MASSENSTERBEN: URSACHEN UND DAS WICHTIGSTE - BIOLOGIE - 2025

Massen Extinktionen sind Ereignisse durch das Verschwinden von einer großen Anzahl von biologischen Arten , in kurzer Zeit aus. Diese Art des Aussterbens ist normalerweise endständig, dh eine Art und ihre Verwandten verschwinden, ohne Nachkommen zu hinterlassen.

Massensterben unterscheidet sich von anderen Aussterben dadurch, dass es abrupt ist und eine große Anzahl von Arten und Individuen eliminiert. Mit anderen Worten, die Rate, mit der Arten während dieser Ereignisse verschwinden, ist sehr hoch und ihre Wirkung wird in relativ kurzer Zeit erkannt.

Abbildung 1. Hypothese des Todes von Dinosauriern aufgrund der Wirkung toxischer Gase in der Deccan-Treppe. In Süd-Zentralindien, in einer der größten Vulkanformationen der Erde, kam es zu massiven Eruptionen. Quelle: nsf.gov

Im Kontext geologischer Epochen (Dauer von zehn oder Hunderten von Millionen Jahren) kann "kurze Zeit" einige Jahre (sogar Tage) oder Zeiträume von Hunderten von Milliarden Jahren bedeuten.

Massensterben kann mehrere Erreger und Folgen haben. Physikalische und klimatische Ursachen lösen häufig Kaskaden von Effekten in Nahrungsnetzen oder direkt bei einigen Arten aus. Die Auswirkungen können "augenblicklich" sein, wie sie auftreten, nachdem ein Meteorit den Planeten Erde getroffen hat.

Ursachen für Massensterben

Die Ursachen für das Massensterben könnten in zwei Haupttypen eingeteilt werden: biologische und umweltbedingte.

Biologisch

Dazu gehören unter anderem: Wettbewerb zwischen Arten um Ressourcen, die für ihr Überleben zur Verfügung stehen, Raubtiere, Epidemien. Die biologischen Ursachen des Massensterbens betreffen direkt eine Gruppe von Arten oder die gesamte trophische Kette.

Umwelt

Unter diesen Ursachen können wir erwähnen: Zunahme oder Abnahme des Meeresspiegels, Vereisungen, erhöhter Vulkanismus, die Auswirkungen benachbarter Sterne auf den Planeten Erde, Auswirkungen von Kometen, Asteroideneinschläge, Änderungen der Erdumlaufbahn oder des Magnetfelds, unter anderem globale Erwärmung oder Abkühlung.

Alle diese Ursachen oder eine Kombination davon könnten zu einem Massensterben an einem Punkt beigetragen haben.

Multidisziplinäre Studien zum Massensterben

Die endgültige Ursache für ein Massensterben ist schwer mit absoluter Sicherheit zu ermitteln, da viele Ereignisse keine detaillierten Aufzeichnungen über ihren Beginn und seine Entwicklung hinterlassen.

Zum Beispiel könnten wir einen Fossilienbestand finden, der das Auftreten eines wichtigen Ereignisses des Artenverlusts belegt. Um jedoch die Ursachen zu ermitteln, die es erzeugt haben, müssen wir Korrelationen mit anderen Variablen herstellen, die auf dem Planeten registriert sind.

Diese Art der Tiefenuntersuchung erfordert die Teilnahme von Wissenschaftlern aus verschiedenen Bereichen wie Biologie, Paläontologie, Geologie, Geophysik, Chemie, Physik und Astronomie.

Wichtigste Massensterben

Die folgende Tabelle zeigt eine Zusammenfassung der wichtigsten bisher untersuchten Massensterben, der Zeiträume, in denen sie aufgetreten sind, ihres Alters, ihrer Dauer, des geschätzten Prozentsatzes ausgestorbener Arten und ihrer möglichen Ursache.

Evolutionäre Bedeutung des Massensterbens

Verringerung der biologischen Vielfalt

Massensterben verringern die biologische Vielfalt, da vollständige Abstammungslinien verschwinden und darüber hinaus auf diejenigen verzichtet wird, die daraus entstanden sein könnten. Das Massensterben könnte dann mit dem Beschneiden des Lebensbaums verglichen werden, bei dem ganze Äste abgeschnitten werden.

Entwicklung bereits existierender Arten und Entstehung neuer Arten

Das Massensterben kann auch eine "kreative" Rolle in der Evolution spielen und die Entwicklung anderer bereits existierender Arten oder Zweige stimulieren, da ihre Hauptkonkurrenten oder Raubtiere verschwinden. Darüber hinaus können neue Arten oder Zweige im Baum des Lebens entstehen.

