MASSUTROTNING: ORSAKER OCH DET VIKTIGASTE - BIOLOGI - 2025

Mass utdöenden är händelser som kännetecknas av försvinnandet av ett stort antal biologiska arter på kort tid. Denna typ av utrotning är vanligtvis terminal, det vill säga en art och dess släktingar försvinner utan att lämna avkomma.

Massutrotningar skiljer sig från andra utrotningar genom att vara plötsliga och genom att eliminera ett stort antal arter och individer. Med andra ord är hastigheten med vilken arter försvinner under dessa händelser mycket hög och dess effekt uppskattas på relativt kort tid.

Figur 1. Hypotes om dinosauriernas död på grund av effekten av giftiga gaser i Deccan Trappor. Massiva utbrott inträffade i södra centrala Indien, i en av de största vulkanformationerna på jorden. Källa: nsf.gov

I samband med geologiska epoker (tiotals eller hundratals miljoner år i längd) kan "kort tid" betyda några år (till och med dagar) eller perioder på hundratals miljarder år.

Massutsläpp kan ha flera kausala agenser och konsekvenser. Fysiska och klimatorsaker orsakar ofta kaskader av effekter i livsmedelsbanor eller direkt på vissa arter. Effekterna kan vara "omedelbar", som de som inträffar efter att en meteorit träffar planeten Jorden.

Orsaker till massförlängningar

Orsakerna till massförlängningar kan klassificeras i två huvudtyper: biologiska och miljömässiga.

Biologisk

Bland dessa är: konkurrens mellan arter om tillgängliga resurser för deras överlevnad, predation, epidemier, bland andra. De biologiska orsakerna till massförlängningar påverkar direkt en grupp arter eller hela den trofiska kedjan.

Miljö

Bland dessa orsaker kan vi nämna: ökning eller minskning av havsnivån, glaciationer, ökad vulkanism, effekterna av närliggande stjärnor på planeten Jorden, effekter av kometer, asteroidpåverkan, förändringar i jordens omloppsbana eller magnetfält, global uppvärmning eller kylning, bland andra.

Alla dessa orsaker, eller en kombination av dem, kunde ha bidragit till en massutrotning på en punkt.

Multidisciplinära studier av massutrotningar

Den ultimata orsaken till en massutrotning är svår att fastställa med absolut säkerhet, eftersom många händelser inte lämnar en detaljerad redogörelse för dess början och utveckling.

Vi kan till exempel hitta en fossilrekord som bevisar förekomsten av en viktig händelse av artförlust. Men för att fastställa orsakerna som genererade det måste vi göra korrelationer med andra variabler som är registrerade på planeten.

Denna typ av djup undersökning kräver deltagande av forskare från olika områden som biologi, paleontologi, geologi, geofysik, kemi, fysik, astronomi, bland andra.

De viktigaste massutsläckningarna

Följande tabell visar en sammanfattning av de viktigaste massutsläckningarna som studerats hittills, perioderna i vilka de inträffade, deras ålder, varaktighet för var och en, den uppskattade andelen utrotade arter och deras möjliga orsak.

Massutsläckningarnas evolutionära betydelse

Minskning av biologisk mångfald

Massutsläpp minskar den biologiska mångfalden, eftersom kompletta linjer försvinner och dessutom undviks de som kunde ha uppstått från dessa. Massutrotning kan sedan jämföras med beskärning av livets träd, där hela grenar är avskuren.

Utveckling av befintliga arter och uppkomst av nya arter

Massutrotning kan också spela en "kreativ" roll i evolutionen, stimulera utvecklingen av andra befintliga arter eller grenar, tack vare deras främsta konkurrenter eller rovdjur. Dessutom kan uppkomsten av nya arter eller grenar i livets träd inträffa.

Det plötsliga försvinnandet av växter och djur som upptar specifika nischer öppnar en rad möjligheter för de överlevande arterna. Vi kan observera detta efter flera generationer av urval, eftersom de överlevande avstamningarna och deras ättlingar kan komma att innehålla ekologiska roller som tidigare har utförts av försvunna arter.

De faktorer som främjar överlevnaden för vissa arter i tider av utrotning är inte nödvändigtvis samma som gynnar överlevnad i tider med låg utrotningsintensitet.

Massutsläpp tillåter sedan linjer som tidigare var en minoritet att diversifiera och spela viktiga roller i det nya scenariet efter katastrofen.

Utvecklingen av däggdjur

Ett välkänt exempel är däggdjur, som var en minoritetsgrupp i mer än 200 miljoner år och först efter att kristen-tertiär massutrotning (där dinosaurierna försvann) utvecklades de och började spela ett spel. stor roll.

Vi kan då bekräfta att människan inte kunde ha dykt upp, om kretiternas massutrotning inte hade inträffat.

KT-påverkan och den kritiska-tertiära massutrotningen

Álvarez's hypotes

Luis Álvarez (Nobelpriset i fysik 1968), tillsammans med geologen Walter Álvarez (hans son), Frank Azaro och Helen Michel (kärnkemister), föreslog 1980 hypotesen att kretts-tertiär (KT) massutrotning var produkt av påverkan av en asteroid med en diameter på 10 ± 4 kilometer.

Den här hypotesen härrör från analysen av den så kallade KT-gränsen, som är ett tunt skikt av lera som är rik på iridium, som finns på planetsskala precis vid gränsen som delar upp sediment som motsvarar krita och tertiär (KT) perioder.

Iridium

Iridium (Ir) är det kemiska elementet med atomnummer 77 som finns i grupp 9 i det periodiska systemet. Det är en övergångsmetall från platinagruppen.

