Massa-uitsterwings in die geskiedenis van lewe: Betekenis van NASA se Artemis Moon en Planetary Defence DART-missies  

Evolusie en uitwissing van nuwe spesies het hand aan hand gegaan sedert lewe op Aarde begin het. Daar was egter ten minste vyf episodes van grootskaalse uitsterwing van lewensvorme in die afgelope 500 miljoen jaar. In hierdie episodes is meer as driekwart van die bestaande spesies uitgeskakel. Dit word na verwys as globale uitwissing of massa uitsterwing. Die vyfde Massa Uitwissing was die laaste sulke episode wat ongeveer 65 miljoen jaar gelede in die Krytydperk plaasgevind het. Dit is veroorsaak as gevolg van asteroïde impak. Die gevolglike toestande het gelei tot die uitskakeling van dinosourusse van die aardoppervlak. In die huidige Antroposeen tydperk (dws die tydperk van die mensdom), word daar vermoed dat die Aarde reeds in of op die rand van Sesde is. Massa Uitwissing, as gevolg van mensgemaakte omgewingskwessies (soos klimaatsverandering, besoedeling, ontbossing, aardverwarming, ens.). Verder het faktore soos kern-, biologiese of ander soorte oorlogvoering/konflik, natuurlike omgewingsrampe soos vulkaniese uitbarsting of asteroïde-impak ook die potensiaal om massa-uitwissing te veroorsaak. Sprei uit in ruimte is een van die maniere om eksistensiële uitdagings wat die mensdom in die gesig staar, te hanteer. NASAse Artemis maan Sending is 'n begin na diep ruimte menslike bewoning deur toekomstige kolonisasie van die maan en Mars. Planetêr verdediging deur 'n asteroïde weg van die Aarde af te buig, is nog 'n strategie wat oorweeg word. NASA se DART-sending is die eerste so 'n asteroïde defleksie toets wat volgende maand sal probeer om 'n naby-aarde asteroïde af te buig. 

Die omgewing het nog altyd heeltyd verander. Dit het 'n tweeledige uitwerking op die lewensvorme gehad – terwyl negatiewe seleksie druk op diegene wat nie geskik is om te oorleef in die omgewing lei tot hul uitsterwing, aan die ander kant, dit bevoordeel oorlewing van die lewensvorme buigsaam genoeg om aan te pas by nuwe toestande. Dit het uiteindelik gelei tot die hoogtepunt van evolusie van nuwe spesies. Dus moes uitwissing en evolusie van nuwe lewensvorme hand aan hand gegaan het, byna naatloos sedert die begin van lewe op die Aarde.  

Die geskiedenis van die Aarde was egter nie altyd glad nie. Daar was gevalle van dramatiese en drastiese gebeure wat 'n sterk nadelige impak op lewensvorme gehad het, wat gelei het tot baie grootskaalse uitsterwing van spesies. 'Globale uitwissing' of 'massa-uitwissing' is die term wat gebruik word om episodes te beskryf toe ongeveer driekwart van die bestaande biodiversiteit in 'n relatief kort interval van geologiese tyd uitgesterf het. In die afgelope 500 miljoen jaar was daar ten minste vyf gevalle van grootskaalse massa-uitwissing¹.  

Tabel: Aarde, massa-uitsterwings van spesies en die mensdom  

Hierdie 'Groot Vyf'-uitsterwings is beskryf op grond van ontleding van 'n databasis oor duisende mariene ongewerwelde fossiele.  

In die Kambriese tydperk (541-485 miljoen jaar gelede) was daar 'n wilde ontploffing van nuwe lewensvorme. Dit is gevolg deur die Eerste Massa-uitsterwing van lewe op Aarde wat 400 miljoen jaar gelede in die Ordovicium-Siluriese tydperk plaasgevind het. Dit het meegebring dat meer as 85% van mariene biodiversiteit as gevolg van klimaatsverandering as gevolg van globale afkoeling van die tropiese oseaan uitgesterf is, gevolg deur vermindering in seevlak en verlies van habitatte in laagliggende gebiede. Die Tweede Massa-uitsterwing het 365 miljoen jaar gelede in die Devoon-tydperk plaasgevind, wat blykbaar veroorsaak is as gevolg van vermindering in suurstofkonsentrasie van water toe die seevlak hoog was. Vulkaniese aktiwiteit word tans beskou as die veroorsakende faktor agter die tweede uitwissing¹.   

