atzarošanu, kurā tiek nogriezti veseli zari.

Iepriekš pastāvošu sugu attīstība un jaunu sugu parādīšanās

Masveida izmiršanai var būt arī "radoša" loma evolūcijā, stimulējot citu jau pastāvošu sugu vai zaru attīstību, pateicoties to galveno konkurentu vai plēsēju pazušanai. Turklāt dzīvības kokā var parādīties jaunas sugas vai zari.

Pēkšņa augu un dzīvnieku pazušana, kas aizņem īpašas nišas, paver vairākas iespējas izdzīvojušajām sugām. To varam novērot pēc vairākām selekcijas paaudzēm, jo ​​izdzīvojušie ciltsraksti un viņu pēcnācēji var ieņemt ekoloģisko lomu, ko iepriekš veikušas izzudušās sugas.

Faktori, kas veicina dažu sugu izdzīvošanu izmiršanas laikā, nebūt nav tie paši, kas veicina izdzīvošanu gadījumos, kad izmiršana ir zema.

Tad masveida izmiršana ļauj ciltsrakstiem, kas agrāk bija mazākums, dažādot un spēlēt nozīmīgu lomu jaunajā pēckatastrofas scenārijā.

Zīdītāju evolūcija

Plaši pazīstams piemērs ir zīdītāji, kuri vairāk nekā 200 miljonus gadu bija minoritāšu grupa un tikai pēc krīta-terciārā masveida izmiršanas (kurā pazuda dinozauri), viņi attīstījās un sāka spēlēt spēli. liela loma.

Tad mēs varam apstiprināt, ka cilvēks nevarētu parādīties, ja nebūtu notikusi krīta masveida izzušana.

KT trieciens un krīta-terciārā masveida izmiršana

Álvaresa hipotēze

Luiss Álvarezs (1968. gada Nobela prēmija fizikā) kopā ar ģeologiem Valteru Álvarezu (viņa dēls), Franku Azaro un Helēnu Mišelu (kodolķīmiķi) 1980. gadā ierosināja hipotēzi, ka krīta-terciārā līmeņa (KT) masveida izzušana bija asteroīda trieciena reizinājums ar diametru 10 ± 4 kilometri.

Šī hipotēze rodas, analizējot tā saukto KT robežu, kas ir plāns māla slānis, kas bagāts ar irīdiju un kas atrodas planētu mērogā tieši uz robežas, kas sadala nogulumus, kas atbilst krīta un terciārā (KT) periodam.

Iridijs

Iridijs (Ir) ir ķīmiskais elements ar atomu numuru 77, kas atrodas periodiskās tabulas 9. grupā. Tas ir pārejas metāls no platīna grupas.

Tas ir viens no retākajiem elementiem uz Zemes, ko uzskata par ārpuszemes izcelsmes metālu, jo tā koncentrācija meteorītos bieži ir augsta salīdzinājumā ar koncentrāciju uz zemes.

2. attēls. KT jeb Krīta un paleogēna robeža, kas apzīmē laikmeta beigas. Anky-man, no Wikimedia Commons

KT robeža

Zinātnieki atrada daudz augstākas iridija koncentrācijas šī māla slāņa nogulumos, ko sauc par KT robežu, nekā iepriekšējos slāņos. Itālijā viņi konstatēja pieaugumu 30 reizes salīdzinājumā ar iepriekšējiem līmeņiem; Dānijā 160 un Jaunzēlandē 20.

Álvaresa hipotēze liecināja, ka asteroīda ietekme aptumšoja atmosfēru, kavējot fotosintēzi un izraisot lielas daļas esošās floras un faunas nāvi.

Tomēr šai hipotēzei trūka vissvarīgāko pierādījumu, jo viņi nespēja noteikt vietu, kur bija notikusi asteroīda ietekme.

Līdz tam nebija ziņots par nevienu gaidītā lieluma krāteri, kas apstiprinātu, ka notikums patiešām ir noticis.

Chicxulub

Neskatoties uz to, ka par to nav ziņots, ģeofiziķi Antonio Camargo un Glen Penfield (1978) jau bija atklājuši krāteri trieciena rezultātā, kamēr viņi meklēja naftu Jukatānā, strādājot Meksikas valsts naftas uzņēmumā (PEMEX).

Kamargo un Penfīlda sasniedza aptuveni 180 km platu zemūdens loka, kas turpinājās Meksikas pussalā Jukatānā ar centru Čiksulubas pilsētā.

3. attēls. Gravitācijas karte, kurā parādīta anomālija Jukatanas pussalā. Avots: ar datoru izveidots Chicxulub krātera attēls Mehiko (NASA) ar gravitācijas kartes attēlu.

