HROMADNÉ VYHYNUTIE: PRÍČINY A NAJDÔLEŽITEJŠIE - BIOLÓGIE - 2026

Hromadné vyhynutia sú udalosti charakterizované zmiznutím veľkého počtu biologických druhov v krátkom čase. Tento druh vyhynutia je zvyčajne terminálny, to znamená, že druh a jeho príbuzní zmiznú bez opustenia potomstva.

Hromadné vyhynutia sa líšia od ostatných vyhynutí tým, že sú náhle a odstránením veľkého počtu druhov a jednotlivcov. Inými slovami, miera vymiznutia druhov počas týchto udalostí je veľmi vysoká a jej účinok sa oceňuje v relatívne krátkom čase.

Obrázok 1. Hypotéza smrti dinosaurov v dôsledku pôsobenia toxických plynov na Deccan schodoch. K obrovským výbuchom došlo v južnej strednej Indii, v jednom z najväčších vulkanických útvarov na Zemi. Zdroj: nsf.gov

V kontexte geologických období (trvajúcich desiatky alebo stovky miliónov rokov) môže „krátky čas“ znamenať niekoľko rokov (párne dni) alebo obdobia stoviek miliárd rokov.

Hromadné vyhynutie môže mať mnoho príčin a následky. Fyzické a klimatické príčiny často vyvolávajú kaskády účinkov v potravinových sieťach alebo priamo na niektoré druhy. Účinky môžu byť „okamžité“, ako napríklad tie, ktoré sa objavia potom, ako meteorit zasiahne planétu Zem.

Príčiny hromadného vyhynutia

Príčiny hromadného vyhynutia sa dajú rozdeliť do dvoch hlavných typov: biologický a environmentálny.

biologický

Medzi ne patrí: súťaž medzi druhmi o zdroje, ktoré sú k dispozícii na ich prežitie, predátorstvo, epidémie, medzi ostatnými. Biologické príčiny hromadného vyhynutia priamo ovplyvňujú skupinu druhov alebo celý trofický reťazec.

ekologický

Medzi tieto príčiny môžeme uviesť: zvýšenie alebo zníženie hladiny mora, zaľadnenie, zvýšený vulkanizmus, účinky blízkych hviezd na planéte Zem, účinky komét, dopady asteroidov, zmeny orbity alebo magnetického poľa Zeme, globálne otepľovanie alebo chladenie.

Všetky tieto príčiny alebo ich kombinácia mohli v jednom bode prispieť k hromadnému vyhynutiu.

Multidisciplinárne štúdie hromadného vyhynutia

Konečnú príčinu hromadného vyhynutia je ťažké dokázať s absolútnou istotou, pretože veľa udalostí nezanecháva podrobný záznam o ich vzniku a vývoji.

Napríklad by sme mohli nájsť fosílne záznamy, ktoré dokazujú výskyt dôležitej udalosti úbytku druhov. Ak však chceme zistiť príčiny, ktoré ho spôsobili, musíme urobiť korelácie s inými premennými, ktoré sú zaregistrované na planéte.

Tento typ hĺbkového prieskumu si vyžaduje účasť vedcov z rôznych oblastí, ako sú napríklad biológia, paleontológia, geológia, geofyzika, chémia, fyzika, astronómia.

Najdôležitejšie masové vyhynutia

V nasledujúcej tabuľke je uvedený prehľad najdôležitejších doteraz študovaných hromadných vyhynutí, období, v ktorých sa vyskytli, ich vek, trvanie každého z nich, odhadované percento zaniknutých druhov a ich možná príčina.

Evolučný význam hromadných vyhynutí

Zníženie biologickej diverzity

Hromadné vyhynutia znižujú biologickú diverzitu, pretože úplné línie miznú a okrem toho sa upúšťa od tých, ktoré z nich mohli vyplynúť. Hromadné vyhynutie by sa potom dalo porovnať s prerezaním stromu života, v ktorom sú odrezané celé vetvy.

