广告投放

生命史上的大规模灭绝:美国宇航局阿尔忒弥斯月球和行星防御 DART 任务的意义  

自从地球上出现生命以来,新物种的进化和灭绝就一直伴随着。然而,在过去的五亿年里,至少发生过五次生命形式的大规模灭绝。在这些事件中,超过四分之三的现有物种被消灭。这些被称为全球灭绝或 质量 灭绝。第五 质量 灭绝是最后一次这样的事件,发生在大约 65 万年前的白垩纪时期。这是由于小行星撞击造成的。由此产生的条件导致恐龙从地球表面消失。在当前的人类世时期(即人类时期),人们怀疑地球可能已经处于或濒临第六纪。 质量 灭绝,由于人为环境问题(如气候变化、污染、森林砍伐、全球变暖等)。此外,核、生物或其他类型的战争/冲突、火山喷发或小行星撞击等自然环境灾害等因素也有可能引发大规模灭绝。扩散到 空间 是应对人类面临的生存挑战的方法之一。 美国航空航天局的阿尔忒弥斯 Moon 使命是深入的开始 空间 未来殖民化带来的人类居住 Moon 三月. 行星 通过使小行星偏离地球来进行防御是正在考虑的另一种策略。 NASA 的 DART 任务 这是第一个此类小行星偏转测试,它将尝试在下个月使近地小行星偏转。 

环境一直在不断变化。 这对生命形式产生了两方面的影响——同时对那些不适合在环境中生存的生物产生了负选择压力。 环境 导致它们的灭绝,另一方面,它有利于足够灵活以适应新条件的生命形式的生存。 这最终导致了新物种进化的顶峰。 因此,自地球上生命诞生以来,新生命形式的灭绝和进化应该是齐头并进的,几乎无缝地进行。 地球.  

然而,地球的历史并不总是一帆风顺。 有一些戏剧性和剧烈事件对生命形式产生了强烈的不利影响,导致物种大规模灭绝。 “全球灭绝”或“大规模灭绝”是用来描述大约四分之三的现有生物多样性在相对较短的地质时间间隔内灭绝的事件。 在过去的 500 亿年中,至少有 XNUMX 次大规模物种灭绝1.  

表:地球、物种和人类的大规模灭绝  

现在之前的时间(以年为单位)   展会活动  
13.8十亿年前  宇宙开始时间、空间和物质都始于大爆炸 
9十亿年前 太阳系形成 
4.5十亿年前 地球形成 
3.5十亿年前 生活开始了 
2.4十亿年前 蓝藻进化 
800万年前  第一种动物(海绵)进化 
541-485亿年前(寒武纪) 新生命形式的疯狂爆发  
400亿年前(奥陶纪-志留纪) 第一次大规模灭绝  称为奥陶纪-志留纪大灭绝 
365亿年前(泥盆纪) 第二次大灭绝  称为泥盆纪灭绝 
250亿年前。 (二叠纪-三叠纪)  第三次大灭绝  称为二叠纪-三叠纪灭绝,或大灭绝 地球上超过 90% 的物种灭绝 
210亿年前(三叠纪-侏罗纪)     第四次大灭绝  灭绝了许多大型动物为恐龙的繁衍扫清了道路最早的哺乳动物大约在这个时候进化  
65.5万年前(白垩纪)  第五次大灭绝  由于小行星撞击导致的白垩纪末期灭绝使恐龙的时代结束 
55万年前 最早的灵长类动物进化 
315,000年前 智人 起源于非洲 
当前人类世时期(即人类时期)  第六次大灭绝 (?)  专家怀疑,由于人为环境问题(如气候变化、污染、森林砍伐、全球变暖等),地球可能已经处于或濒临大规模灭绝。此外,以下因素有可能导致大规模灭绝最终导致核/生物战争/灾难的冲突 环境灾难,例如大规模火山爆发与小行星的撞击 

