РЕКЛАМА

Массовые вымирания в истории жизни: значение миссий NASA Artemis Moon и Planetary Defense DART  

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДАМассовые вымирания в истории жизни: значение миссий NASA Artemis Moon и Planetary Defense DART  

Эволюция и вымирание новых видов шли рука об руку с тех пор, как на Земле зародилась жизнь. Однако за последние 500 миллионов лет произошло по крайней мере пять эпизодов крупномасштабного вымирания форм жизни. В этих эпизодах было уничтожено более трех четвертей существующих видов. Их называют глобальным вымиранием или массовым вымиранием. Пятое массовое вымирание было последним таким эпизодом, произошедшим около 65 миллионов лет назад в меловой период. Это произошло из-за столкновения с астероидом. Возникшие условия привели к исчезновению динозавров с лица Земли. Предполагается, что в текущий период антропоцена (т. е. период существования человечества) Земля уже может находиться на грани или на грани Шестого массового вымирания из-за антропогенных экологических проблем (таких как изменение климата, загрязнение, вырубка лесов, глобальное потепление и др.). Кроме того, такие факторы, как ядерная, биологическая или другие виды войны/конфликта, стихийные бедствия, такие как извержение вулкана или падение астероида, также могут спровоцировать массовое вымирание. Выход в космос — один из способов решения экзистенциальных вызовов, стоящих перед человечеством. Лунная миссия НАСА «Артемида» — это начало пути к заселению людьми дальнего космоса путем будущей колонизации Луны и Марса. Планетарная защита путем отклонения астероида от Земли является еще одной рассматриваемой стратегией. Миссия НАСА DART является первым таким испытанием на отклонение астероида, которое попытается отклонить околоземный астероид в следующем месяце. 

Окружающая среда всегда все время менялась. Это имело двоякий эффект на формы жизни: в то время как давление отрицательного отбора на неприспособленных к выживанию в окружающей среде приводило к их вымиранию, с другой стороны, оно благоприятствовало выживанию форм жизни, достаточно гибких, чтобы адаптироваться к новым условиям. В конечном итоге это привело к кульминации эволюции новых видов. Следовательно, вымирание и эволюция новых форм жизни должны были идти рука об руку, почти без проблем с момента зарождения жизни на Земле.  

Однако история Земли не всегда была гладкой. Были случаи драматических и резких событий, которые оказали сильное неблагоприятное воздействие на формы жизни, что привело к очень крупномасштабному исчезновению видов. «Глобальное вымирание» или «массовое вымирание» — это термин, используемый для описания эпизодов, когда около трех четвертей существующего биоразнообразия вымерло за относительно короткий интервал геологического времени. За последние 500 миллионов лет было по крайней мере пять случаев крупномасштабного массового вымирания.1.  

Таблица: Земля, массовые вымирания видов и человечества  

Время до настоящего времени (в годах)   Мероприятия  
13.8 миллиард лет назад  Вселенная началась Время, пространство и материя начались с Большого Взрыва 
9 миллиард лет назад Солнечная система сформировалась 
4.5 миллиард лет назад Земля сформировалась 
3.5 миллиард лет назад Жизнь началась 
2.4 миллиард лет назад Цианобактерии эволюционировали 
800 миллионов лет назад  Первые животные (губки) эволюционировали 
541-485 миллионов лет назад (кембрийский период) Дикий взрыв новых форм жизни  
400 миллионов лет назад (ордовикско-силурийский период) Первое массовое вымирание  называется ордовикско-силурийским вымиранием. 
365 миллионов лет назад (девонский период) Второе массовое вымирание  называется девонским вымиранием 
250 миллионов лет назад. (пермо-триасовый период)  Третье массовое вымирание  называемое пермско-триасовым вымиранием, или Великим вымиранием, вымерло более 90 процентов видов на Земле. 
210 миллионов лет назад (триас-юрский периоды)     Четвертое массовое вымирание  уничтожили многих крупных животных расчистили путь для процветания динозавров самые ранние млекопитающие появились примерно в это время  
65.5 миллионов лет назад (меловой период)  Пятое массовое вымирание  вымирание в конце мелового периода, вызванное ударом астероида, положило конец эпохе динозавров. 
55 миллионов лет назад Появились первые приматы 
315,000 лет назад Homo sapiens эволюционировал в Африке 
Современный антропоценовый период (т.е. период человечества)  Шестое массовое вымирание (?)  Эксперты подозревают, что Земля, возможно, уже находится на грани или на грани массового вымирания из-за антропогенных экологических проблем (таких как изменение климата, загрязнение, вырубка лесов, глобальное потепление и т. д.). Кроме того, следующие факторы могут вызвать массовое вымирание. конфликты, завершающиеся ядерными/биологическими войнами/катастрофами экологические катастрофы, такие как сильное извержение вулкана столкновение с астероидом 

Вымирания «Большой пятерки» были описаны на основе анализа базы данных о тысячах окаменелостей морских беспозвоночных.  

