A TÖMEGPUSZTULÁS: AZ OKOK ÉS A LEGFONTOSABB - BIOLÓGIA - 2026

Mass kihalások események eltűnése jellemzi számos biológiai fajok rövid idő alatt. Ez a kihaltás általában végleges, azaz egy faj és rokonai eltűnnek utódok elhagyása nélkül.

A tömegpusztítások különböznek a többi kihalástól hirtelen fellépéssel és a fajok és egyének nagyszámú eltávolításával. Más szavakkal, a fajok eltűnési sebessége ezen események során nagyon magas, és hatását viszonylag rövid idő alatt felismerik.

1. ábra: A dinoszauruszok halálának hipotézise a mérgező gázok hatásának következtében a Deccan lépcsőn. Hatalmas kitörések fordultak elő Dél-Közép-Indiában, a föld egyik legnagyobb vulkáni képződményében. Forrás: nsf.gov

A geológiai korszakok során (tíz vagy százmillió évig tartó időtartamban) a "rövid idő" néhány évet (akár napot), vagy több száz milliárd éves időszakot jelenthet.

A tömegpusztulásnak több okozati tényezője és következményei lehetnek. A fizikai és éghajlati okok gyakran lépcsőzetes hatásokat váltanak ki az élelmiszerhálóban vagy közvetlenül egyes fajokra. A hatások lehetnek "azonnali", mint például azok, amelyek akkor fordulnak elő, amikor egy meteorit eljut a Föld bolygóra.

A tömegpusztítás okai

A tömegpusztulás okait két fő típusba lehet sorolni: biológiai és környezeti.

Biológiai

Ezek között szerepel: a fajok közötti verseny a fennmaradáshoz rendelkezésre álló forrásokért, ragadozás, járványok, többek között. A tömeges kihalás biológiai okai közvetlenül érintik a fajok egy csoportját vagy az egész trópusi láncot.

Környezeti

Ezen okok között megemlíthetjük: a tengerszint emelkedését vagy csökkenését, a lemerüléseket, a megnövekedett vulkanizmust, a közeli csillagok hatásait a Föld bolygóra, üstökösök hatásait, aszteroida hatásokat, a Föld pályájának vagy mágneses mezőjének változásait, globális felmelegedés vagy hűtés, többek között.

Ezen okok mindegyike vagy ezek kombinációja hozzájárulhatott a tömegpusztuláshoz egy ponton.

A tömegpusztítások multidiszciplináris vizsgálata

A tömeges kipusztulás végső okát nehéz abszolút bizonyossággal megállapítani, mivel sok esemény nem hagyja részletesen nyilvántartását annak kialakulásáról és fejlődéséről.

Például találhatunk egy fosszilis rekordot, amely bizonyítja a fajvesztés fontos eseményének bekövetkezését. Ahhoz azonban, hogy megállapítsuk az okokat, amelyek ezt generálták, korrelációt kell készítenünk más, a bolygón regisztrált változókkal.

Az ilyen típusú mélyreható kutatás többek között a különböző területeken működő tudósok részvételét igényli, mint például biológia, paleontológia, geológia, geofizika, kémia, fizika, csillagászat.

A legfontosabb tömegpusztítás

Az alábbi táblázat összefoglalja az eddig vizsgált legfontosabb tömeges kihalásokat, azok előfordulásának periódusát, korát, időtartamát, a kihalt fajok becsült százalékos arányát és lehetséges okát.

A tömegpusztítás evolúciós jelentősége

A biológiai sokféleség csökkentése

A tömeges kihalások csökkentik a biológiai sokféleséget, mivel a teljes származékok eltűnnek, és emellett azoktól, amelyek ezekből származhatnak, meg kell számolni. A tömeges kihalást ezután összehasonlíthatjuk az élet fa metszésével, amelyben a teljes ágakat levágják.

Meglévő fajok fejlesztése és új fajok megjelenése

A tömeges kihalás "kreatív" szerepet is játszhat az evolúcióban, ösztönözve más már létező fajok vagy ágak fejlődését, fő versenytársaik vagy ragadozóik eltűnésének köszönhetően. Ezen felül új fajok vagy ágak jelenhetnek meg az életfában.

