Hromadné vymierania v histórii života: Význam misií NASA Artemis Moon a planetárnej obrany DART  

Evolúcia a vymieranie nových druhov idú ruka v ruke od začiatku života na Zemi. Za posledných 500 miliónov rokov sa však vyskytlo najmenej päť epizód rozsiahleho vymierania foriem života. V týchto epizódach boli zlikvidované viac ako tri štvrtiny existujúcich druhov. Tie sa označujú ako globálne vymieranie resp hmota vyhynutie. Piaty Hmota Vymieranie bolo poslednou podobnou epizódou, ku ktorej došlo asi pred 65 miliónmi rokov v období kriedy. Bolo to spôsobené nárazom asteroidu. Výsledné podmienky viedli k eliminácii dinosaurov z povrchu Zeme. V súčasnom období antropocénu (teda období ľudstva) existuje podozrenie, že Zem sa už môže nachádzať v šiestej alebo na jej pokraji. Hmota Vymieranie v dôsledku environmentálnych problémov spôsobených človekom (ako sú klimatické zmeny, znečistenie, odlesňovanie, globálne otepľovanie atď.). Okrem toho faktory ako jadrové, biologické alebo iné typy vojen/konfliktov, prírodné katastrofy v oblasti životného prostredia, ako je sopečná erupcia alebo dopad asteroidov, majú tiež potenciál spustiť hromadné vyhynutie. Rozprestieranie sa do priestor je jedným zo spôsobov, ako sa vyrovnať s existenčnými výzvami, ktorým ľudstvo čelí. NASAje Artemis Mesiac Misia je začiatok smerom do hĺbky priestor ľudské obydlie budúcou kolonizáciou Mesiac a marec. planetárny obrana odklonením asteroidu od Zeme je ďalšou zvažovanou stratégiou. Misia DART NASA je prvý takýto test vychýlenia asteroidu, ktorý sa budúci mesiac pokúsi odkloniť blízkozemský asteroid. 

Prostredie sa vždy neustále menilo. To malo dvojaký účinok na formy života – zatiaľ čo negatívny selekčný tlak na tých, ktorí nie sú spôsobilí v nich prežiť prostredie viedla k ich zániku, na druhej strane uprednostňovala prežitie foriem života dostatočne flexibilných na to, aby sa prispôsobili novým podmienkam. To nakoniec viedlo k vyvrcholeniu evolúcie nových druhov. Zánik a vývoj nových foriem života by teda mali ísť ruka v ruke, takmer hladko od začiatku života na Krajiny.  

História Zeme však nebola vždy hladká. Vyskytli sa prípady dramatických a drastických udalostí, ktoré mali silný nepriaznivý vplyv na formy života, čo malo za následok veľmi rozsiahle vyhynutie druhov. „Globálne vymieranie“ alebo „hromadné vymieranie“ je termín používaný na opis epizód, keď približne tri štvrtiny existujúcej biodiverzity vyhynuli v relatívne krátkom geologickom časovom intervale. Za posledných 500 miliónov rokov došlo najmenej k piatim prípadom rozsiahleho hromadného vyhynutia¹.  

Tabuľka: Zem, hromadné vymieranie druhov a ľudstva  

Táto „veľká päťka“ vyhynutia bola popísaná na základe analýzy databázy o tisíckach fosílií morských bezstavovcov.  

V kambrickom období (pred 541 – 485 miliónmi rokov) došlo k divokej explózii nových foriem života. Nasledovalo prvé hromadné vymieranie života na Zemi, ku ktorému došlo pred 400 miliónmi rokov v období ordoviku – siluru. V dôsledku toho došlo k zániku viac ako 85 % morskej biodiverzity v dôsledku zmeny klímy v dôsledku globálneho ochladzovania tropického oceánu, po ktorom nasledovalo zníženie hladiny mora a strata biotopov v nízko položených oblastiach. Druhé masové vymieranie nastalo pred 365 miliónmi rokov v devónskom období, čo sa zdá byť spôsobené znížením koncentrácie kyslíka vo vode, keď bola hladina mora vysoká. Vulkanická činnosť sa v súčasnosti považuje za príčinný faktor druhého vyhynutia¹.   

