Przyczyny masowego wymierania i najważniejsze

1922
David Holt

Plik masowe wymieranie Są to wydarzenia charakteryzujące się zanikiem dużej liczby gatunków biologicznych w krótkim czasie. Ten typ wymierania jest zwykle nieuleczalny, to znaczy gatunek i jego krewni znikają bez pozostawiania potomstwa..

Wymierania masowe różnią się od innych wymieraniem nagłym oraz eliminacją dużej liczby gatunków i osobników. Oznacza to, że tempo znikania gatunków podczas tych wydarzeń jest bardzo wysokie, a jego efekt jest doceniany w stosunkowo krótkim czasie..

Rysunek 1. Hipoteza śmierci dinozaurów w wyniku działania toksycznych gazów w schodach Dekanu. Masowe erupcje miały miejsce w południowo-środkowych Indiach, w jednej z największych formacji wulkanicznych na ziemi. Źródło: nsf.gov

W kontekście epok geologicznych (trwających dziesiątki lub setki milionów lat) „krótki okres” może oznaczać kilka lat (a nawet dni) lub okresy setek miliardów lat..

Masowe wymieranie może mieć wiele przyczyn i konsekwencji. Przyczyny fizyczne i klimatyczne często wywołują kaskady skutków w sieciach pokarmowych lub bezpośrednio na niektóre gatunki. Skutki mogą być „natychmiastowe”, jak te, które pojawiają się po uderzeniu meteorytu w planetę Ziemię..

Indeks artykułów

  • 1 Przyczyny masowego wymierania
    • 1.1 Biologiczne
    • 1.2 Środowisko
    • 1.3 Multidyscyplinarne badania masowego wymierania gatunków
  • 2 Najważniejsze masowe wymierania
  • 3 Ewolucyjne znaczenie masowego wymierania gatunków
    • 3.1 Zmniejszenie różnorodności biologicznej
    • 3.2 Rozwój wcześniej istniejących gatunków i pojawienie się nowych gatunków
    • 3.3 Ewolucja ssaków
  • 4 Uderzenie KT i masowe wymieranie kredowo-trzeciorzędowe
    • 4.1 Hipoteza Álvareza
    • 4.2 Iridium
    • 4,3 K-T limit
    • 4.4 Chicxulub
    • 4.5 Inne hipotezy
    • 4.6 Najnowsze dowody
  • 5 Referencje

Przyczyny masowego wymierania

Przyczyny masowego wymierania można podzielić na dwa główne typy: biologiczne i środowiskowe.

Biologiczny

Należą do nich między innymi: rywalizacja między gatunkami o zasoby dostępne dla ich przetrwania, drapieżnictwo, epidemie. Biologiczne przyczyny masowego wymierania mają bezpośredni wpływ na grupę gatunków lub cały łańcuch pokarmowy.

Środowiskowy

Wśród tych przyczyn można wymienić: wzrost lub spadek poziomu morza, zlodowacenia, zwiększony wulkanizm, skutki pobliskich gwiazd na Ziemi, skutki komet, uderzenia asteroid, zmiany orbity Ziemi lub pola magnetycznego, globalne ocieplenie lub ochłodzenie, m.in. inne.

Wszystkie te przyczyny lub ich kombinacja mogły w pewnym momencie przyczynić się do masowego wymierania..

Multidyscyplinarne badania masowego wymierania gatunków

Ostateczna przyczyna masowego wymierania jest trudna do ustalenia z absolutną pewnością, ponieważ wiele wydarzeń nie pozostawia szczegółowego zapisu jego początku i rozwoju..

Na przykład moglibyśmy znaleźć zapis kopalny, który świadczy o wystąpieniu ważnego wydarzenia polegającego na utracie gatunków. Jednak aby ustalić przyczyny, które go wygenerowały, musimy dokonać korelacji z innymi zmiennymi zarejestrowanymi na planecie..

Ten rodzaj głębokich badań wymaga udziału naukowców z różnych dziedzin, m.in. biologii, paleontologii, geologii, geofizyki, chemii, fizyki, astronomii..

Najważniejsze masowe wymierania

Poniższa tabela przedstawia podsumowanie najważniejszych przebadanych do tej pory masowych wymierzeń, okresów, w których wystąpiły, ich wieku, czasu trwania każdego z nich, szacunkowego odsetka wymarłych gatunków i ich możliwych przyczyn..

Ewolucyjne znaczenie masowego wymierania

Zmniejszenie różnorodności biologicznej

Masowe wymierania zmniejszają różnorodność biologiczną, ponieważ znikają całe rodowody, a ponadto rezygnuje się z tych, które mogły z nich powstać. Masowe wymieranie można zatem porównać do przycinania drzewa życia, podczas którego ścina się całe gałęzie..