Det är ett av de sällsynta elementen på jorden, som anses vara en metall av utomjordiskt ursprung, eftersom dess koncentration i meteoriter är ofta hög jämfört med koncentrationer på marken.

Bild 2. KT- eller krita-paleogengräns, som markerar slutet på en era. Anky-man, från Wikimedia Commons

KT-gräns

Forskare fann mycket högre iridiumkoncentrationer i sedimenten i detta lerlager som kallas KT-gränsen än i de föregående skikten. I Italien fann de en ökning med 30 gånger jämfört med tidigare lager; i Danmark 160 och i Nya Zeeland 20.

Álvarez 'hypotes uttalade att inverkan av asteroiden försvagade atmosfären, hämmar fotosyntesen och utgjorde döden av en stor del av den befintliga flora och fauna.

Emellertid saknade den här hypotesen de viktigaste bevisen, eftersom de inte kunde hitta den plats där asteroidpåverkan hade inträffat.

Fram till dess hade ingen krater av den förväntade storleken rapporterats bekräfta att händelsen faktiskt hade inträffat.

Chicxulub

Trots att de inte har rapporterat om det, hade geofysikerna Antonio Camargo och Glen Penfield (1978) redan upptäckt krateret till följd av påverkan, medan de letade efter olja i Yucatán, som arbetade för det mexikanska statliga oljeföretaget (PEMEX).

Camargo och Penfield uppnådde en undervattensbåge på cirka 180 km bredd som fortsatte på den mexikanska halvön Yucatan, med ett centrum i staden Chicxulub.

Bild 3. Gravitationskarta som visar avvikelsen på Yucatan-halvön. Källa: Datorgenererad tyngdkraftsbild av Chicxulub-krateret i México (NASA).

Även om dessa geologer hade presenterat sina resultat vid en konferens 1981, höll bristen på tillgång till borrkärnorna dem från ämnet.

Slutligen, 1990, kontaktade journalisten Carlos Byars Penfield med astrofysiker Alan Hildebrand, som slutligen gav honom tillgång till borrkärnorna.

1991 publicerade Hildebrand 1991, tillsammans med Penfield, Camargo och andra forskare, upptäckten av en cirkulär krater på Yucatan-halvön, Mexiko, med en storlek och form som avslöjar anomalier av magnetiska och gravitationella fält, som en möjlig slagkrater som inträffade i krita-tertiären .

Andra hypoteser

Kritt-tertiär massutrotning (och KT Impact-hypotesen) är en av de mest studerade. Trots bevis som stödjer Álvarez 'hypotese överlevde dock andra olika tillvägagångssätt.

Det har hävdats att stratigrafiska och mikropaleontologiska data från Mexikanska golfen och Chicxulub-krateret stödjer hypotesen att denna påverkan föregick KT-gränsen med flera hundra tusen år och därför inte kunde ha orsakat den massutrotning som inträffade. i krita-tertiären.

Det föreslås att andra allvarliga miljöeffekter kan vara utlöserna av massutrotningen vid KT-gränsen, såsom vulkanutbrott i Deccan i Indien.

Deccan är en stor platå på 800 000 km ² som korsar det södra centrala territoriet i Indien, med spår av lava och enorm frigörelse av svavel och koldioxid som kan ha orsakat massutrotningen vid KT-gränsen.

Senaste bevis

Peter Schulte och en grupp på 34 forskare publicerade 2010 i den prestigefyllda tidskriften Science en grundlig utvärdering av de två tidigare hypoteserna.

Schulte et al. Analyserade en syntes av nyligen stratigrafiska, mikropaleontologiska, petrologiska och geokemiska data. Dessutom utvärderade de båda utrotningsmekanismerna utifrån deras förutsagda miljöförstöringar och livfördelningen på jorden före och efter KT-gränsen.

De drog slutsatsen att Chicxulub-påverkan orsakade massutrotningen av KT-gränsen, på grund av att det finns en temporär korrespondens mellan utkastningsskiktet och början av utrotningar.

Dessutom stöder ekologiska mönster i fossilregistret och modellerade miljöstörningar (som mörker och kylning) dessa slutsatser.

referenser

1. Álvarez, LW, Álvarez, W., Asaro, F., & Michel, HV (1980). Extraterrestrial Orsak för den kristen-tertiära utrotningen. Science, 208 (4448), 1095-1108. doi: 10.1126 / science.208.4448.1095
2. Hildebrand, AR, Pilkington, M., Connors, M., Ortiz-Aleman, C., & Chavez, RE (1995). Storlek och struktur på Chicxulub-krateret avslöjade med horisontella gravitationsgradienter och cenoter. 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). Tidsskalor av kritiska händelser runt gränsen till krita-paleogen. Science, 339 (6120), 684-687. doi: 10.1126 / science.1230492
4. Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, JA, Barton, PJ, Bown, PR, … Willumsen, PS (2010). Chicxulub Asteroid Impact och Mass Extinction vid gränsen till krita-paleogen. Science, 327 (5970), 1214-1218. doi: 10.1126 / science.1177265
5. Pope, KO, Ocampo, AC & Duller, CE (1993) Surficial geology of the Chicxulub impact crater, Yucatan, Mexico. Jordmåneplaneter 63, 93–104.
6. Hildebrand, A., Penfield, G., Kring, D., Pilkington, M., Camargo, A., Jacobsen, S. och Boynton, W. (1991). Chicxulub-krater: en möjlig kratskritts- / tertiär gränskonsekrater på Yucatán-halvön, Mexiko. Geologi. 19 (9): 861-867.