MASSEUDRYDDELSE: ÅRSAGER OG DET VIGTIGSTE - BIOLOGI

Masse udryddelser er hændelser kendetegnet ved forsvinden af et stort antal biologiske arter på kort tid. Denne type udryddelse er normalt terminal, det vil sige en art og dens slægtninge forsvinder uden at efterlade afkom.

Masseudryddelser adskiller sig fra andre udryddelser ved at være pludselig og ved at eliminere et stort antal arter og individer. Med andre ord er hastigheden, hvormed arter forsvinder under disse begivenheder, meget høj, og dens virkning værdsættes på relativt kort tid.

Figur 1. Hypotese om dinosaurers død på grund af virkningen af giftige gasser i Deccan Trapper. Massive udbrud forekom i det syd-centrale Indien, i en af de største vulkanformationer på jorden. Kilde: nsf.gov

I forbindelse med geologiske epoker (ti eller hundreder af millioner af år i varighed) kan "kort tid" betyde et par år (endda dage) eller perioder på hundreder af milliarder af år.

Masseudryddelser kan have flere kausale agenser og konsekvenser. Fysiske og klimatiske årsager udløser ofte kaskader af virkninger i fødevarer eller direkte på nogle arter. Virkningerne kan være "øjeblikkelig" som de der opstår efter en meteorit rammer planeten Jorden.

Årsager til masseudryddelser

Årsagerne til masseudryddelse kunne klassificeres i to hovedtyper: biologisk og miljømæssigt.

Biologisk

Blandt disse er: konkurrence mellem arter om ressourcer, der er tilgængelige til deres overlevelse, predation, epidemier, blandt andre. De biologiske årsager til masseudryddelse påvirker direkte en gruppe af arter eller hele den trofiske kæde.

Miljø

Blandt disse årsager kan vi nævne: stigninger eller fald i havoverfladen, glaciations, øget vulkanisme, virkningerne af nærliggende stjerner på planeten Jorden, effekter af kometer, asteroide påvirkninger, ændringer i jordens bane eller magnetfelt, global opvarmning eller afkøling, blandt andre.

Alle disse årsager, eller en kombination af dem, kunne have bidraget til en masseudryddelse på et tidspunkt.

Multidisciplinære undersøgelser af masseudryddelser

Den ultimative årsag til en masseudryddelse er vanskelig at fastlægge med absolut sikkerhed, da mange begivenheder ikke efterlader en detaljeret oversigt over dens begyndelse og udvikling.

For eksempel kunne vi finde en fossil rekord, der viser, at der forekommer en vigtig begivenhed med artstab. For at bestemme årsagerne, der genererede det, skal vi dog foretage korrelationer med andre variabler, der er registreret på planeten.

Denne type dyb forskning kræver deltagelse af forskere fra forskellige områder såsom biologi, paleontologi, geologi, geofysik, kemi, fysik, astronomi, blandt andre.

Vigtigste masseudryddelser

Den følgende tabel viser et resumé af de vigtigste masseudryddelser, der er undersøgt til dato, de perioder, hvor de forekom, deres alder, varigheden af hver, den anslåede procentdel af uddøde arter og deres mulige årsag.

Evolutionær betydning af masseudryddelser

Reduktion af biologisk mangfoldighed

Masseudryddelser reducerer den biologiske mangfoldighed, da komplette afstamninger forsvinder, og derudover undgås de, der kunne være opstået af disse. Masseudryddelse kunne derefter sammenlignes med beskæring af livets træ, hvor hele grene er afskåret.

Udvikling af allerede eksisterende arter og fremkomst af nye arter

Masseudryddelse kan også spille en "kreativ" rolle i evolutionen og stimulere udviklingen af andre allerede eksisterende arter eller grene takket være deres vigtigste konkurrenter eller rovdyrs forsvinden. Derudover kan fremkomsten af nye arter eller grene i livets træ forekomme.

