Masseutryddelser i livets historie: Betydningen av NASAs Artemis Moon og Planetary Defense DART-oppdrag  

Evolusjon og utryddelse av nye arter har gått hånd i hånd siden livet begynte på jorden. Imidlertid har det vært minst fem episoder med storskala utryddelse av livsformer de siste 500 millioner årene. I disse episodene ble mer enn tre fjerdedeler av de eksisterende artene eliminert. Disse omtales som global utryddelse eller masse utryddelse. Den femte Mass Utryddelse var den siste slike episoden som skjedde for rundt 65 millioner år siden i krittperioden. Dette ble forårsaket på grunn av asteroideangrep. De resulterende forholdene førte til eliminering av dinosaurer fra jordens overflate. I den nåværende antropocene perioden (dvs. menneskehetens periode) mistenkes det at jorden allerede kan være i eller på randen av sjette Mass Utryddelse, på grunn av menneskeskapte miljøproblemer (som klimaendringer, forurensning, avskoging, global oppvarming, etc.). Videre har faktorer som kjernefysisk, biologisk eller andre typer krigføring/konflikt, naturkatastrofer som vulkanutbrudd eller asteroidepåvirkning også potensial til å utløse masseutryddelse. Sprer seg ut i plass er en av måtene å håndtere eksistensielle utfordringer menneskeheten står overfor. NASAsin Artemis Moon Misjon er en begynnelse mot dyp plass menneskelig bolig ved fremtidig kolonisering av Moon og Mars. Planetary forsvar ved å avlede en asteroide bort fra jorden er en annen strategi som vurderes. NASAs DART-oppdrag er den første slike asteroideavbøyningstest som vil prøve å avlede en jordnær asteroide neste måned. 

Miljøet har alltid vært i endring hele tiden. Dette hadde en todelt effekt på livsformene – mens negativt seleksjonspress mot de som ikke var i stand til å overleve i miljø føre til deres utryddelse, på den annen side favoriserte det overlevelse av livsformene som var fleksible nok til å tilpasse seg nye forhold. Dette resulterte til slutt i kulminasjonen av utviklingen av nye arter. Derfor burde utryddelse og utvikling av nye livsformer ha gått hånd i hånd, nesten sømløst siden livets begynnelse på Earth.  

Jordens historie har imidlertid ikke alltid vært jevn. Det var tilfeller av dramatiske og drastiske hendelser som hadde sterk negativ innvirkning på livsformer som resulterte i utryddelse av arter i veldig stor skala. 'Global utryddelse' eller 'masseutryddelse' er begrepet som brukes for å beskrive episoder da omtrent tre fjerdedeler av det eksisterende biologiske mangfoldet ble utryddet i løpet av et relativt kort intervall av geologisk tid. I løpet av de siste 500 millioner årene var det minst fem tilfeller av storskala masseutryddelse¹.  

Tabell: Jorden, masseutryddelser av arter og menneskeheten  

Disse "Big Five"-utryddelsene ble beskrevet basert på analyse av en database om tusenvis av marine virvelløse fossiler.  

I den kambriske perioden (541-485 millioner år siden) var det en vill eksplosjon av nye livsformer. Dette ble fulgt av den første masseutryddelsen av liv på jorden som fant sted for 400 millioner år siden i Ordovicium – Silur-perioden. Dette så utryddelse av mer enn 85 % av det marine biologiske mangfoldet som følge av klimaendringer på grunn av global avkjøling av tropiske hav, etterfulgt av reduksjon i havnivå og tap av habitater i lavtliggende områder. Den andre masseutryddelsen skjedde for 365 millioner år siden i Devon-perioden, som ser ut til å være forårsaket på grunn av reduksjon i oksygenkonsentrasjonen i vann når havnivået var høyt. Vulkansk aktivitet er for tiden tenkt på som årsaksfaktoren bak den andre utryddelsen¹.   