Tretie masové vymieranie alebo permsko-triasové vymieranie sa odohralo asi pred 250 miliónmi rokov v permsko-triasovom období. Nazýva sa to aj Veľké vymieranie, pretože viac ako 90 percent druhov Zeme bolo zničených. Spôsobila to drastická zmena klímy po rýchlom globálnom otepľovaní v dôsledku masívneho uvoľňovania skleníkových plynov, najmä šesťnásobného nárastu CO₂ v atmosfére^1,2. To tiež vysvetľuje príčinu štvrtého masového vyhynutia alebo triasovo-jurského vyhynutia pred 210 miliónmi rokov, kedy došlo k eliminácii mnohých veľkých zvierat, čím sa uvoľnila cesta pre rozkvet dinosaurov. Zdá sa, že masívne sopečné erupcie sú udalosťou spojenou s týmito dvoma veľkými vyhynutiami.  

Najnovšie vyhynutie na konci kriedy (alebo vyhynutie v období krieda-paleogén alebo piate hromadné vymieranie) nastalo asi pred 65.5 miliónmi rokov. Išlo o jedno z najväčších masových vymieraní v histórii života, pri ktorom došlo k úplnej likvidácii všetkých nelietavých dinosaurov. Existovali vtáčie aj nevtáčie dinosaury. Vtáčie dinosaury boli teplokrvné, zatiaľ čo iné ako vtáčie dinosaury boli chladnokrvné. Lietajúce plazy a nelietavé dinosaury utrpeli úplné vyhynutie, zatiaľ čo fylogenetickí potomkovia vtáčích dinosaurov prežili až do dnešnej doby, čo znamená náhly koniec veku dinosaurov. Vtedy dochádzalo k masívnym zmenám v životnom prostredí v dôsledku dopadu veľkého asteroidu na Zem v Chicxulube v Mexiku a v dôsledku rozsiahlych sopečných erupcií, ktoré vyvrcholili klimatickou zmenou spôsobujúcou vysychanie podporných zásob potravín. Náraz asteroidu spôsobil nielen rázové vlny, veľký tepelný impulz a cunami, ale tiež uvoľnil obrovské množstvo prachu a úlomkov v atmosféra ktoré zastavilo slnečné svetlo, aby sa dostalo na zemský povrch, čím sa blížilo ukončenie fotosyntézy a predĺžená zima. Nedostatok fotosyntézy znamenal zničenie prvovýrobných rastlín vrátane fytoplanktónu a rias, ako aj závislých živočíšnych druhov^1,3. Hlavnou hybnou silou vyhynutia bol dopad asteroidu, ale vulkanické erupcie v tom čase na jednej strane prispeli k hromadnému vymieraniu ďalším zhoršovaním tmy a zimy vrhaním kúdolov dymu a prachu do atmosféry. Na druhej strane vyvolal aj oteplenie vulkanizmom⁴. Čo sa týka úplného vyhynutia celej rodiny nevtáčích dinosaurov, štúdium fyziológie potomkov vtáčích dinosaurov naznačuje, že v dôsledku nedostatku vitamínu D3 (cholekalciferolu) vo vyvíjajúcich sa embryách vo vajciach došlo k zlyhaniu reprodukcie, čo viedlo k smrti pred liahnutie⁵.  

V súčasnom období antropocénu (tj období ľudstva) niektorí výskumníci tvrdia, že šieste masové vymieranie už v súčasnosti prebieha vďaka ľudským environmentálnym problémom, ako sú klimatické zmeny, znečistenie, odlesňovanie, globálne otepľovanie atď. o odhadoch súčasných mier vymierania druhov, o ktorých sa zistilo, že sú v podobnom rozsahu ako miery vymierania druhov pri skorších masových vymieraniach¹. Výsledky inej štúdie v skutočnosti potvrdzujú, že súčasné miery vymierania biodiverzity sú oveľa vyššie ako miery vymierania v prípade piatich skorších masových vymieraní získaných z fosílnych záznamov. ^6,7,8 a zdá sa, že ochranárske iniciatívy príliš nepomáhajú⁸. Okrem toho existujú ďalšie človekom spôsobené faktory, ako napríklad jadrová vojna/katastrofa, ktoré majú potenciál spustiť masové vyhynutie. Napriek globálnym kolektívnym krokom a dôsledným snahám o odzbrojenie, zmiernenie klimatických zmien, zníženie emisií uhlíka a zachovanie druhov niektorí výskumníci navrhujú znížiť rozsah ľudskej činnosti, zmenšovanie ľudskej populácie ďalším znižovaním pôrodnosti a koniec „rastu“. mánia'⁹.  