Den pludselige forsvinden af planter og dyr, der besætter specifikke nicher, åbner en række muligheder for de overlevende arter. Vi kan observere dette efter flere generationer af udvælgelse, da de overlevende afstamninger og deres efterkommere kan komme til at besætte økologiske roller, der tidligere var udført af forsvundne arter.

De faktorer, der fremmer overlevelsen af nogle arter i tider med udryddelse, er ikke nødvendigvis de samme, der favoriserer overlevelse i tider med lav udryddelsesintensitet.

Masseudryddelser tillader derefter afstamninger, der tidligere var et mindretal, at diversificere og spille vigtige roller i det nye post-katastrofe-scenarie.

Udviklingen af pattedyr

Et velkendt eksempel er pattedyr, der var en minoritetsgruppe i mere end 200 millioner år og først efter den kridt-tertiære masseudryddelse (hvor dinosaurerne forsvandt), udviklede de sig og begyndte at spille et spil. stor rolle.

Vi kan da bekræfte, at mennesket ikke kunne have vist sig, hvis masseudryddelsen af kridten ikke havde fundet sted.

KT-påvirkning og kridt-tertiær masseudryddelse

Álvarez 'hypotese

Luis Álvarez (Nobelprisen i fysik fra 1968) sammen med geologen Walter Álvarez (hans søn), Frank Azaro og Helen Michel (nukleare kemikere) foreslog i 1980 hypotesen om, at kridt-tertiær (KT) masseudryddelse var produkt af virkningen af en asteroide med en diameter på 10 ± 4 kilometer.

Denne hypotese stammer fra analysen af den såkaldte KT-grænse, som er et tyndt lag med ler rig på iridium, som findes i planetarisk skala lige ved grænsen, der deler sedimenterne svarende til kridttider og tertiær (KT) perioder.

Iridium

Iridium (Ir) er det kemiske element med atomnummer 77, der findes i gruppe 9 i det periodiske system. Det er et overgangsmetal fra platinagruppen.

Det er et af de sjældneste elementer på Jorden, betragtet som et metal af udenjordisk oprindelse, da dens koncentration i meteoritter ofte er høj sammenlignet med koncentrationer på jorden.

Figur 2. KT- eller kridt-paleogen-grænse, der markerer afslutningen på en æra. Anky-man, fra Wikimedia Commons

KT-grænse

Forskere fandt meget højere iridiumkoncentrationer i sedimenterne af dette lerlag kaldet KT-grænsen end i de foregående lag. I Italien fandt de en stigning på 30 gange sammenlignet med de foregående lag; i Danmark 160 og i New Zealand 20.

Álvarez 'hypotese oplyste, at påvirkningen af asteroiden mørkede atmosfæren, hæmmede fotosyntesen og udfældede døden for en stor del af den eksisterende flora og fauna.

Imidlertid manglede denne hypotese det vigtigste bevis, da de ikke kunne lokalisere det sted, hvor asteroidepåvirkningen var sket.

Indtil da var der ikke rapporteret om noget krater med den forventede størrelse at bekræfte, at begivenheden faktisk var sket.

Chicxulub

På trods af ikke at have rapporteret det, havde geofysikere Antonio Camargo og Glen Penfield (1978) allerede opdaget krateret som et resultat af påvirkningen, mens de ledte efter olie i Yucatán, der arbejdede for det mexicanske statlige olieselskab (PEMEX).

Camargo og Penfield opnåede en undervandsbue på ca. 180 km bred, der fortsatte på den mexicanske halvø Yucatan, med et centrum i byen Chicxulub.

Figur 3. Tyngdekort, der viser anomalien på Yucatan-halvøen. Kilde: Computergenereret tyngdekortkortbillede af Chicxulub-krateret i México (NASA).

Selvom disse geologer havde præsenteret deres fund på en konference i 1981, holdt manglende adgang til borekernerne dem væk fra emnet.

Endelig i 1990 kontaktede journalist Carlos Byars Penfield med astrofysiker Alan Hildebrand, som til sidst gav ham adgang til borekernerne.

