HROMADNÉ VYMÍRÁNÍ: PŘÍČINY A NEJDŮLEŽITĚJŠÍ - BIOLOGIE - 2025

Hromadné vymírání jsou události charakterizované zmizením velkého počtu biologických druhů v krátkém čase. Tento druh vyhynutí je obvykle terminální, tj. Druh a jeho příbuzní zmizí, aniž by opustili potomstvo.

Hromadné vymírání se liší od ostatních vymírání tím, že je náhlé a odstraněním velkého počtu druhů a jedinců. Jinými slovy, rychlost, jakou druh během těchto událostí vymizí, je velmi vysoká a jeho účinek je hodnocen v relativně krátké době.

Obrázek 1. Hypotéza smrti dinosaurů v důsledku působení toxických plynů na Deccan schodech. K masivním výbuchům došlo v jižní střední Indii, v jedné z největších vulkanických formací na Zemi. Zdroj: nsf.gov

V souvislosti s geologickými obdobími (trvajícími desítky nebo stovky milionů let) může „krátký čas“ znamenat několik let (i dní) nebo období stovek miliard let.

Hromadné vymírání může mít mnoho příčin a následky. Fyzické a klimatické příčiny často spouštějí kaskády účinků v potravinářských sítích nebo přímo na některé druhy. Účinky mohou být „okamžité“, jako jsou ty, které se objevují poté, co meteorit zasáhne planetu Zemi.

Příčiny hromadného vymírání

Příčiny hromadného vymírání lze rozdělit na dva hlavní typy: biologický a environmentální.

Biologický

Mezi ně patří: konkurence mezi druhy o zdroje, které jsou k dispozici pro jejich přežití, predace, epidemie a další. Biologické příčiny hromadného vymírání přímo ovlivňují skupinu druhů nebo celý trofický řetězec.

Environmentální

Z těchto příčin můžeme zmínit: zvýšení nebo snížení hladiny moře, zaľadnění, zvýšený vulkanismus, účinky blízkých hvězd na planetě Zemi, účinky komet, dopady asteroidů, změny na oběžné dráze Země nebo magnetickém poli, globální oteplování nebo chlazení, mimo jiné.

Všechny tyto příčiny nebo jejich kombinace mohly přispět k hromadnému vyhynutí v jednom bodě.

Multidisciplinární studia masových vymírání

Konečnou příčinu hromadného vyhynutí je obtížné stanovit s absolutní jistotou, protože mnoho událostí nezanechává podrobný záznam o jeho počátku a vývoji.

Například bychom mohli najít fosilní záznam, který svědčí o výskytu důležité události úbytku druhů. Abychom však zjistili příčiny, které ji způsobily, musíme provést korelace s dalšími proměnnými, které jsou registrovány na planetě.

Tento typ hloubkového výzkumu vyžaduje účast vědců z různých oblastí, jako jsou biologie, paleontologie, geologie, geofyzika, chemie, fyzika, astronomie.

Nejdůležitější hromadné vymírání

Následující tabulka uvádí shrnutí nejdůležitějších dosud studovaných hromadných vymírání, období, ve kterých k nim došlo, jejich věk, trvání každého z nich, odhadované procento vyhynulých druhů a jejich možná příčina.

Evoluční význam hromadných vyhynutí

Snížení biologické rozmanitosti

Hromadné vymírání omezuje biologickou rozmanitost, protože zmizí celá linie a navíc se upustí od těch, které z nich mohly vyplynout. Masové vyhynutí by pak bylo možné přirovnat k prořezávání stromu života, ve kterém jsou odříznuty celé větve.

Vývoj již existujících druhů a vznik nových druhů

Hromadné vyhynutí může také hrát „tvůrčí“ roli v evoluci, stimulovat rozvoj dalších již existujících druhů nebo větví, díky zmizení jejich hlavních konkurentů nebo predátorů. Kromě toho se ve stromu života může objevit nový druh nebo větve.

Náhlé zmizení rostlin a zvířat, které zabírají specifické výklenky, otevírá řadu možností pro přežívající druhy. Můžeme to pozorovat po několika generacích výběru, protože přežívající linie a jejich potomci mohou zastávat ekologické role dříve vykonávané zmizelými druhy.

Faktory, které podporují přežití některých druhů v době vyhynutí, nemusí být nutně stejné, které upřednostňují přežití v době nízké intenzity vyhynutí.

Hromadné vyhynutí pak umožní linii, která byla dříve menšinou, diverzifikovat a hrát důležité role v novém scénáři po katastrofě.

Evoluce savců

Známým příkladem je příklad savců, kteří byli více než 200 miliónů let menšinovou skupinou a teprve po masovém vymírání křídy a třetihor (ve kterém dinosauři zmizeli) se vyvinuli a začali hrát hru. velká role.

Můžeme tedy potvrdit, že se lidská bytost nemohla objevit, pokud by nedošlo k hromadnému vymření křídy.

Dopad KT a hromadné vymírání křídy a třetihor

Álvarezova hypotéza

Luis Álvarez (1968 Nobelovy ceny za fyziku), spolu s geologem Walterem Álvarezem (jeho syn), Frankem Azarem a Helen Michel (jaderní chemici), navrhli v roce 1980 hypotézu, že masové vyhynutí křídového terciéru (KT) bylo součin nárazu asteroidu o průměru 10 ± 4 km.

Tato hypotéza vychází z analýzy tzv. Limitu KT, což je tenká vrstva jílu bohatého na iridium, která se nachází v planetárním měřítku právě na hranici, která rozděluje sedimenty odpovídající období křídové a terciární (KT).