Den tredje masseutryddelsen eller Perm-Trias-utryddelsen skjedde for rundt 250 millioner år siden i Perm-Trias-perioden. Dette kalles også Great Dying fordi mer enn 90 prosent av jordens arter ble eliminert. Dette ble forårsaket på grunn av drastiske klimaendringer etter rask global oppvarming som et resultat av massiv utslipp av klimagasser, spesielt seksdobling av CO₂ i atmosfæren^1,2. Dette forklarer også årsaken til den fjerde masseutryddelsen eller trias-jura-utryddelsen for 210 millioner år siden, som så eliminering av mange store dyr som ryddet veien for dinosaurer å blomstre. Massive vulkanutbrudd ser ut til å være hendelsen knyttet til disse to store utryddelsene.  

Den siste utryddelsen fra slutten av kritt (eller kritt-paleogen-utryddelsen eller den femte masseutryddelsen) skjedde for rundt 65.5 millioner år siden. Dette var en av de største masseutryddelsene i livets historie som så fullstendig eliminering av alle ikke-fugledinosaurer. Det var både fugle- og ikke-fugledinosaurer. Fugledinosaurer var varmblodige mens ikke-fugledinosaurer var kaldblodige. Flyvende krypdyr og ikke-fugledinosaurer led total utryddelse mens de fylogenetiske etterkommerne av fugledinosaurer overlever til i dag, og markerer den brå slutten på dinosaurenes tidsalder. Det var tiden da massive endringer i miljøet fant sted på grunn av innvirkningen av en stor asteroide med jorden ved Chicxulub, Mexico og duoen til enorme vulkanutbrudd som kulminerte i klimaendringer som førte til uttørking av matforsyningen. Asteroide nedslag forårsaket ikke bare sjokkbølger, en stor varmepuls og tsunamier, men frigjorde også store mengder støv og rusk i atmosfære som stoppet sollys for å nå jordens overflate og dermed nærme opphør av fotosyntesen og en langvarig vinter. Mangelen på fotosyntese betydde ødeleggelse av primærprodusentplanter inkludert planteplankton og alger så vel som av avhengige dyrearter^1,3. Asteroidepåvirkning var hoveddriveren for utryddelse, men vulkanutbrudd rundt tiden bidro på den ene siden til masseutryddelse ved å forverre mørket og vinteren ytterligere ved å kaste røyk og støv i atmosfæren. På den annen side induserte det også oppvarming fra vulkanisme⁴. Når det gjelder den totale utryddelsen av hele familien av ikke-fugledinosaurer, antyder studiet av fysiologi til etterkommere av fugledinosaurer at det var svikt i å reprodusere seg på grunn av mangel på vitamin D3 (kolekalsiferol) i embryoene i utviklingen i egg som førte til døden før klekking⁵.  

I den nåværende antropocene perioden (dvs. menneskehetens periode) hevder noen forskere at en sjette masseutryddelse allerede er i gang på grunn av menneskeskapte miljøspørsmål som klimaendringer, forurensning, avskoging, global oppvarming, etc. Dette er basert på på estimater av nåværende utryddelsesrater for arter, som er funnet å være i samme område som arters utryddelseshastigheter for tidligere masseutryddelse¹. Faktisk bekrefter resultater fra en annen studie at nåværende utryddelsesrater for biologisk mangfold er langt høyere enn utryddelsesratene for de fem tidligere masseutryddelsene hentet fra fossilregistrene ^6,7,8 og bevaringsinitiativene ser ikke ut til å hjelpe mye⁸. Videre er det andre menneskeskapte faktorer som atomkrig/katastrofe som har potensial til å utløse masseutryddelse. Til tross for globale kollektive skritt og konsekvent innsats for nedrustning, demping av klimaendringer, reduksjon av karbonutslipp og bevaring av arter, foreslår noen forskere å redusere omfanget av den menneskelige virksomheten, krymping av menneskelig befolkning ved ytterligere reduksjon av fødselsrater og slutten på "vekst" mani'⁹.  