这个“五巨头”灭绝是基于对数千个海洋无脊椎动物化石的数据库的分析来描述的。  

在寒武纪时期(541-485 亿年前),出现了新生命形式的疯狂爆发。 紧随其后的是地球上生命的第一次大规模灭绝,发生在 400 亿年前的奥陶纪 - 志留纪时期。 由于全球热带海洋变冷,随后海平面下降和低洼地区栖息地丧失,气候变化导致 85% 以上的海洋生物多样性灭绝。 第二次大灭绝发生在 365 亿年前的泥盆纪时期,这似乎是由于海平面高时水的氧气浓度降低造成的。 火山活动目前被认为是第二次大灭绝的诱因1.   

第三次大灭绝或二叠纪-三叠纪灭绝发生在大约 250 亿年前的二叠纪-三叠纪时期。 这也被称为大灭绝,因为地球上超过 90% 的物种被消灭了。 这是由于温室气体的大量释放,尤其是二氧化碳的六倍增加导致全球迅速变暖后的剧烈气候变化造成的2 在大气1,2. 这也解释了 210 亿年前第四次大灭绝或三叠纪-侏罗纪灭绝的原因,当时许多大型动物的灭绝为恐龙的繁衍扫清了道路。 大规模火山爆发似乎与这两次大灭绝有关。  

最近的一次白垩纪末灭绝(或白垩纪-古近纪灭绝或第五次大规模灭绝)发生在大约 65.5 万年前。这是生命史上最大规模的灭绝事件之一,所有非鸟类恐龙都被彻底消灭。有鸟类和非鸟类恐龙。鸟类恐龙是温血动物,而非鸟类恐龙是冷血动物。飞行爬行动物和非鸟类恐龙彻底灭绝,而鸟类恐龙的系统发育后代却存活到了现代,标志着恐龙时代的突然结束。当时,由于一颗大型小行星撞击墨西哥希克苏鲁伯地球,以及大规模火山喷发,导致气候变化,导致粮食供应枯竭,环境发生了巨大变化。小行星撞击不仅引发冲击波、大热脉冲和海啸,还释放出大量尘埃和碎片。 气氛 阳光无法到达地球表面,因此光合作用几乎停止,冬季漫长。光合作用的缺乏意味着初级生产植物(包括浮游植物和藻类)以及依赖动物物种的破坏1,3. 小行星撞击是灭绝的主要驱动力,但另一方面,当时的火山喷发通过向大气中投掷烟雾和尘埃进一步加剧了黑暗和冬季,从而导致了大规模灭绝。 另一方面,它也引起了火山活动的变暖4. 至于整个非鸟类恐龙家族的彻底灭绝,对鸟类恐龙后代的生理学研究表明,之前的卵子发育中的胚胎中缺乏维生素D3(胆钙化醇)导致死亡,导致无法繁殖。孵化5.  

在目前的人类世时期(即人类时期),一些研究人员认为,由于气候变化、污染、森林砍伐、全球变暖等人为环境问题,第六次大规模灭绝目前已经在进行中。这是基于关于对当前物种灭绝率的估计,发现其与早期大规模灭绝的物​​种灭绝率的范围相似1. 事实上,另一项研究的结果证实,目前生物多样性的灭绝率远高于从化石记录中获得的五次早期大规模灭绝的灭绝率 6,7,8 保护举措似乎没有多大帮助8. 此外,还有其他人为因素,如核战争/灾难,有可能引发大规模灭绝。 尽管全球集体采取措施并为裁军、减缓气候变化、减少碳排放和物种保护做出了持续努力,但一些研究人员建议通过进一步降低出生率和结束“增长”来缩小人类企业的规模、减少人口。狂躁'9.  