В кембрийский период (541-485 млн лет назад) произошел дикий взрыв новых форм жизни. За этим последовало Первое массовое вымирание жизни на Земле, которое произошло 400 миллионов лет назад в ордовикско-силурийском периоде. Это привело к исчезновению более 85% морского биоразнообразия в результате изменения климата из-за глобального охлаждения тропического океана с последующим снижением уровня моря и утратой мест обитания в низменных районах. Второе массовое вымирание произошло 365 миллионов лет назад в девонский период, что, по-видимому, было вызвано снижением концентрации кислорода в воде, когда уровень моря был высоким. Вулканическая активность в настоящее время считается причинным фактором второго вымирания.1.   

Третье массовое вымирание или пермо-триасовое вымирание произошло около 250 миллионов лет назад в пермо-триасовом периоде. Это также называется Великим вымиранием, потому что более 90 процентов видов Земли были уничтожены. Это было вызвано резким изменением климата после быстрого глобального потепления в результате массового выброса парниковых газов, особенно шестикратного увеличения содержания CO.2 в атмосфере1,2. Это также объясняет причинность четвертого массового вымирания или триасово-юрского вымирания 210 миллионов лет назад, когда исчезли многие крупные животные, расчистив путь для процветания динозавров. Массивные вулканические извержения, по-видимому, связаны с этими двумя великими вымираниями.  

Самое последнее вымирание в конце мелового периода (или мел-палеогеновое вымирание, или Пятое массовое вымирание) произошло около 65.5 миллионов лет назад. Это было одно из крупнейших массовых вымираний в истории жизни, когда полностью исчезли все нептичьие динозавры. Были как птичьи, так и нептичьие динозавры. Птичьи динозавры были теплокровными, в то время как нептичьи динозавры были хладнокровными. Летающие рептилии и динозавры, не являющиеся птицами, полностью вымерли, в то время как филогенетические потомки динозавров-птиц дожили до наших дней, что ознаменовало собой внезапный конец эпохи динозавров. Это было время, когда происходили массовые изменения в окружающей среде из-за столкновения большого астероида с Землей в Чиксулубе, Мексика, а также из-за обширных извержений вулканов, кульминацией которых стало изменение климата, вызвавшее высыхание поддерживающих запасов пищи. Столкновение с астероидом не только вызвало ударные волны, сильный тепловой импульс и цунами, но также выбросило в атмосферу огромное количество пыли и мусора, которые не позволили солнечному свету достичь поверхности Земли, что привело к почти полному прекращению фотосинтеза и продолжительной зиме. Отсутствие фотосинтеза означало уничтожение основных растений-продуцентов, включая фитопланктон и водоросли, а также зависимых видов животных.1,3. Удар астероида был основной причиной вымирания, но извержения вулканов в то время, с одной стороны, способствовали массовому вымиранию из-за дальнейшего ухудшения темноты и зимы, выбросив в атмосферу столбы дыма и пыли. С другой стороны, это также вызвало потепление из-за вулканизма.4. Что же касается полного вымирания всего семейства нептичьих динозавров, то изучение физиологии потомков птичьих динозавров позволяет предположить, что имело место нарушение размножения из-за дефицита витамина D3 (холекальциферола) у развивающихся зародышей в яйцах, что привело к гибели до вылупление5.  

Некоторые исследователи утверждают, что в нынешний антропоценовый период (т. е. период человечества) Шестое массовое вымирание уже происходит из-за антропогенных экологических проблем, таких как изменение климата, загрязнение окружающей среды, вырубка лесов, глобальное потепление и т. д. Это основано на об оценках текущих темпов вымирания видов, которые, как оказалось, находятся в том же диапазоне, что и темпы вымирания видов при более ранних массовых вымираниях.1. Фактически, результаты другого исследования подтверждают, что нынешние темпы вымирания биоразнообразия намного выше, чем темпы вымирания пяти более ранних массовых вымираний, полученные из летописи окаменелостей. 6,7,8 и инициативы по сохранению, кажется, не очень помогают8. Кроме того, существуют и другие антропогенные факторы, такие как ядерная война/катастрофа, которые могут спровоцировать массовое вымирание. Несмотря на глобальные коллективные шаги и последовательные усилия по разоружению, смягчению последствий изменения климата, сокращению выбросов углерода и сохранению видов, некоторые исследователи предлагают сократить масштабы человеческой деятельности, сократить численность населения за счет дальнейшего сокращения рождаемости и прекращения «роста». мания'9.  