Das plötzliche Verschwinden von Pflanzen und Tieren, die bestimmte Nischen besetzen, eröffnet den überlebenden Arten eine Reihe von Möglichkeiten. Wir können dies nach mehreren Generationen der Selektion beobachten, da die überlebenden Linien und ihre Nachkommen ökologische Rollen einnehmen können, die zuvor von verschwundenen Arten ausgeübt wurden.

Die Faktoren, die das Überleben einiger Arten in Zeiten des Aussterbens fördern, sind nicht unbedingt dieselben, die das Überleben in Zeiten geringer Intensität des Aussterbens begünstigen.

Das Massensterben ermöglicht es dann Linien, die zuvor eine Minderheit waren, sich zu diversifizieren und eine wichtige Rolle im neuen Szenario nach der Katastrophe zu spielen.

Die Entwicklung der Säugetiere

Ein bekanntes Beispiel sind Säugetiere, die mehr als 200 Millionen Jahre lang eine Minderheit waren und erst nach dem Aussterben der Kreidezeit und des Tertiärs (bei dem die Dinosaurier verschwanden) sich entwickelten und anfingen, ein Spiel zu spielen. große Rolle.

Wir können dann bestätigen, dass der Mensch nicht hätte erscheinen können, wenn das Massensterben der Kreidezeit nicht stattgefunden hätte.

Der KT-Aufprall und das Aussterben der Kreide-Tertiär-Masse

Álvarez 'Hypothese

Luis Álvarez (1968 Nobelpreis für Physik) schlug 1980 zusammen mit dem Geologen Walter Álvarez (seinem Sohn), Frank Azaro und Helen Michel (Kernchemiker) die Hypothese vor, dass das Massensterben der Kreidezeit im Tertiär (KT) der Fall sei Produkt des Aufpralls eines Asteroiden mit einem Durchmesser von 10 ± 4 Kilometern.

Diese Hypothese ergibt sich aus der Analyse der sogenannten KT-Grenze, bei der es sich um eine dünne, iridiumreiche Tonschicht handelt, die sich auf planetarischer Ebene direkt an der Grenze befindet, die die Sedimente entsprechend der Kreide- und Tertiärperiode (KT) teilt.

Iridium

Iridium (Ir) ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 77, das sich in Gruppe 9 des Periodensystems befindet. Es ist ein Übergangsmetall aus der Platingruppe.

Es ist eines der seltensten Elemente auf der Erde und gilt als Metall außerirdischen Ursprungs, da seine Konzentration in Meteoriten im Vergleich zu Konzentrationen am Boden häufig hoch ist.

Abbildung 2. KT- oder Kreide-Paläogen-Grenze, die das Ende einer Ära markiert. Anky-Man von Wikimedia Commons

KT-Grenze

Wissenschaftler fanden in den Sedimenten dieser Tonschicht, die als KT-Grenze bezeichnet wird, viel höhere Iridiumkonzentrationen als in den vorhergehenden Schichten. In Italien wurde eine 30-fache Zunahme gegenüber den vorherigen Schichten festgestellt; in Dänemark 160 und in Neuseeland 20.

Álvarez 'Hypothese besagte, dass der Einfluss des Asteroiden die Atmosphäre verdunkelte, die Photosynthese inhibierte und den Tod eines großen Teils der vorhandenen Flora und Fauna auslöste.

Dieser Hypothese fehlten jedoch die wichtigsten Beweise, da sie den Ort, an dem der Asteroideneinschlag aufgetreten war, nicht lokalisieren konnten.

Bis dahin war kein Krater der erwarteten Größe gemeldet worden, um zu bestätigen, dass das Ereignis tatsächlich eingetreten war.

Chicxulub

Obwohl die Geophysiker Antonio Camargo und Glen Penfield (1978) dies nicht gemeldet hatten, hatten sie den Krater bereits als Folge der Auswirkungen entdeckt, als sie in Yucatán nach Öl suchten und für die mexikanische staatliche Ölgesellschaft (PEMEX) arbeiteten.

Camargo und Penfield erreichten einen Unterwasserbogen von etwa 180 km Breite, der sich auf der mexikanischen Halbinsel Yucatan mit einem Zentrum in der Stadt Chicxulub fortsetzte.

Abbildung 3. Gravitationskarte mit der Anomalie auf der Halbinsel Yucatan. Quelle: Computergeneriertes Schwerkraftkartenbild des Chicxulub-Kraters in Mexiko (NASA).

Obwohl diese Geologen ihre Ergebnisse 1981 auf einer Konferenz vorgestellt hatten, hielten sie der fehlende Zugang zu den Bohrkernen vom Thema fern.