Vývoj už existujúcich druhov a výskyt nových druhov

Hromadné vyhynutie môže tiež zohrávať „kreatívnu“ úlohu v evolúcii a stimulovať rozvoj iných už existujúcich druhov alebo vetiev, a to vďaka zániku ich hlavných konkurentov alebo predátorov. Okrem toho sa v strome života môže objaviť nový druh alebo vetva.

Náhle zmiznutie rastlín a zvierat, ktoré zaberajú špecifické výklenky, otvára pre prežívajúce druhy rad možností. Môžeme to pozorovať po niekoľkých generáciách výberu, pretože prežívajúce línie a ich potomci môžu zastávať ekologické úlohy predtým vykonávané zmiznutými druhmi.

Faktory, ktoré podporujú prežitie niektorých druhov v časoch vyhynutia, nemusia byť nevyhnutne rovnaké, ktoré uprednostňujú prežitie v časoch s nízkou intenzitou vyhynutí.

Hromadné vyhynutia potom umožňujú líniám, ktoré boli predtým menšinou, diverzifikovať a hrať dôležité úlohy v novom scenári po katastrofe.

Vývoj cicavcov

Známym príkladom je príklad cicavcov, ktorí boli menšinovou skupinou viac ako 200 miliónov rokov a až po masovom vyhynutí kriedy a treťohôr (v ktorom dinosaury zmizli) sa vyvinuli a začali hrať hru. veľká rola.

Môžeme teda tvrdiť, že ľudská bytosť by sa nemohla objaviť, keby k masovému vyhynutiu kriedy nedošlo.

Vplyv KT a masové vyhynutie kriedového a treťohorného masa

Álvarezova hypotéza

Luis Álvarez (Nobelova cena za fyziku z roku 1968), spolu s geológom Walterom Álvarezom (jeho syn), Frankom Azarom a Helen Michel (nukleárni chemici), navrhli v roku 1980 hypotézu, že hromadné vyhynutie kriedového terciárna (KT) bolo produkt nárazu asteroidu s priemerom 10 ± 4 km.

Táto hypotéza vychádza z analýzy takzvaného limitu KT, čo je tenká vrstva ílu bohatého na irídium, ktorá sa nachádza v planétovej mierke len na hranici, ktorá rozdeľuje sedimenty zodpovedajúce obdobiam kriedy a terciáru (KT).

irídium

Iridium (Ir) je chemický prvok s atómovým číslom 77, ktorý sa nachádza v skupine 9 periodickej tabuľky. Je to prechodný kov zo skupiny platiny.

Je to jeden z najvzácnejších prvkov na Zemi, považovaný za kov mimozemského pôvodu, pretože jeho koncentrácia v meteoritoch je často vysoká v porovnaní s koncentráciami na zemi.

Obrázok 2. KT alebo krieda-paleogénna hranica, ktorá označuje koniec éry. Anky-man, od Wikimedia Commons

KT limit

Vedci našli oveľa vyššie koncentrácie irídia v sedimentoch tejto ílovej vrstvy nazývanej KT hranice ako v predchádzajúcich vrstvách. V Taliansku zistili 30-násobný nárast v porovnaní s predchádzajúcimi vrstvami; v Dánsku 160 a na Novom Zélande 20.

Álvarezova hypotéza uviedla, že vplyv asteroidu stmavil atmosféru, inhiboval fotosyntézu a urýchlil smrť veľkej časti existujúcej flóry a fauny.

Táto hypotéza však chýbala najdôležitejším dôkazom, pretože nemohli nájsť miesto, kde došlo k dopadu asteroidov.

Dovtedy nebol zaznamenaný žiadny kráter očakávanej veľkosti, ktorý by potvrdil, že k udalosti skutočne došlo.

Chicxulub

Geofyzici Antonio Camargo a Glen Penfield (1978), napriek tomu, že to nenahlásili, objavili kráter ako dôsledok nárazu, zatiaľ čo hľadali ropu v Yucatáne, pracujúc pre mexickú štátnu ropnú spoločnosť (PEMEX).

Camargo a Penfield dosiahli podmorský oblúk široký asi 180 km, ktorý pokračoval na mexickom polostrove Yucatan s centrom v meste Chicxulub.

