Масови изчезвания в историята на живота: Значението на мисиите DART на НАСА за луната Артемида и планетарната защита  

Evolution and extinction of new species have gone hand in hand since life began on Earth. However, there have been at least five episodes of large-scale extinctions of life-forms in the past 500 million years. In these episodes, more than three-quarters of the existing species got eliminated. These are referred to as global extinction or маса extinction. The Fifth Маса Extinction was the last such episode that occurred about 65 million years ago in Cretaceous period. This was caused due to asteroid impact. The resulting conditions led to the elimination of dinosaurs from the face of Earth. In the current Anthropocene period (i.e., the period of humanity), it is suspected that the Earth may already be in or on the verge of Sixth Маса Extinction, due to man-made environmental issues (such as climate change, pollution, deforestation, global warming, etc.). Further, factors like nuclear, biological or other types of warfare/conflict, natural environmental disasters such as volcanic eruption or asteroid impact also have the potential to trigger mass extinction. Spreading out into пространство is one of the ways to deal with existential challenges faced by the mankind. НАСА’s Artemis Луна Mission is a beginning towards deep пространство human habitation by future colonisation of the Луна намлява март. планетарен defence by deflecting an asteroid away from the Earth is another strategy being considered. NASA’s DART Mission is the first such asteroid deflection test which will try to deflect a near-Earth asteroid next month. 

Околната среда винаги се е променяла през цялото време. Това имаше двупосочен ефект върху формите на живот – докато отрицателният натиск за селекция срещу тези, които не са годни да оцелеят в заобикаляща среда води до тяхното изчезване, от друга страна, благоприятства оцеляването на форми на живот, достатъчно гъвкави, за да се адаптират към новите условия. Това в крайна сметка доведе до кулминацията на еволюцията на нови видове. Следователно изчезването и еволюцията на нови форми на живот трябва да вървят ръка за ръка, почти безпроблемно от началото на живота на Земя.  

Въпреки това, историята на Земята не винаги е била гладка. Имаше случаи на драматични и драстични събития, които имаха силно неблагоприятно въздействие върху формите на живот, което доведе до много мащабно изчезване на видове. „Глобално изчезване“ или „масово изчезване“ е терминът, използван за описване на епизоди, когато около три четвърти от съществуващото биоразнообразие е изчезнало в сравнително кратък интервал от геоложко време. През последните 500 милиона години е имало най-малко пет случая на широкомащабно масово измиране¹.  

Таблица: Земя, Масово измиране на видове и човечеството  

Тези „Големи пет“ изчезвания са описани въз основа на анализ на база данни за хиляди фосили на морски безгръбначни.  

В камбрийския период (преди 541-485 милиона години) е имало бурна експлозия на нови форми на живот. Това беше последвано от първото масово изчезване на живот на Земята, което се случи преди 400 милиона години в ордовикско-силурския период. Това доведе до изчезване на повече от 85% от морското биоразнообразие в резултат на изменението на климата поради глобалното охлаждане на тропическия океан, последвано от намаляване на морското равнище и загуба на местообитания в ниско разположени райони. Второто масово измиране е настъпило преди 365 милиона години през девонския период, което изглежда е причинено от намаляването на концентрацията на кислород във водата, когато нивото на морето е било високо. Понастоящем се смята, че вулканичната дейност е причина за второто изчезване¹.   

Третото масово измиране или пермско-триаското изчезване се е случило преди около 250 милиона години в периода перм-триас. Това се нарича още Голямо умиране, защото повече от 90 процента от видовете на Земята са били елиминирани. Това се дължи на драстичната промяна на климата след бързото глобално затопляне в резултат на масово изпускане на парникови газове, особено шесткратното увеличение на CO₂ в атмосферата^1,2. Това също обяснява причината за четвъртото масово изчезване или изчезване от триас-юра преди 210 милиона години, при което са изчезнали много големи животни, разчиствайки пътя за процъфтяването на динозаврите. Масивните вулканични изригвания изглежда са събитието, свързано с тези две големи изчезвания.  

Най-скорошното изчезване в края на креда (или изчезване от креда-палеоген или петото масово измиране) е настъпило преди около 65.5 милиона години. Това беше едно от най-големите масови изчезвания в историята на живота, при което бяха напълно унищожени всички нептичи динозаври. Имало е както птичи, така и нептичи динозаври. Птичите динозаври са били топлокръвни, докато нептичите динозаври са били студенокръвни. Летящите влечуги и нептичи динозаври претърпяха пълно изчезване, докато филогенетичните потомци на птичи динозаври оцеляха до съвременния ден, отбелязвайки внезапния край на ерата на динозаврите. Това беше времето, когато настъпиха огромни промени в околната среда поради удара на голям астероид със Земята в Чиксулуб, Мексико и дуото на огромни вулканични изригвания, които завършиха с изменението на климата, причиняващо изсъхване на хранителните запаси. Сблъсъкът с астероид не само причини ударни вълни, голям топлинен импулс и цунами, но също така освободи огромно количество прах и отломки в атмосфера което спря слънчевата светлина да достигне повърхността на Земята, следователно почти спиране на фотосинтезата и продължителна зима. Липсата на фотосинтеза означава унищожаване на първичните растения производители, включително фитопланктон и водорасли, както и на зависими животински видове^1,3. Ударът от астероид беше основният двигател на изчезването, но вулканичните изригвания по това време, от една страна, допринесоха за масовото изчезване чрез допълнително влошаване на тъмнината и зимата, като хвърляха кълба дим и прах в атмосферата. От друга страна, той също предизвика затопляне от вулканизъм⁴. Що се отнася до пълното изчезване на цялото семейство нептичи динозаври, изследването на физиологията на потомците на птичи динозаври предполага, че е имало неуспешно възпроизвеждане поради дефицит на витамин D3 (холекалциферол) в развиващите се ембриони в яйцата, което е довело до смърт преди излюпване⁵.  