与上一次白垩纪末期的灭绝一样,未来任何因可能的影响而引起的环境灾难 空间 和/或大规模火山喷发也可能对人类构成严重的生存挑战,因为从长远来看,就像每一个 行星,地球将受到以下影响的威胁 空间 (以及火山喷发)由于长期黑暗而最终导致光合作用停止,因此所有初级生产植物和依赖动物物种将面临灭绝。 

深海殖民 空间 和使与地球相连的小行星偏离地球是人类应对小行星撞击所造成的生存威胁的两种可能的反应 空间. 美国航空航天局的 阿蒂米斯 Moon 使命是深入的开始 空间 人类居住使人类成为多行星 物种。该计划不仅将在地球及其周围创造长期的人类存在 Moon 还教授为人类使命和居住做准备的课程 三月。阿尔忒弥斯任务将在 太阴 表面为宇航员提供一个在其上生活和工作的家 Moon。这将是人类首次在另一个天体表面生活10. 美国航空航天局的 行星 国防 DART 任务旨在测试一种使小行星偏离地球的方法。这两个 空间 特派团对于缓解因气候变化影响而给人类带来的生存挑战有着巨大的希望 空间

 ***   

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

***

参考文献:  

  1. Khlebodarova TM 和 Likhoshvai VA 2020。生命史上全球灭绝的原因:事实和假设。 Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii。 2020 年 24 月;4(407):419-XNUMX。 DOI: https://doi.org/10.18699/VJ20.633 | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7716527/  
  1. Wu,Y.,Chu,D.,Tong,J. 等。 二叠纪-三叠纪大灭绝期间大气 pCO2 增加了六倍。 Nat Commun 12, 2137 (2021)。 https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  
  1. 舒尔特 P., 2010. 白垩纪-古近纪边界的希克苏鲁伯小行星撞击和大规模灭绝。 科学。 5 年 2010 月 327 日。第 5970 卷,第 XNUMX 期。DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 
  1. 基亚伦萨 2020. 小行星撞击,而不是火山作用,导致了白垩纪末期恐龙的灭绝。 29 年 2020 月 117 日出版。PNAS。 29 (17084) 17093-XNUMX。 DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  
  1. 弗雷泽,D.(2019)。 恐龙为什么会灭绝? 胆钙化醇(维生素 D3)缺乏症可以解决吗? 营养科学杂志,8,E9。 DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  
  1. 巴诺斯基广告, 2011. 地球第六次大灭绝已经到来了吗? 自然。 2011;471(7336):51-57。 DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  
  1. 塞巴洛斯 G., 2015. 加速现代人类引起的物种损失:进入第六次大规模灭绝。 科学。 进阶。 2015;1(5): e1400253。 DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  
  1. 考伊 RH 2022.第六次大灭绝:事实,虚构还是猜测? 生物学评论。 第 97 卷,2 年 2022 月 640 日,第 663-10 页。 首次发布:2022 年 XNUMX 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 
  1. Rodolfo D.、Gerardo C. 和 Ehrlich P.,2022 年。循环排水:灭绝危机和人类的未来。 出版时间:27 年 2022 月 3772021037820210378 日。英国皇家学会生物科学哲学汇刊。 BXNUMX DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 
  1. Prasad U.,2022 年。Artemis 月球任务:迈向深空人类居住区。 科学欧洲。 11 年 2022 月 XNUMX 日发布。可在 http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

*** 

乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
科学记者| 《科学欧洲》杂志创始人编辑

订阅电邮通讯

将通过所有最新新闻,优惠和特别公告进行更新。

最热门文章

“缓激肽假说”解释了 COVID-19 中夸大的炎症反应

一种解释不同无关症状的新机制...

MHRA 批准 Moderna 的 mRNA COVID-19 疫苗

药品和保健产品监管机构(MHRA),监管机构...

NASA 的 OSIRIS-REx 任务将小行星 Bennu 的样本带到地球  

NASA 的第一个小行星样本返回任务 OSIRIS-REx 发射了七颗...
- 广告 -
94,335风扇喜欢
47,639产品粉丝关注
1,772产品粉丝关注
30认购订阅