Rozwój wcześniej istniejących gatunków i pojawienie się nowych gatunków

Masowe wymieranie może również odgrywać „twórczą” rolę w ewolucji, stymulując rozwój innych wcześniej istniejących gatunków lub gałęzi dzięki zniknięciu ich głównych konkurentów lub drapieżników. Ponadto może nastąpić pojawienie się nowych gatunków lub gałęzi w drzewie życia..

Nagłe zniknięcie roślin i zwierząt zajmujących określone nisze otwiera szereg możliwości dla ocalałych gatunków. Można to zaobserwować po kilku pokoleniach selekcji, ponieważ ocalałe linie i ich potomkowie mogą pełnić role ekologiczne odgrywane wcześniej przez zaginione gatunki..

Czynniki sprzyjające przetrwaniu niektórych gatunków w okresie wymierania niekoniecznie są takie same, jak te, które sprzyjają przetrwaniu w okresach o małej intensywności wymierania..

Masowe wymieranie pozwala następnie liniom, które wcześniej stanowiły mniejszość, zróżnicować się i odgrywać ważną rolę w nowym scenariuszu po katastrofie..

Ewolucja ssaków

Dobrze znanym przykładem są ssaki, które przez ponad 200 mln lat stanowiły mniejszość i dopiero po masowym wymieraniu w okresie kredowo-trzeciorzędowym (w którym zniknęły dinozaury) rozwinęły się i zaczęły grać. Duża rola.

Możemy więc stwierdzić, że człowiek nie mógłby się pojawić, gdyby nie nastąpiło masowe wymieranie kredy.

Wpływ KT i masowe wymieranie kredowo-trzeciorzędowe

Hipoteza Álvareza

Luis Álvarez (1968 Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki), wraz z geologiem Walterem Álvarezem (jego synem), Frankiem Azaro i Helen Michel (chemicy nuklearni), zaproponowali w 1980 r. Hipotezę, że masowe wymieranie kredowo-trzeciorzędowe (KT) było produktem uderzenie asteroidy o średnicy 10 ± 4 km.

Ta hipoteza wynika z analizy tzw Limit K-T, który jest cienką warstwą gliny bogatej w iryd, która znajduje się w skali planetarnej tuż przy granicy dzielącej osady odpowiadające okresom kredy i trzeciorzędu (K-T).

Iridium

Iryd (Ir) to pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 77, który znajduje się w grupie 9 układu okresowego. Jest to metal przejściowy z grupy platynowców.

Jest to jeden z najrzadszych pierwiastków na Ziemi, uważany za metal pochodzenia pozaziemskiego, ponieważ jego stężenie w meteorytach jest często wysokie w porównaniu ze stężeniami ziemskimi..

Rysunek 2. Granica K-T lub kreda-paleogen, która oznacza koniec pewnej epoki. Anky-man [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) lub CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], z Wikimedia Commons

Limit K-T

Naukowcy odkryli znacznie wyższe stężenia irydu w osadach tej warstwy gliny zwanej granicą K-T niż w warstwach poprzedzających. We Włoszech stwierdzono 30-krotny wzrost w porównaniu z poprzednimi warstwami; w Danii 160 i Nowej Zelandii 20.

Hipoteza Álvareza głosiła, że ​​uderzenie asteroidy spowodowało zaciemnienie atmosfery, zahamowanie fotosyntezy i przyspieszenie śmierci dużej części istniejącej flory i fauny..

Jednak w tej hipotezie brakowało najważniejszych dowodów, ponieważ nie mogli zlokalizować miejsca, w którym nastąpiło uderzenie asteroidy..

Do tej pory nie zgłoszono żadnego krateru o oczekiwanej wielkości, który potwierdzałby, że zdarzenie to faktycznie miało miejsce..

Chicxulub

Pomimo tego, że nie zgłosili tego, geofizycy Antonio Camargo i Glen Penfield (1978) już odkryli krater w wyniku uderzenia, gdy szukali ropy na Jukatanie, pracując dla meksykańskiej państwowej firmy naftowej (PEMEX)..

Camargo i Penfield osiągnęły podwodny łuk o szerokości około 180 km, który kontynuował na meksykańskim półwyspie Jukatan, z centrum w mieście Chicxulub.

Rysunek 3. Mapa grawitacyjna pokazująca anomalię na półwyspie Jukatan. Źródło: wygenerowany komputerowo obraz mapy grawitacyjnej krateru Chicxulub w Meksyku (NASA).