A növények és állatok hirtelen eltűnése, amelyek meghatározott rést foglalnak el, számos lehetőséget nyit meg a túlélő fajok számára. Ezt több generációs szelekció után megfigyelhetjük, mivel a fennmaradó vonalok és leszármazottaik ökológiai szerepet tölthetnek be a korábban eltűnt fajok által.

Azok a tényezők, amelyek elősegítik egyes fajok túlélését a kihalás idején, nem feltétlenül azonosak azok, amelyek elősegítik a túlélést alacsony kihalási intenzitású időkben.

A tömegpusztítások ezután lehetővé teszik a korábban kisebbségi vonalok diverzifikációját és fontos szerepet játszanak az új katasztrófa utáni forgatókönyvben.

Az emlősök evolúciója

Közismert példája az emlősöknek, amelyek több mint 200 millió éve kisebbségi csoport voltak, és csak a krétakori és a harmadlagos tömeges kihalás után (amelyben a dinoszauruszok eltűntek) fejlődtek ki és elkezdtek játszani. nagy szerepe.

Megerősíthetjük, hogy akkor az ember nem lehetett volna megjelenni, ha a krétakor tömeges kihalása nem történt volna meg.

A KT-ütés és a kréta-harmadlagos tömegpusztulás

Álvarez hipotézise

Luis Álvarez (1968. évi Nobel-fizikai díj), Walter Álvarez geológusa (fia), Frank Azaro és Helen Michel (nukleáris kémikusok) közreműködésével 1980-ban javaslatot tett arra, hogy a krétakori-harmadlagos (KT) tömegpusztulás 10 ± 4 kilométer átmérőjű aszteroida ütésének szorzata.

Ez a hipotézis az úgynevezett KT határ elemzésén alapul, amely egy vékony irídiumban gazdag agyagréteg, amelyet egy bolygó skálán találunk, közvetlenül a határon, amely a krétakori és a harmadlagos (KT) időszakhoz tartozó üledékeket osztja.

Iridium

Az iridium (Ir) a 77-es atomszámú kémiai elem, amely a periódusos rendszer 9. csoportjában található. Ez egy átmeneti fém, a platina csoportból.

Ez a Föld egyik legritkább eleme, földön kívüli eredetű fémnek tekinthető, mivel a meteoritok koncentrációja gyakran magas a földi koncentrációkhoz képest.

2. ábra. KT vagy kréta-paleogén határ, amely egy korszak végét jelöli. Anky-man, a Wikimedia Commonsból

KT határ

A KT határnak nevezett agyagréteg üledékeiben a tudósok sokkal magasabb iridium-koncentrációkat találtak, mint az előző rétegekben. Olaszországban 30-szeres növekedést találtak az előző rétegekhez képest; Dániában 160 és Új-Zélandon 20.

Álvarez hipotézise szerint az aszteroida hatása elsötétítette a légkört, gátolja a fotoszintézist és megalapozta a meglévő növény- és állatvilág nagy részének halálát.

Ennek a hipotézisnek azonban nem volt a legfontosabb bizonyíték, mivel nem tudták megtalálni azt a helyet, ahol az aszteroida ütközött.

Addig nem számoltak be arról, hogy a várt nagyságrendű kráter megerősíti, hogy az esemény valóban bekövetkezett.

Chicxulub

Annak ellenére, hogy nem jelentették be, Antonio Camargo és Glen Penfield (1978) geofizikusok már az ütközés eredményeként fedezték fel a krátert, miközben Yucatánban olajat kerestek, a mexikói állami olajtársaságnál (PEMEX) dolgozva.

Camargo és Penfield körülbelül 180 km széles víz alatti ívet értek el, amely a mexikói Yucatan-félszigeten folytatódott, Chicxulub városának központjával.

3. ábra: A Jucatán-félsziget anomáliáját mutató gravitációs térkép. Forrás: A Chicxulub kráter számítógéppel létrehozott gravitációs térképképe México-ban (NASA).

Noha ezek a geológusok 1981-ben egy konferencián mutatták be eredményeiket, a fúrómagokhoz való hozzáférés hiánya miatt a témát nem sikerült.