Подобно последнему вымиранию в конце мелового периода, любая будущая экологическая катастрофа, возникающая в результате возможных столкновений из космоса и/или массовых извержений вулканов, также может представлять серьезную экзистенциальную проблему для человечества, поскольку в долгосрочной перспективе, как и любая планета, Земля будет подвергаться опасности из-за воздействий пространства (а также извержениями вулканов), кульминацией которых станет прекращение фотосинтеза из-за продолжительной темноты, поэтому все основные растения-производители и зависимые виды животных столкнутся с уничтожением. 

Колонизация дальнего космоса и отклонение астероидов от Земли — два возможных ответа человечества на экзистенциальные угрозы, исходящие от ударов из космоса. Лунная миссия НАСА «Артемида» — это начало пути к обитанию людей в глубоком космосе, чтобы сделать людей многопланетным видом. Эта программа не только обеспечит долгосрочное человеческое присутствие на Луне и вокруг нее, но и преподаст уроки по подготовке к миссиям человека и обитанию на Марсе. Миссия Artemis построит базовый лагерь на поверхности Луны, чтобы дать астронавтам дом, где они смогут жить и работать на Луне. Это будет первый случай, когда люди будут жить на поверхности другого небесного тела.10. Миссия НАСА по планетарной обороне DART должна проверить метод отклонения астероида от Земли. Обе эти космические миссии открывают большие перспективы для смягчения экзистенциальных проблем человечества, связанных с ударами из космоса. 

     

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

Ссылки:  

  1. Хлебодарова Т.М. и Лихошвай В.А. 2020. Причины глобальных вымираний в истории жизни: факты и гипотезы. Вавиловский журнал Генет Селекций. 2020 июль; 24 (4): 407-419. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ20.633 | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7716527/  
  1. Ву, Ю., Чу, Д., Тонг, Дж. и соавт. Шестикратное увеличение атмосферного рСО2 во время пермско-триасового массового вымирания. Нац коммуна 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  
  1. Шульте П., и др. 2010. Столкновение с астероидом Чиксулуб и массовое вымирание на границе мелового периода и палеогена. НАУКА. 5 марта 2010 г. Том 327, выпуск 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 
  1. Чиаренца А.А. и др. 2020. Удар астероида, а не вулканизм, стал причиной вымирания динозавров в конце мелового периода. Опубликовано 29 июня 2020 г. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  
  1. Фрейзер, Д. (2019). Почему вымерли динозавры? Может ли дефицит холекальциферола (витамина D3) быть ответом? Журнал диетологии, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  
  1. Барноский А.Д., и др. 2011. Наступило ли уже шестое массовое вымирание Земли? Природа. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  
  1. Себальос Г., и др. 2015. Ускоренная гибель современных видов, вызванная деятельностью человека: переход к шестому массовому вымиранию. науч. Доп. 2015;1(5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  
  1. Коуи Р.Х. и др. 2022. Шестое массовое вымирание: правда, вымысел или домыслы? Биологические обзоры. Том 97, выпуск 2, апрель 2022 г., страницы 640–663. Впервые опубликовано: 10 января 2022 г. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 
  1. Родольфо Д., Херардо К. и Эрлих П., 2022 г. Вокруг стока: кризис вымирания и будущее человечества. Опубликовано: 27 июня 2022 г. Философские труды Королевского общества биологических наук. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 
  1. Прасад У., 2022. Миссия Артемиды на Луну: к человеческому обитанию в глубоком космосе. Научный европеец. Опубликовано 11 августа 2022 г. Доступно по адресу https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

 

Умеш Прасад
Умеш Прасад
Главный редактор журнала Scientific European

Подписка на рассылку

Быть в курсе всех последних новостей, предложений и специальных объявлений.

- Реклама -

Самые популярные статьи

Прослежено происхождение нейтрино высоких энергий

Происхождение нейтрино высоких энергий было прослежено...

Развитие коллективного иммунитета против COVID-19: когда мы знаем, что адекватный уровень...

Социальное взаимодействие и вакцинация способствуют развитию ...

Преодоление разрыва между наукой и обычным человеком: взгляд ученого

Напряженная работа, проделанная учеными, привела к...
- Реклама -
98,022Поклонникиподобно
63,126ПодписчикиПодписаться
2,599ПодписчикиПодписаться
31ПодписчикиПодписаться