Kaut arī šie ģeologi savus atklājumus bija iepazīstinājuši konferencē 1981. gadā, piekļuves trūkums urbuma serdeņiem neļāva viņiem to atrast.

Visbeidzot 1990. gadā žurnālists Carlos Byars sazinājās ar Penfield ar astrofiziķi Alanu Hildebrandu, kurš beidzot atviegloja piekļuvi urbšanas serdeņiem.

Hildebrands 1991. gadā kopā ar Penfīldu, Camargo un citiem zinātniekiem publicēja apļveida krātera atklāšanu Jukatanas pussalā, Meksikā, kura izmērs un forma atklāj magnētiskā un gravitācijas lauka anomālijas, kā iespējamo trieciena krāteri, kas radās krīta-terciārā līmeņa gadījumā. .

Citas hipotēzes

Krīta-terciārā masu izmiršana (un KT ietekmes hipotēze) ir viena no visvairāk pētītajām. Tomēr, neraugoties uz pierādījumiem, kas apstiprina Álvaresa hipotēzi, izdzīvoja arī citas atšķirīgas pieejas.

Tika apgalvots, ka stratigrāfiskie un mikropaleontoloģiskie dati no Meksikas līča un Chicxulub krātera atbalsta hipotēzi, ka šī ietekme pirms KT robežas notika vairākus simtus tūkstošus gadu un tāpēc nevarēja izraisīt notikušo masveida izmiršanu. krīta-terciārā līmeņa jomā.

Tiek ierosināts, ka citi nopietni apstākļi videi varētu būt masu izmiršanas ierosinātāji pie KT robežas, piemēram, Dekanas vulkāna izvirdumi Indijā.

Dekāns ir liels 800 000 km ² plato, kas šķērso Indijas dienvidu un centrālo teritoriju, ar lavas pēdām un milzīgu sēra un oglekļa dioksīda izdalīšanos, kas varēja izraisīt masveida izmiršanu pie KT robežas.

Jaunākie pierādījumi

Pīters Šulte un 34 pētnieku grupa 2010. gadā prestižajā žurnālā Science publicēja rūpīgu divu iepriekšējo hipotēžu novērtējumu.

Schulte et al., Analizēja neseno stratigrāfisko, mikropaleontoloģisko, petroloģisko un ģeoķīmisko datu sintēzi. Turklāt viņi novērtēja abus izmiršanas mehānismus, pamatojoties uz prognozētajiem vides traucējumiem un dzīvības sadalījumu uz Zemes pirms un pēc KT robežas.

Viņi secināja, ka Chicxulub trieciens izraisīja KT robežas masveida izzušanu sakarā ar to, ka starp izmešanas slāni un izzušanas sākumu pastāv laika atbilstība.

Turklāt šos secinājumus apstiprina fosilā reģistra ekoloģiskie raksti un modelētie vides traucējumi (piemēram, tumsa un dzesēšana).

Atsauces

1. Álvarezs, LW, Álvarezs, W., Asaro, F. un Mišels, HV (1980). Ārpuszemes cēlonis krīta-terciārā izzušanai. Zinātne, 208 (4448), 1095-1108. doi: 10.1126 / zinātne.208.4448.1095
2. Hildebrand, AR, Pilkington, M., Connors, M., Ortiz-Aleman, C., & Chavez, RE (1995). Chicxulub krātera lielums un struktūra, ko atklāj horizontālie gravitācijas gradienti un cenotes. Daba, 376 (6539), 415-417. doi: 10.1038 / 376415a0
3. Renne, PR, Deino, AL, Hilgen, FJ, Kuiper, KF, Mark, DF, Mitchell, WS,… Smit, J. (2013). Kritisko notikumu laika skalas ap krīta-paleogēna robežu. Science, 339 (6120), 684-687. doi: 10.1126 / science.1230492
4. Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, JA, Barton, PJ, Bown, PR,… Willumsen, PS (2010). Chicxulub asteroīdu ietekme un masveida izzušana pie krīta-paleogēna robežas. Zinātne, 327 (5970), 1214–1218. doi: 10.1126 / science.1177265
5. Pāvests, KO, Ocampo, AC & Duller, CE (1993) Chicxulub trieciena krātera virspusējā ģeoloģija, Jukatana, Meksika. Zemes Mēness planētas 63, 93–104.
6. Hildebrand, A., Penfield, G., Kring, D., Pilkington, M., Camargo, A., Jacobsen, S. un Boynton, W. (1991). Chicxulub krāteris: iespējams krīta un terciārā robežas trieciena krāteris Jukatanas pussalā, Meksikā. Ģeoloģija. 19 (9): 861-867.