Chociaż ci geolodzy przedstawili swoje odkrycia na konferencji w 1981 r., Brak dostępu do rdzeni wiertniczych powstrzymał ich od tego tematu..

W końcu w 1990 roku dziennikarz Carlos Byars skontaktował się z Penfieldem z astrofizykiem Alanem Hildebrandem, który w końcu ułatwił dostęp do rdzeni wiertniczych..

Hildebrand w 1991 roku opublikował wraz z Penfieldem, Camargo i innymi naukowcami odkrycie okrągłego krateru na półwyspie Jukatan w Meksyku, którego rozmiar i kształt ujawniają anomalie pól magnetycznych i grawitacyjnych, jako możliwy krater uderzeniowy, który wystąpił w okresie kredowym. Trzeciorzędowy.

Inne hipotezy

Masowe wymieranie kredowo-trzeciorzędowe (i hipoteza K-T) jest jednym z najlepiej zbadanych. Jednak pomimo dowodów potwierdzających hipotezę Álvareza, przetrwały inne różne podejścia.

Argumentowano, że dane stratygraficzne i mikropaleontologiczne z Zatoki Meksykańskiej i krateru Chicxulub potwierdzają hipotezę, że uderzenie to poprzedzało granicę KT o kilkaset tysięcy lat, a zatem nie mogło spowodować masowego wymierania, które nastąpiło w okresie kredowo-trzeciorzędowym..

Sugeruje się, że inne poważne skutki środowiskowe mogą być przyczyną masowego wymierania na granicy między K-T, jak erupcje wulkanów na Dekanie w Indiach..

Dekan to duży płaskowyż o długości 800 000 kmdwa który przecina południowo-środkowe terytorium Indii, ze śladami lawy i ogromnym uwolnieniem siarki i dwutlenku węgla, które mogły spowodować masowe wymieranie na granicy K-T.

Najnowsze dowody

Peter Schulte i grupa 34 badaczy opublikowanych w 2010 roku w prestiżowym czasopiśmie Nauka, dokładna ocena dwóch poprzednich hipotez.

Schulte i wsp. Przeanalizowali syntezę najnowszych danych stratygraficznych, mikropaleontologicznych, petrologicznych i geochemicznych. Ponadto ocenili oba mechanizmy wymierania na podstawie przewidywanych zakłóceń środowiskowych oraz rozmieszczenia życia na Ziemi przed i za granicą K-T..

Doszli do wniosku, że uderzenie Chicxulub spowodowało masowe wyginięcie granicy K-T, ze względu na fakt, że istnieje czasowa zgodność między warstwą wyrzutową a początkiem wymierania..

Ponadto wzorce ekologiczne w zapisie kopalnym i modelowane zaburzenia środowiskowe (takie jak ciemność i ochłodzenie) potwierdzają te wnioski..

Bibliografia

  1. Álvarez, L. W., Álvarez, W., Asaro, F. i Michel, H. V. (1980). Pozaziemska przyczyna wymierania kredowo-trzeciorzędowego. Science, 208 (4448), 1095-1108. doi: 10.1126 / science.208.4448.1095
  2. Hildebrand, A. R., Pilkington, M., Connors, M., Ortiz-Aleman, C., & Chavez, R. E. (1995). Rozmiar i struktura krateru Chicxulub ujawniona przez poziome gradienty grawitacji i cenoty. Naturę, 376 (6539), 415-417. doi: 10.1038 / 376415a0
  3. Renne, P. R., Deino, A. L., Hilgen, F. J., Kuiper, K. F., Mark, D. F., Mitchell, W. S.,… Smit, J. (2013). Skale czasowe zdarzeń krytycznych na granicy kredy i paleogenu. Science, 339 (6120), 684-687. doi: 10.1126 / science.1230492
  4. Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, J. A., Barton, P. J., Bown, P. R.,… Willumsen, P. S. (2010). Uderzenie asteroidy Chicxulub i masowe wymieranie na granicy kredy i paleogenu. Science, 327 (5970), 1214-1218. doi: 10.1126 / science.1177265
  5. Pope, K. O., Ocampo, A. C. & Duller, C. E. (1993) Surficial geology of the Chicxulub impact crater, Yucatan, Mexico. Planety księżyca Ziemi 63, 93-104.
  6. Hildebrand, A., Penfield, G., Kring, D., Pilkington, M., Camargo, A., Jacobsen, S. and Boynton, W. (1991). Krater Chicxulub: możliwy krater uderzeniowy na granicy kredy / trzeciorzędu na półwyspie Jukatan w Meksyku. Geologia. 19 (9): 861-867.

Jeszcze bez komentarzy