Die Derde Massa-uitsterwing of Perm-Trias-uitwissing het ongeveer 250 miljoen jaar gelede in die Perm-Trias-tydperk plaasgevind. Dit word ook Great Dying genoem omdat meer as 90 persent van die Aarde se spesies uitgeskakel is. Dit is veroorsaak as gevolg van drastiese klimaatsverandering na vinnige aardverwarming as gevolg van massiewe vrystelling van kweekhuisgasse, veral die sesvoudige toename van CO₂ in die atmosfeer^1,2. Dit verklaar ook die oorsaak van die vierde massa-uitwissing of Trias-Jurassic-uitwissing 210 miljoen jaar gelede, wat die uitskakeling van baie groot diere die weg gebaan het vir dinosourusse om te floreer. Dit lyk of massiewe vulkaniese uitbarstings die gebeurtenis is wat met hierdie twee groot uitwissings geassosieer word.  

Die mees onlangse, einde-Kryt-uitwissing (of Kryt-Paleogeen-uitwissing of die Vyfde Massa-uitsterwing) het sowat 65.5 miljoen jaar gelede plaasgevind. Dit was een van die grootste massa-uitsterwings in die geskiedenis van die lewe wat die algehele uitskakeling van alle nie-voël-dinosourusse meegebring het. Daar was beide voël- en nie-voël-dinosourusse. Voëldinosourusse was warmbloedig terwyl nie-voëldinosourusse koudbloedig was. Vlieënde reptiele en nie-voël-dinosourusse het algehele uitsterwing gely terwyl die filogenetiese afstammelinge van voël-dinosourusse tot vandag toe oorleef, wat die skielike einde van die era van die dinosourusse aandui. Dit was die tyd toe grootskaalse veranderinge in die omgewing plaasgevind het as gevolg van die impak van 'n groot asteroïde op die Aarde by Chicxulub, Mexiko en duo tot groot vulkaniese uitbarstings wat uitgeloop het op klimaatsverandering wat veroorsaak het dat die voedselvoorraad opdroog. Asteroïde impak het nie net skokgolwe, 'n groot hittepuls en tsoenami's veroorsaak nie, maar het ook groot hoeveelhede stof en puin in die atmosfeer wat sonlig gestop het om die Aarde se oppervlak te bereik, dus naby die staking van fotosintese en 'n lang winter. Die gebrek aan fotosintese beteken vernietiging van primêre produsenteplante insluitend fitoplankton en alge sowel as van afhanklike dierspesies^1,3. Asteroïde-impak was die hoofdrywer van uitwissing, maar vulkaniese uitbarstings rondom die tyd het aan die een kant bygedra tot massa-uitwissing deur die donkerte en winter verder te vererger deur rookpluime en stof in die atmosfeer te gooi. Aan die ander kant het dit ook verwarming deur vulkanisme veroorsaak⁴. Wat die totale uitsterwing van die hele familie van nie-voël-dinosourusse betref, dui die studie van fisiologie van afstammelinge van voëldinosourusse daarop dat daar mislukking was om voort te plant as gevolg van 'n tekort aan vitamien D3 (cholekalsiferol) in die ontwikkelende embrio's in eiers wat tot die dood gelei het voor uitbroei⁵.  

In die huidige Antroposeen-tydperk (dws die tydperk van die mensdom) redeneer sommige navorsers dat 'n Sesde Massa-uitwissing reeds tans aan die gang is met vergunning van mensgemaakte omgewingskwessies soos klimaatsverandering, besoedeling, ontbossing, aardverwarming, ens. op skattings van huidige uitsterwingsyfers van spesies, wat gevind word om in soortgelyke reeks te wees as spesie-uitsterwingsyfers vir vroeëre massa-uitsterwings¹. Trouens, resultate van 'n ander studie bevestig dat die huidige tempo van uitsterwing van biodiversiteit veel hoër is as die uitsterwingsyfers vir die vyf vroeëre massa-uitsterwings wat uit die fossielrekord verkry is ^6,7,8 en die bewaringsinisiatiewe blyk nie veel te help nie⁸. Verder is daar ander mensgemaakte faktore soos kernoorlog/ramp wat die potensiaal het om massa-uitwissing te veroorsaak. Globale kollektiewe stappe en konsekwente pogings tot ontwapening, versagting van klimaatsverandering, vermindering van koolstofvrystelling en bewaring van spesies, ten spyte daarvan, stel sommige navorsers voor om die omvang van die menslike onderneming, krimping van menslike bevolking te verminder deur verdere vermindering van geboortesyfers en die einde van 'groei manie'⁹.  

