Hromadná vymírání v historii života: Význam misí NASA Artemis Moon a planetární obrany DART misí  

Evoluce a vymírání nových druhů šly od počátku života na Zemi ruku v ruce. Za posledních 500 milionů let však došlo k nejméně pěti epizodám rozsáhlého vymírání forem života. V těchto epizodách byly zlikvidovány více než tři čtvrtiny existujících druhů. Ty se označují jako globální vymírání resp hmota zánik. Pátý Hmota Vymírání bylo poslední podobnou epizodou, ke které došlo asi před 65 miliony let v období křídy. To bylo způsobeno nárazem asteroidu. Výsledné podmínky vedly k odstranění dinosaurů z povrchu Země. V současném období antropocénu (tj. období lidstva) existuje podezření, že Země již může být v šestém nebo na jeho okraji. Hmota Vymírání v důsledku člověkem způsobených environmentálních problémů (jako je změna klimatu, znečištění, odlesňování, globální oteplování atd.). Kromě toho faktory, jako jsou jaderné, biologické nebo jiné typy válek/konfliktů, přírodní ekologické katastrofy, jako je sopečná erupce nebo dopad asteroidu, mají také potenciál vyvolat hromadné vymírání. Rozprostření do prostor je jedním ze způsobů, jak se vypořádat s existenčními výzvami, kterým lidstvo čelí. NASAje Artemis Měsíc Mise je začátek směrem do hloubky prostor lidské obydlí budoucí kolonizací Měsíc a Mars. planetární obrana odchýlením asteroidu od Země je další zvažovanou strategií. DART mise NASA je první takový test vychýlení asteroidu, který se příští měsíc pokusí vychýlit blízkozemní asteroid. 

Prostředí se neustále měnilo. To mělo dvojí účinek na formy života – zatímco negativní selekční tlak proti těm, kteří nejsou způsobilí v nich přežít životní prostředí vést k jejich zániku, na druhé straně to upřednostňovalo přežívání forem života dostatečně flexibilních, aby se přizpůsobily novým podmínkám. To nakonec vedlo k vyvrcholení evoluce nových druhů. Vymírání a evoluce nových forem života by tedy měly jít ruku v ruce, téměř hladce od počátku života na Zemi. Země.  

Historie Země však nebyla vždy hladká. Vyskytly se případy dramatických a drastických událostí, které měly silný nepříznivý dopad na formy života, což vedlo k rozsáhlému vyhynutí druhů. „Globální vymírání“ nebo „hromadné vymírání“ je termín používaný k popisu epizod, kdy asi tři čtvrtiny existující biologické rozmanitosti vyhynuly v relativně krátkém časovém intervalu. Za posledních 500 milionů let došlo k nejméně pěti případům rozsáhlého masového vymírání¹.  

Tabulka: Země, hromadné vymírání druhů a lidstva  

Tato „velká pětka“ vymírání byla popsána na základě analýzy databáze o tisících zkamenělin mořských bezobratlých.  

V období kambria (před 541–485 miliony let) došlo k divoké explozi nových forem života. Následovalo První hromadné vymírání života na Zemi, ke kterému došlo před 400 miliony let v období ordoviku – siluru. Tím došlo k zániku více než 85 % mořské biologické rozmanitosti v důsledku změny klimatu v důsledku globálního ochlazení tropického oceánu, po kterém následovalo snížení hladiny moře a ztráta stanovišť v nízko položených oblastech. Druhé masové vymírání nastalo před 365 miliony let v devonském období, což se zdá být způsobeno snížením koncentrace kyslíku ve vodě, když byla hladina moře vysoká. Vulkanická činnost je v současné době považována za příčinný faktor druhého vyhynutí¹.   

Třetí hromadné vymírání neboli permsko-triasové vymírání se odehrálo asi před 250 miliony let v permsko-triasovém období. Tomu se také říká Velké umírání, protože více než 90 procent druhů na Zemi bylo eliminováno. To bylo způsobeno drastickou změnou klimatu po rychlém globálním oteplování v důsledku masivního uvolňování skleníkových plynů, zejména šestinásobného nárůstu CO₂ v atmosféře^1,2. To také vysvětluje příčinu čtvrtého masového vymírání neboli triassko-jurského vymírání před 210 miliony let, kdy došlo k likvidaci mnoha velkých zvířat, čímž se uvolnila cesta k rozkvětu dinosaurů. Zdá se, že masivní sopečné erupce jsou událostí spojenou s těmito dvěma velkými vymíráními.  

K nejnovějšímu vymírání na konci křídy (nebo vymírání křídy-paleogenu nebo pátému hromadnému vymírání) došlo asi před 65.5 miliony let. Jednalo se o jedno z největších masových vymírání v historii života, kdy došlo k úplné likvidaci všech neptačích dinosaurů. Existovali ptačí i neptačí dinosauři. Ptačí dinosauři byli teplokrevní, zatímco neptačí dinosauři byli chladnokrevní. Létající plazi a neptačí dinosauři utrpěli úplné vyhubení, zatímco fylogenetičtí potomci ptačích dinosaurů přežívají do dnešních dnů, což znamená náhlý konec věku dinosaurů. Tehdy docházelo k masivním změnám v životním prostředí v důsledku dopadu velkého asteroidu na Zemi v mexickém Chicxulubu a v důsledku rozsáhlých sopečných erupcí, které vyvrcholily změnou klimatu způsobující vysychání podpůrných potravinových zdrojů. Dopad asteroidu způsobil nejen rázové vlny, velký tepelný puls a tsunami, ale také uvolnil obrovské množství prachu a úlomků v atmosféra která zastavila sluneční světlo, aby dosáhlo na zemský povrch, a tím se blížilo zastavení fotosyntézy a prodloužená zima. Nedostatek fotosyntézy znamenal zničení rostlin primárních producentů včetně fytoplanktonu a řas a také závislých živočišných druhů^1,3. Hlavní příčinou vyhynutí byl dopad asteroidu, ale vulkanické erupce v té době na jedné straně přispěly k hromadnému vymírání dalším zhoršováním tmy a zimy vrháním oblaků kouře a prachu do atmosféry. Na druhou stranu to také vyvolalo oteplení vulkanismem⁴. Pokud jde o úplné vyhynutí celé rodiny neptačích dinosaurů, studie fyziologie potomků ptačích dinosaurů naznačuje, že nedocházelo k reprodukci kvůli nedostatku vitaminu D3 (cholekalciferolu) ve vyvíjejících se embryích ve vejcích, což vedlo k smrti před líhnutí⁵.  