В настоящия антропоценски период (т.е. периодът на човечеството) някои изследователи твърдят, че в момента вече е в ход шесто масово измиране благодарение на причинени от човека екологични проблеми като изменение на климата, замърсяване, обезлесяване, глобално затопляне и т.н. Това се основава относно оценките на настоящите нива на изчезване на видове, за които е установено, че са в подобни граници на нивата на изчезване на видове при по-ранни масови изчезвания¹. Всъщност резултатите от друго проучване потвърждават, че настоящите темпове на изчезване на биоразнообразието са много по-високи от темповете на изчезване за петте по-ранни масови изчезвания, получени от фосилните записи ^6,7,8 и инициативите за опазване не изглежда да помагат много⁸. Освен това има други причинени от човека фактори като ядрена война/катастрофа, които имат потенциала да предизвикат масово изчезване. Независимо от глобалните колективни стъпки и последователни усилия за разоръжаване, смекчаване на изменението на климата, намаляване на въглеродните емисии и опазване на видовете, някои изследователи предлагат намаляване на мащаба на човешкото предприятие, свиване на човешкото население чрез по-нататъшно намаляване на раждаемостта и края на „растежа“ мания⁹.  

Like the last end-Cretaceous extinction, any future environmental disaster arising from possible impacts from пространство and/or from massive volcanic eruptions may also pose serious existential challenge before mankind because in the long run, like every планета, Earth will be endangered by impacts from пространство (as well as by volcanic eruptions) culminating in cessation of photosynthesis due to prolonged darkness hence all primary producer plants and dependent animal species will face decimation. 

Colonisation of deep пространство and deflecting earth-bound asteroids away from the Earth are two possible responses of mankind to the existential threats posed by impacts from пространство. НАСА Артемида Луна Mission is a beginning towards deep пространство human habitation for making humans a multi-планета species. This programme will not only create long-term human presence on and around the Луна but also teach lessons in preparation for human missions and habitations on март. Artemis mission will build a base camp on the лунен surface to give astronauts a home to live and work on the Луна. This will be the first instance of humans living on the surface of another celestial body¹⁰. НАСА планетарен defence DART Mission is set to test a method of deflecting an asteroid away from the Earth. Both of these пространство missions hold considerable promise towards mitigation of existential challenges to mankind posed by impact from пространство. 

 ***   

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

***

Литература:  

1. Khlebodarova TM и Likhoshvai VA 2020. Причини за глобални изчезвания в историята на живота: факти и хипотези. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020 юли; 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. et al. Шесткратно увеличение на атмосферния pCO2 по време на пермско-триаското масово измиране. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  

3. Шулте П., и др 2010. Ударът на астероида Chicxulub и масовото измиране на границата между креда и палеоген. НАУКА. 5 март 2010 г. Том 327, брой 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 

4. Киаренца АА и др 2020. Ударът на астероид, а не вулканизмът, е причинил измирането на динозаврите в края на Креда. Публикувано на 29 юни 2020 г. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  

5. Фрейзър, Д. (2019). Защо динозаврите са изчезнали? Възможно ли е дефицитът на холекалциферол (витамин D3) да бъде отговорът? Journal of Nutritional Science, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  

6. Барноски АД, и др 2011. Настъпи ли вече шестото масово измиране на Земята? Природата. 2011; 471 (7336): 51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  

7. Себалос Г., и др 2015. Ускорени съвременни загуби на видове, причинени от човека: Навлизане в шестото масово изчезване. Sci. адв. 2015; 1 (5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  

8. Cowie RH и др 2022. Шестото масово измиране: факт, измислица или спекулация? Биологични прегледи. Том 97, брой 2 април 2022 г. Страници 640-663. Първо публикувано: 10 януари 2022 г. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 

9. Rodolfo D., Gerardo C. и Ehrlich P., 2022 г. Обикаляне на канализацията: кризата на изчезване и бъдещето на човечеството. Публикувано: 27 юни 2022 г. Философски публикации на Кралското общество по биологични науки. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 

10. Прасад У., 2022 г. Мисия Артемида на Луната: Към обитаването на хората в дълбокия космос. Научен европейски. Публикувано на 11 август 2022 г. Достъпно на http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

***