Végül, 1990-ben, Carlos Byars újságíró kapcsolatba lépett Penfield-rel Alan Hildebrand asztrofizikussal, aki végül megkönnyítette a fúrómagokhoz való hozzáférést.

Hildebrand 1991-ben Penfield, Camargo és más tudósokkal közzétette egy kör alakú kráter felfedezését a mexikói Yucatan-félszigeten, amelynek mérete és alakja kimutatja a mágneses és gravitációs mezők rendellenességeit, mint lehetséges kráter-kráter, amely a krétakori-harmadlagos időszakban jelentkezett..

Egyéb hipotézisek

A kréta-tercier tömeges kihalás (és a KT Impact hipotézis) az egyik leginkább tanulmányozott. Álvarez hipotézisét alátámasztó bizonyítékok ellenére azonban más megközelítések maradtak fenn.

Azt állították, hogy a Mexikói-öbölből és a Chicxulub-kráterből származó stratigráfiai és mikropaleontológiai adatok alátámasztják azt a hipotézist, miszerint ez a hatás több száz ezer évvel megelőzte a KT határt, és ezért nem okozhatta a megtörtént tömeges kipusztulást. a krétakorban és a tercierben.

Feltételezzük, hogy más súlyos környezeti hatások is kiválthatják a KT határán zajló tömeges kipusztulást, például Indiában a deccani vulkánkitörések.

A Deccan egy 800 000 km ^2-es fennsík, amely áthalad India déli és középső területén, lávanyomokkal és hatalmas kén- és szén-dioxid-kibocsátással, amely a KT határán a tömegpusztítást okozhatta.

Legfrissebb bizonyítékok

Peter Schulte és a 34 kutatóból álló csoport 2010-ben a Science rangos folyóiratban közzétette a két korábbi hipotézis alapos értékelését.

Schulte és munkatársai a legújabb stratigráfiai, mikropaleontológiai, petrológiai és geokémiai adatok szintézisét elemezték. Emellett mindkét kihalási mechanizmust becsült környezeti zavaruk és a Földön a KT-határérték előtti és utáni megoszlása ​​alapján értékelték.

Arra a következtetésre jutottak, hogy a Chicxulub ütés a KT határ tömeges kihalását okozta, mivel a kilökési réteg és a kihalások kezdete között időbeli megfelelés van.

Ezenkívül a fosszilis adatok ökológiai mintái és a modellezett környezeti zavarok (például sötétség és hűtés) alátámasztják ezeket a következtetéseket.

Irodalom

1. Álvarez, LW, Álvarez, W., Asaro, F., és Michel, HV (1980). A kréta-harmadlagos kipusztulás földön kívüli oka. Science, 208 (4448), 1095-1108. doi: 10.1126 / science.208.4448.1095
2. Hildebrand, AR, Pilkington, M., Connors, M., Ortiz-Aleman, C., és Chavez, RE (1995). A Chicxulub-kráter mérete és szerkezete vízszintes gravitációs gradiensek és cenoták segítségével. Nature, 376 (6539), 415-417. doi: 10.1038 / 376415a0
3. Renne, PR, Deino, AL, Hilgen, FJ, Kuiper, KF, Mark, DF, Mitchell, WS,… Smit, J. (2013). A kritikai események idő skálája a kréta-paleogene határ körül. Science, 339 (6120), 684-687. doi: 10.1126 / tudomány.1230492
4. Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, JA, Barton, PJ, Bown, PR,… Willumsen, PS (2010). A Chicxulub aszteroida hatása és tömeges kipusztulása a kréta-paleogén határon. Science, 327 (5970), 1214-1218. doi: 10.1126 / science.1177265
5. Pope, KO, Ocampo, AC & Duller, CE (1993) A Chicxulub ütközési kráter felületi geológiája, Yucatan, Mexikó. Föld Hold bolygók 63, 93–104.
6. Hildebrand, A., Penfield, G., Kring, D., Pilkington, M., Camargo, A., Jacobsen, S. és Boynton, W. (1991). Chicxulub-kráter: egy lehetséges krétakori / harmadlagos határütköző kráter a mexikói Yucatán-félszigeten. Geológia. 19 (9): 861-867.