V současném období antropocénu (tj. období lidstva) někteří badatelé tvrdí, že šesté masové vymírání již v současné době probíhá díky lidským ekologickým problémům, jako je změna klimatu, znečištění, odlesňování, globální oteplování atd. o odhadech současných rychlostí vymírání druhů, u nichž bylo zjištěno, že jsou v podobném rozmezí jako míry vymírání druhů u dřívějších masových vymírání¹. Výsledky jiné studie ve skutečnosti potvrzují, že současná míra vymírání biologické rozmanitosti je mnohem vyšší než míra vymírání u pěti dřívějších masových vymírání získaných z fosilních záznamů. ^6,7,8 a ochranářské iniciativy, jak se zdá, moc nepomáhají⁸. Kromě toho existují další faktory způsobené člověkem, jako je jaderná válka/katastrofa, které mají potenciál vyvolat masové vymírání. Globální kolektivní kroky a důsledné úsilí o odzbrojení, zmírnění změny klimatu, snížení emisí uhlíku a ochranu druhů bez ohledu na to, někteří výzkumníci navrhují snížit rozsah lidského podnikání, zmenšování lidské populace dalším snižováním porodnosti a ukončením „růstu“. mánie'⁹.  

Stejně jako poslední vyhynutí na konci křídy, jakákoli budoucí ekologická katastrofa vyplývající z možných dopadů prostor a/nebo z masivních sopečných erupcí mohou pro lidstvo také představovat vážnou existenční výzvu, protože z dlouhodobého hlediska, jako každý planeta, Země bude ohrožena dopady z prostor (stejně jako sopečnými erupcemi) vyvrcholením zastavením fotosyntézy v důsledku prodloužené tmy, takže všechny primární producenty rostlin a závislé živočišné druhy budou čelit decimaci. 

Kolonizace hlubin prostor a vychylování pozemských asteroidů od Země jsou dvě možné reakce lidstva na existenční hrozby, které představují dopady prostor. NASA Artemis Měsíc Mise je začátek směrem do hloubky prostor lidské obydlí pro to, aby se z lidí stalo mnohoplaneta druh. Tento program nejenže vytvoří dlouhodobou lidskou přítomnost na a kolem Měsíc ale také učit lekce v přípravě na lidské mise a obydlí na Mars. Artemis mise postaví základní tábor na lunární povrch, aby astronauti mohli žít a pracovat na něm Měsíc. Bude to první případ lidí žijících na povrchu jiného nebeského tělesa¹⁰. NASA planetární obranná mise DART je připravena otestovat metodu odklonění asteroidu od Země. Obojí prostor mise jsou významným příslibem pro zmírnění existenčních výzev pro lidstvo, které představuje dopad z prostor. 

 ***   

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

***

Reference:  

1. Khlebodarova TM a Likhoshvai VA 2020. Příčiny globálního vymírání v historii života: fakta a hypotézy. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. července 2020; 24(4): 407-419. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ20.633 | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7716527/  

2. Wu, Y., Chu, D., Tong, J. a kol. Šestinásobný nárůst atmosférického pCO2 během masového vymírání permu a triasu. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  

3. Schulte P., et al 2010. Dopad asteroidu Chicxulub a hromadné vymírání na hranici mezi křídou a paleogénem. VĚDA. 5. března 2010. Vol 327, Issue 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 

4. Chiarenza AA et al 2020. Dopad asteroidu, nikoli vulkanismus, způsobil vyhynutí dinosaurů na konci křídy. Publikováno 29. června 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  

5. Fraser, D. (2019). Proč dinosauři vyhynuli? Mohl by být odpovědí nedostatek cholekalciferolu (vitaminu D3)? Journal of Nutritional Science, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  

6. Barnosky AD, et al 2011. Došlo již k šestému hromadnému vymírání Země? Příroda. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  

7. Ceballos G., et al 2015. Zrychlené ztráty druhů způsobené moderními lidmi: Vstup do šestého hromadného vymírání. Sci. Adv. 2015;1(5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  

8. Cowie RH et al 2022. Šesté hromadné vymírání: skutečnost, fikce nebo spekulace? Biologické recenze. Ročník 97, číslo 2 duben 2022, strany 640-663. Poprvé publikováno: 10. ledna 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 

9. Rodolfo D., Gerardo C. a Ehrlich P., 2022. Obcházení kanálu: krize vymírání a budoucnost lidstva. Publikováno:27. června 2022. Filosofické transakce The Royal Society Biological Sciences. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 

10. Prasad U., 2022. Mise Artemis Moon: Towards Deep Space Human Habitation. Vědecký Evropan. Publikováno 11. srpna 2022. Dostupné na http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

***