Schließlich kontaktierte der Journalist Carlos Byars 1990 Penfield mit dem Astrophysiker Alan Hildebrand, der schließlich den Zugang zu den Bohrkernen erleichterte.

Hildebrand veröffentlichte 1991 zusammen mit Penfield, Camargo und anderen Wissenschaftlern die Entdeckung eines kreisförmigen Kraters auf der Halbinsel Yucatan, Mexiko, mit einer Größe und Form, die Anomalien von Magnet- und Gravitationsfeldern als möglichen Einschlagkrater im Kreide-Tertiär aufdeckt .

Andere Hypothesen

Die Kreide-Tertiär-Massenauslöschung (und die KT-Impact-Hypothese) ist eine der am meisten untersuchten. Trotz der Beweise, die die Hypothese von Álvarez stützen, überlebten andere unterschiedliche Ansätze.

Es wurde argumentiert, dass stratigraphische und mikropaläontologische Daten aus dem Golf von Mexiko und dem Chicxulub-Krater die Hypothese stützen, dass dieser Einfluss mehrere hunderttausend Jahre vor der KT-Grenze lag und daher nicht zum Massensterben hätte führen können. in der Kreidezeit-Tertiär.

Es wird vermutet, dass andere schwerwiegende Umwelteinflüsse die Auslöser des Massensterbens an der KT-Grenze sein könnten, wie beispielsweise die Deccan-Vulkanausbrüche in Indien.

Deccan ist ein großes Plateau von 800.000 km ² , das das südzentrale Territorium Indiens durchquert, mit Spuren von Lava und einer enormen Freisetzung von Schwefel und Kohlendioxid, die das Massensterben an der KT-Grenze verursacht haben könnten.

Neueste Beweise

Peter Schulte und eine Gruppe von 34 Forschern veröffentlichten 2010 in der renommierten Fachzeitschrift Science eine gründliche Bewertung der beiden vorherigen Hypothesen.

Schulte et al. Analysierten eine Synthese aktueller stratigraphischer, mikropaläontologischer, petrologischer und geochemischer Daten. Darüber hinaus bewerteten sie beide Extinktionsmechanismen anhand ihrer vorhergesagten Umweltstörungen und der Verteilung des Lebens auf der Erde vor und nach der KT-Grenze.

Sie kamen zu dem Schluss, dass der Chicxulub-Aufprall die Massenauslöschung der KT-Grenze verursachte, da eine zeitliche Entsprechung zwischen der Auswurfschicht und dem Einsetzen der Auslöschung besteht.

Darüber hinaus stützen ökologische Muster im Fossilienbestand und modellierte Umweltstörungen (wie Dunkelheit und Abkühlung) diese Schlussfolgerungen.

Verweise

1. Álvarez, LW, Álvarez, W., Asaro, F. & Michel, HV (1980). Außerirdische Ursache für das Aussterben der Kreidezeit und des Tertiärs. Science, 208 (4448), 1095 & ndash; 1108. doi: 10.1126 / science.208.4448.1095
2. Hildebrand, AR, M. Pilkington, M. Connors, C. Ortiz-Aleman & RE Chavez (1995). Größe und Struktur des Chicxulub-Kraters durch horizontale Schwerkraftgradienten und Cenoten. Nature, 376 (6539), 415 & ndash; 417. doi: 10.1038 / 376415a0
3. Renne, PR, Deino, AL, Hilgen, FJ, Kuiper, KF, Mark, DF, Mitchell, WS,… Smit, J. (2013). Zeitskalen kritischer Ereignisse um die Kreide-Paläogen-Grenze. Science, 339 (6120), 684 & ndash; 687. doi: 10.1126 / science.1230492
4. Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, JA, Barton, PJ, Bown, PR,… Willumsen, PS (2010). Der Chicxulub-Asteroideneinschlag und das Massensterben an der Grenze zwischen Kreide und Paläogen. Science, 327 (5970), 1214 & ndash; 1218. doi: 10.1126 / science.1177265
5. Papst, KO, Ocampo, AC & Duller, CE (1993) Oberflächengeologie des Chicxulub-Einschlagkraters, Yucatan, Mexiko. Earth Moon Planets 63, 93–104.
6. Hildebrand, A., Penfield, G., Kring, D., Pilkington, M., Camargo, A., Jacobsen, S. und Boynton, W. (1991). Chicxulub-Krater: Ein möglicher Krater mit Kreide- / Tertiärgrenzen auf der Halbinsel Yucatán, Mexiko. Geologie. 19 (9): 861 & ndash; 867.