Rovnako ako posledné vyhynutie na konci kriedy, akákoľvek budúca environmentálna katastrofa vyplývajúca z možných dopadov z priestor a/alebo z masívnych sopečných erupcií môžu tiež predstavovať vážnu existenčnú výzvu pre ľudstvo, pretože z dlhodobého hľadiska, ako každý planéta, Zem bude ohrozená nárazmi z priestor (ako aj sopečnými erupciami), ktoré vyvrcholia zastavením fotosyntézy v dôsledku dlhotrvajúcej tmy, a preto budú všetky primárne producentské rastliny a závislé živočíšne druhy čeliť zdecimovaniu. 

Kolonizácia hlbín priestor a vychyľovanie asteroidov viazaných na zem preč od Zeme sú dve možné reakcie ľudstva na existenčné hrozby, ktoré predstavujú dopady priestor. NASA Artemis Mesiac Misia je začiatok smerom do hĺbky priestor ľudské obydlie na to, aby sa ľudia stali multi-planéta druhov. Tento program nielenže vytvorí dlhodobú ľudskú prítomnosť na a okolo nej Mesiac ale aj učiť lekcie prípravy na ľudské misie a obydlia na marec. Misia Artemis vybuduje základný tábor lunárny povrchu, ktorý astronautom poskytne domov, na ktorom môžu žiť a pracovať Mesiac. Toto bude prvý prípad, keď ľudia žijú na povrchu iného nebeského telesa¹⁰. NASA planetárny Defense DART Mission je nastavený na testovanie metódy odklonu asteroidu od Zeme. Oba tieto priestor misie majú značný prísľub na zmiernenie existenčných výziev pre ľudstvo, ktoré predstavuje vplyv z priestor. 

 ***   

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

***

Referencie:  

1. Khlebodarova TM a Likhoshvai VA 2020. Príčiny globálneho vymierania v dejinách života: fakty a hypotézy. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. júl 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. a kol. Šesťnásobné zvýšenie atmosférického pCO2 počas permsko-triasového masového vymierania. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  

3. Schulte P., et al 2010. Dopad asteroidu Chicxulub a hromadné vymieranie na hranici medzi kriedou a paleogénom. VEDA. 5. marca 2010. zväzok 327, vydanie 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 

4. Chiarenza AA et al 2020. Náraz asteroidu, nie vulkanizmus, spôsobil vyhynutie dinosaurov na konci kriedy. Publikované 29. júna 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  

5. Fraser, D. (2019). Prečo vyhynuli dinosaury? Môže byť odpoveďou nedostatok cholekalciferolu (vitamínu D3)? Journal of Nutritional Science, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  

6. Barnosky AD, et al 2011. Došlo už k šiestemu hromadnému vymieraniu Zeme? Príroda. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  

7. Ceballos G., et al 2015. Zrýchlené straty druhov spôsobené modernými ľuďmi: Vstup do šiesteho masového vymierania. Sci. Adv. 2015;1(5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  

8. Cowie RH et al 2022. Šieste hromadné vymieranie: skutočnosť, fikcia alebo špekulácia? Biologické prehľady. Zväzok 97, číslo 2 apríl 2022, strany 640-663. Prvé zverejnenie: 10. januára 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 

9. Rodolfo D., Gerardo C. a Ehrlich P., 2022. Obídenie kanalizácie: kríza vyhynutia a budúcnosť ľudstva. Publikované: 27. júna 2022. Filozofické transakcie biologických vied Kráľovskej spoločnosti. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 

10. Prasad U., 2022. Artemis Moon Mission: Towards Deep Space Human Habitation. Vedecký Európan. Publikované 11. augusta 2022. Dostupné na http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

***