Obrázok 3. Gravitačná mapa znázorňujúca anomáliu na polostrove Yucatán. Zdroj: Počítačom generovaný obraz gravitačnej mapy kráteru Chicxulub v Méxiku (NASA).

Hoci títo geológovia prezentovali svoje zistenia na konferencii v roku 1981, nedostatočný prístup k vrtným jadrám ich držal mimo predmetu.

Nakoniec, v roku 1990, novinár Carlos Byars kontaktoval Penfielda s astrofyzikom Alanom Hildebrandom, ktorý mu nakoniec umožnil prístup k vrtným jadrám.

Hildebrand v roku 1991 spolu s Penfieldom, Camargom a ďalšími vedcami objavil objav kruhového kráteru na polostrove Yucatán v Mexiku s veľkosťou a tvarom, ktorý odhaľuje anomálie magnetických a gravitačných polí, ako možný dopad kráteru, ktorý sa vyskytol na kriedových terciároch. ,

Iné hypotézy

Masové vyhynutie kriedy a terciárnej masy (a hypotéza vplyvu KT) je jednou z najviac študovaných. Napriek dôkazom podporujúcim Álvarezovu hypotézu však prežili ďalšie odlišné prístupy.

Tvrdilo sa, že stratigrafické a mikropaleontologické údaje z Mexického zálivu a chicxulubského kráteru podporujú hypotézu, že tento vplyv predbehol hranicu KT o niekoľko stotisíc rokov, a preto nemohol spôsobiť hromadné vyhynutie, ku ktorému došlo. v kriedovom terciári.

Navrhuje sa, že ďalšími závažnými vplyvmi na životné prostredie by mohli byť spúšťače hromadného vyhynutia na hranici KT, ako sú napríklad sopečné výbuchy Deccan v Indii.

Deccan je veľká plošina s rozlohou 800 000 km ^2, ktorá prechádza južným stredným územím Indie, so stopami lávy a veľkým uvoľňovaním síry a oxidu uhličitého, ktoré mohli spôsobiť hromadné vyhynutie na hranici KT.

Najnovšie dôkazy

Peter Schulte a skupina 34 výskumných pracovníkov v roku 2010 uverejnili v prestížnom časopise Science dôkladné vyhodnotenie predchádzajúcich dvoch hypotéz.

Schulte a kol., Analyzovali syntézu súčasných stratigrafických, mikroraleontologických, petrologických a geochemických údajov. Okrem toho vyhodnotili oba extinkčné mechanizmy na základe svojich predpokladaných environmentálnych porúch a distribúcie života na Zemi pred a po limite KT.

Dospeli k záveru, že vplyv Chicxulubu spôsobil hromadné vyhynutie limitu KT v dôsledku skutočnosti, že medzi ejekčnou vrstvou a nástupom vyhynutí existuje časová súvislosť.

Okrem toho tieto závery podporujú aj ekologické vzorce fosílnych záznamov a modelované narušenia životného prostredia (napríklad tma a chladenie).

Referencie

1. Álvarez, LW, Álvarez, W., Asaro, F. & Michel, HV (1980). Mimozemská príčina kriedového a terciárneho vyhynutia. Science, 208 (4448), 1095 - 108. doi: 10,126 / veda.208.4448.1095
2. Hildebrand, AR, Pilkington, M., Connors, M., Ortiz-Aleman, C., & Chavez, RE (1995). Veľkosť a štruktúra kráteru Chicxulub odhaleného horizontálnymi gradientmi gravitácie a cenotami. Náture, 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 udalostí okolo hranice kriedy a paleogénu. Science, 339 (6120), 684-687. doi: 10,1126 / veda 1230492
4. Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, JA, Barton, PJ, Bown, PR,… Willumsen, PS (2010). Dopad a hromadný zánik chicxulubových asteroidov na hranici kriedy a paleogénu. Science, 327 (5970), 1214-1218. doi: 10,1216 / veda, 177265
5. Pápež, KO, Ocampo, AC & Duller, CE (1993) Povrchová geológia nárazového kráteru Chicxulub, Yucatan, Mexiko. Planéty Zem Mesiac 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 kriedy / terciéru na polostrove Yucatán v Mexiku. Geológie. 19 (9): 861 - 867.