Soos die laaste einde-Kryt-uitwissing, enige toekomstige omgewingsramp wat voortspruit uit moontlike impakte van ruimte en/of van massiewe vulkaniese uitbarstings kan ook ernstige eksistensiële uitdagings voor die mensdom inhou, want op die lang termyn, soos elke vliegtuig, Aarde sal in gevaar gestel word deur impakte van ruimte (sowel as deur vulkaniese uitbarstings) wat uitloop op die staking van fotosintese as gevolg van langdurige donkerte, dus sal alle primêre produsenteplante en afhanklike dierspesies desimasie in die gesig staar. 

Kolonisasie van diep ruimte en om aardgebonde asteroïdes weg van die Aarde af te buig, is twee moontlike reaksies van die mensdom op die eksistensiële bedreigings wat deur impakte van ruimte. NASA se Artemis maan Sending is 'n begin na diep ruimte menslike bewoning om mense 'n multi-vliegtuig spesies. Hierdie program sal nie net langtermyn menslike teenwoordigheid op en om die maan maar leer ook lesse ter voorbereiding vir menslike sendings en woonplekke op Mars. Artemis-sending sal 'n basiskamp op die bou maan oppervlak om ruimtevaarders 'n tuiste te gee om op die te woon en te werk maan. Dit sal die eerste geval wees van mense wat op die oppervlak van 'n ander hemelliggaam lewe¹⁰. NASA se Planetêre verdediging DART Mission is ingestel om 'n metode te toets om 'n asteroïde weg van die Aarde af te buig. Beide van hierdie ruimte missies hou aansienlike belofte in vir die versagting van eksistensiële uitdagings aan die mensdom wat deur impak van ruimte. 

 ***   

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

***

Verwysings:  

1. Khlebodarova TM en Likhoshvai VA 2020. Oorsake van globale uitsterwings in die geskiedenis van die lewe: feite en hipoteses. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020 Jul;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. Sesvoudige toename van atmosferiese pCO2 tydens die Perm-Trias-massa-uitwissing. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  

3. Schulte P., et al 2010. Die Chicxulub-asteroïde-impak en massa-uitsterwing by die Kryt-Paleogeen-grens. WETENSKAP. 5 Maart 2010. Vol 327, Uitgawe 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 

4. Chiarenza AA et al 2020. Asteroïde impak, nie vulkanisme nie, het die einde-Kryt-dinosourus-uitwissing veroorsaak. Gepubliseer 29 Junie 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  

5. Fraser, D. (2019). Hoekom het die dinosourusse uitgesterf? Kan cholecalciferol (vitamien D3) tekort die antwoord wees? Tydskrif vir Voedingswetenskap, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  

6. Barnosky AD, et al 2011. Het die Aarde se sesde massa-uitwissing reeds aangebreek? Aard. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  

7. Ceballos G., et al 2015. Versnelde moderne mens-geïnduseerde spesieverliese: Betree die sesde massa-uitwissing. Wetenskap. Adv. 2015;1(5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  

8. Cowie RH et al 2022. The Sixth Mass Extinction: feit, fiksie of spekulasie? Biologiese resensies. Jaargang 97, Uitgawe 2 April 2022 Bladsye 640-663. Eerste gepubliseer: 10 Januarie 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 

9. Rodolfo D., Gerardo C., en Ehrlich P., 2022. Circling the drain: the extinction crisis and the future of humanity. Gepubliseer:27 Junie 2022. Philosophical Transactions of The Royal Society Biological Sciences. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 

10. Prasad U., 2022. Artemis Moon Mission: Towards Deep Space Human Habitation. Wetenskaplike Europese. Gepubliseer 11 Augustus 2022. Beskikbaar by http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

***