Hildebrand offentliggjorde i 1991 sammen med Penfield, Camargo og andre videnskabsmænd opdagelsen af et cirkulært krater på Yucatan-halvøen, Mexico, med en størrelse og form, der afslører anomalier af magnetiske og tyngdefelter, som en mulig påvirkningskrater, der opstod i kridt-tertiær.

Andre hypoteser

Kridt-tertiær masseudryddelse (og KT Impact-hypotesen) er en af de mest studerede. På trods af bevisene, der understøtter Álvarez 'hypotese, overlevede andre forskellige tilgange.

Det er blevet argumenteret for, at stratigrafiske og mikropaleontologiske data fra Mexicogolfen og Chicxulub-krateret understøtter hypotesen om, at denne påvirkning foregik for KT-grænsen med flere hundrede tusinde år og derfor ikke kunne have forårsaget den masseudryddelse, der fandt sted. i kridt-tertiær.

Det antydes, at andre alvorlige miljøvirkninger kunne være udløser af masseudryddelse ved KT-grænsen, såsom vulkanudbruddene i Deccan i Indien.

Deccan er et stort plateau på 800.000 km ^2, der krydser det syd-centrale territorium i Indien, med spor af lava og enorm frigørelse af svovl og kuldioxid, der kan have forårsaget masseudryddelse ved KT-grænsen.

Seneste bevis

Peter Schulte og en gruppe på 34 forskere offentliggjorde i 2010 i det prestigefyldte tidsskrift Science en grundig evaluering af de to foregående hypoteser.

Schulte et al. Analyseret en syntese af nylige stratigrafiske, mikropaleontologiske, petrologiske og geokemiske data. Derudover evaluerede de begge udryddelsesmekanismer baseret på deres forudsagte miljøforstyrrelser og fordelingen af livet på Jorden før og efter KT-grænsen.

De konkluderede, at Chicxulub-påvirkningen forårsagede masseudryddelse af KT-grænsen på grund af det faktum, at der er en tidsmæssig korrespondance mellem udstødningslaget og begyndelsen af udryddelser.

Desuden understøtter økologiske mønstre i fossilregistret og modellerede miljøforstyrrelser (som mørke og afkøling) disse konklusioner.

Referencer

Álvarez, LW, Álvarez, W., Asaro, F., & Michel, HV (1980). Ekstratrisk årsag til kridt-tertiær udryddelse. Science, 208 (4448), 1095-1108. doi: 10.1126 / science.208.4448.1095
Hildebrand, AR, Pilkington, M., Connors, M., Ortiz-Aleman, C., & Chavez, RE (1995). Størrelse og struktur af Chicxulub-krateret afsløret med vandrette tyngdekradienter og cenoter. Nature, 376 (6539), 415-417. doi: 10.1038 / 376415a0
Renne, PR, Deino, AL, Hilgen, FJ, Kuiper, KF, Mark, DF, Mitchell, WS,… Smit, J. (2013). Tidsskalaer af kritiske begivenheder omkring grænsen af kridt-paleogen. Science, 339 (6120), 684-687. doi: 10.1126 / science.1230492
Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, JA, Barton, PJ, Bown, PR,… Willumsen, PS (2010). Chicxulub Asteroid-påvirkning og masseudryddelse ved grænsen af kridt-paleogen. Science, 327 (5970), 1214-1218. doi: 10.1126 / science.1177265
Pope, KO, Ocampo, AC & Duller, CE (1993) Surficial geology of the Chicxulub impact crater, Yucatan, Mexico. Jordmåneplaneter 63, 93–104.
Hildebrand, A., Penfield, G., Kring, D., Pilkington, M., Camargo, A., Jacobsen, S. og Boynton, W. (1991). Chicxulub-krater: et muligt kridt / tertiært grænsepåslagskrater på Yucatán-halvøen, Mexico. Geologi. 19 (9): 861-867.

MASSEUDRYDDELSE: ÅRSAGER OG DET VIGTIGSTE - BIOLOGI - 2025