Iridium

Iridium (Ir) je chemický prvek s atomovým číslem 77, který je umístěn ve skupině 9 periodické tabulky. Je to přechodný kov ze skupiny platiny.

Je to jeden z nejvzácnějších prvků na Zemi, považovaný za kov mimozemského původu, protože jeho koncentrace v meteoritech je často vysoká ve srovnání s koncentracemi na zemi.

Obrázek 2. KT nebo hranice křídy a paleogenu, která označuje konec éry. Anky-man, od Wikimedia Commons

KT limit

Vědci našli mnohem vyšší koncentrace iridia v sedimentech této jílové vrstvy zvané KT hranice než v předchozích vrstvách. V Itálii zjistili 30násobný nárůst ve srovnání s předchozími vrstvami; v Dánsku 160 a na Novém Zélandu 20.

Álvarezova hypotéza naznačovala, že dopad asteroidu ztmavl atmosféru, potlačil fotosyntézu a urychlil smrt velké části existující flóry a fauny.

Tato hypotéza však postrádala nejdůležitější důkazy, protože nemohly najít místo, kde došlo k dopadu asteroidů.

Do té doby nebyl hlášen žádný kráter očekávané velikosti, který by potvrdil, že k události skutečně došlo.

Chicxulub

Geofyzici Antonio Camargo a Glen Penfield (1978), přestože to nenahlásili, objevili kráter v důsledku dopadu, zatímco hledali ropu v Yucatánu, pracující pro mexickou státní ropnou společnost (PEMEX).

Camargo a Penfield dosáhly podmořského oblouku širokého asi 180 km, který pokračoval na mexickém poloostrově Yucatan s centrem ve městě Chicxulub.

Obrázek 3. Gravitační mapa ukazující anomálii na poloostrově Yucatan. Zdroj: Počítačem generovaný obrázek gravitační mapy kráteru Chicxulub v México (NASA).

Ačkoli tito geologové představili svá zjištění na konferenci v roce 1981, nedostatek přístupu k vrtacím jádrům je držel mimo předmět.

Konečně v roce 1990 novinář Carlos Byars kontaktoval Penfielda s astrofyzikem Alanem Hildebrandem, který konečně usnadnil přístup k vrtným jádrům.

Hildebrand v roce 1991 spolu s Penfieldem, Camargem a dalšími vědci zveřejnil objev kruhového kráteru na poloostrově Yucatan v Mexiku s velikostí a tvarem, který odhaluje anomálie magnetických a gravitačních polí, jako možného dopadového kráteru, ke kterému došlo v křídových terciárech.

Jiné hypotézy

Křída-terciární masové vymírání (a hypotéza KT Impact) je jednou z nejvíce studovaných. Přes důkazy podporující Álvarezovu hypotézu však přežily i jiné odlišné přístupy.

Tvrdilo se, že stratigrafické a mikropaleontologické údaje z Mexického zálivu a kráteru Chicxulub podporují hypotézu, že tento dopad předcházel hranici KT o několik set tisíc let, a proto nemohl způsobit masové vyhynutí, ke kterému došlo. v křídlech.

Navrhuje se, že dalšími vážnými dopady na životní prostředí by mohly být spouštěče hromadného vyhynutí na hranici KT, jako jsou dekanské vulkanické erupce v Indii.

Deccan je velká náhorní plošina o rozloze 800 000 km ^2, která protíná jih-centrální území Indie, se stopami lávy a obrovským uvolňováním síry a oxidu uhličitého, které mohly způsobit hromadné vyhynutí na hranici KT.

Nejnovější důkazy

Peter Schulte a skupina 34 vědců v roce 2010 zveřejnili v prestižním časopise Science důkladné vyhodnocení dvou předchozích hypotéz.

Schulte et al. Analyzoval syntézu nedávných stratigrafických, mikroraleontologických, petrologických a geochemických dat. Kromě toho vyhodnotili oba extinkční mechanismy na základě svých předpovězených poruch prostředí a rozdělení života na Zemi před a po limitu KT.

Došli k závěru, že dopad Chicxulubu způsobil hromadné vymírání limitu KT kvůli skutečnosti, že mezi ejekční vrstvou a nástupem vymírání existuje časová souvislost.

Kromě toho tyto závěry podporují ekologické vzorce ve fosilních záznamech a modelované poruchy prostředí (jako je tma a chlazení).

Reference

1. Álvarez, LW, Álvarez, W., Asaro, F., & Michel, HV (1980). Mimozemská příčina křídy-terciární vymírání. Science, 208 (4448), 1095-1108. doi: 10,126 / věda.208,4448,1095
2. Hildebrand, AR, Pilkington, M., Connors, M., Ortiz-Aleman, C., & Chavez, RE (1995). Velikost a struktura kráteru Chicxulub odhaleného horizontálními gravitačními gradienty a cenoty. 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). Časové škály kritických událostí kolem křídy-paleogenní hranice. Science, 339 (6120), 684-687. doi: 10,1126 / věda 1230492
4. Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, JA, Barton, PJ, Bown, PR,… Willumsen, PS (2010). Dopad a hromadný zánik chicxulubového asteroidu na hranici křídy a paleogenu. Science, 327 (5970), 1214-1218. doi: 10.1126 / science.1177265
5. Papež, KO, Ocampo, AC & Duller, CE (1993) Povrchová geologie nárazového kráteru Chicxulub, Yucatan, Mexiko. Planety Země Měsíc 63, 93–104.
6. Hildebrand, A., Penfield, G., Kring, D., Pilkington, M., Camargo, A., Jacobsen, S. a Boynton, W. (1991). Kráter Chicxulub: možný kráter na hranici křídy / terciární hranice na poloostrově Yucatán v Mexiku. Geologie. 19 (9): 861-867.