Som den siste utryddelsen fra slutten av kritt, enhver fremtidig miljøkatastrofe som oppstår fra mulige påvirkninger fra plass og/eller fra massive vulkanutbrudd kan også utgjøre en alvorlig eksistensiell utfordring for menneskeheten fordi i det lange løp, som alle planet, vil Jorden være truet av påvirkninger fra plass (så vel som ved vulkanutbrudd) som kulminerer med opphør av fotosyntese på grunn av langvarig mørke, og derfor vil alle primærprodusentplanter og avhengige dyrearter møte desimering. 

Kolonisering av dyp plass og å avlede jordbundne asteroider bort fra jorden er to mulige svar fra menneskeheten på de eksistensielle truslene som utgjøres av påvirkninger fra plass. NASAs Artemis Moon Misjon er en begynnelse mot dyp plass menneskelig bolig for å gjøre mennesker til en multi-planet arter. Dette programmet vil ikke bare skape langsiktig menneskelig tilstedeværelse på og rundt Moon men også gi leksjoner som forberedelse til menneskelige oppdrag og boliger på Mars. Artemis misjon vil bygge en base camp på Lunar overflaten for å gi astronautene et hjem å bo og arbeide på Moon. Dette vil være det første tilfellet av mennesker som lever på overflaten av et annet himmellegeme¹⁰. NASAs planet forsvar DART Mission er satt til å teste en metode for å avlede en asteroide bort fra jorden. Begge disse plass oppdrag har et betydelig løfte om å dempe eksistensielle utfordringer for menneskeheten som følge av påvirkning fra plass. 

 ***   

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

***

Referanser:  

1. Khlebodarova TM og Likhoshvai VA 2020. Årsaker til globale utryddelser i livets historie: fakta og hypoteser. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. Jul 2020;24(4):407-419. GJØR JEG: https://doi.org/10.18699/VJ20.633 | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7716527/  

2. Wu, Y., Chu, D., Tong, J. et al. Seks ganger økning av atmosfærisk pCO2 under Perm-Trias masseutryddelsen. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  

3. Schulte P., et al 2010. Chicxulub-asteroideeffekten og masseutryddelsen ved grensen mellom kritt og paleogen. VITENSKAP. 5. mars 2010. Vol. 327, utgave 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 

4. Chiarenza AA et al 2020. Asteroide-nedslag, ikke vulkanisme, forårsaket utryddelsen av dinosauren i slutten av kritt. Publisert 29. juni 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. GJØR JEG: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  

5. Fraser, D. (2019). Hvorfor døde dinosaurene ut? Kan mangel på kolekalsiferol (vitamin D3) være svaret? Journal of Nutritional Science, 8, E9. GJØR JEG: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  

6. Barnosky AD, et al 2011. Har jordens sjette masseutryddelse allerede ankommet? Natur. 2011;471(7336):51-57. GJØR JEG: https://doi.org/10.1038/nature09678  

7. Ceballos G., et al 2015. Akselererte moderne menneskeinduserte artstap: Går inn i den sjette masseutryddelsen. Sci. Adv. 2015;1(5): e1400253. GJØR JEG: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  

8. Cowie RH et al 2022. Den sjette masseutryddelsen: fakta, fiksjon eller spekulasjoner? Biologiske anmeldelser. Bind 97, utgave 2. april 2022 Side 640-663. Først publisert: 10. januar 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 

9. Rodolfo D., Gerardo C., og Ehrlich P., 2022. Circling the drain: the extinction crisis and the future of humanity. Publisert: 27. juni 2022. Philosophical Transactions of The Royal Society Biological Sciences. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 

10. Prasad U., 2022. Artemis Moon Mission: Towards Deep Space Human Habitation. Vitenskapelig europeisk. Publisert 11. august 2022. Tilgjengelig på http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

***