MASSA-EXTINCTIE: OORZAKEN EN DE BELANGRIJKSTE - BIOLOGIE - 2026

Massa- extincties zijn gebeurtenissen die worden gekenmerkt door het verdwijnen van een groot aantal biologische soorten in korte tijd. Dit type uitsterven is meestal terminaal, dat wil zeggen dat een soort en zijn verwanten verdwijnen zonder nakomelingen achter te laten.

Massa-extincties verschillen van andere extincties doordat ze abrupt zijn en door grote aantallen soorten en individuen te elimineren. Met andere woorden, de snelheid waarmee soorten tijdens deze gebeurtenissen verdwijnen, is erg hoog en het effect ervan wordt in relatief korte tijd gewaardeerd.

Figuur 1. Hypothese van de dood van dinosauriërs door het effect van giftige gassen in de Deccan Stairs. Massale uitbarstingen vonden plaats in zuid-centraal India, in een van de grootste vulkanische formaties op aarde. Bron: nsf.gov

In de context van geologische tijdperken (met een duur van tientallen of honderden miljoenen jaren) kan "korte tijd" enkele jaren (zelfs dagen) betekenen, of perioden van honderden miljarden jaren.

Massa-extincties kunnen meerdere veroorzakers en gevolgen hebben. Fysieke en klimatologische oorzaken veroorzaken vaak cascades van effecten in voedselwebben of direct op sommige soorten. De effecten kunnen "ogenblikkelijk" zijn, zoals die optreden nadat een meteoriet de planeet Aarde raakt.

Oorzaken van massa-uitstervingen

De oorzaken van massa-uitstervingen kunnen in twee hoofdtypen worden ingedeeld: biologisch en ecologisch.

Biologisch

Onder deze zijn: competitie tussen soorten om middelen die beschikbaar zijn om te overleven, predatie, epidemieën, onder andere. De biologische oorzaken van massa-extincties hebben rechtstreeks invloed op een groep soorten of de hele trofische keten.

Milieu

Onder deze oorzaken kunnen we noemen: stijgingen of dalingen van de zeespiegel, ijstijden, toegenomen vulkanisme, de effecten van nabije sterren op planeet Aarde, effecten van kometen, asteroïde-inslagen, veranderingen in de baan van de aarde of het magnetisch veld, opwarming van de aarde of afkoeling, onder anderen.

Al deze oorzaken, of een combinatie ervan, zouden op een gegeven moment kunnen hebben bijgedragen aan een massale uitsterving.

Multidisciplinaire studies van massa-uitstervingen

De uiteindelijke oorzaak van een massale uitsterving is moeilijk met absolute zekerheid vast te stellen, aangezien veel gebeurtenissen geen gedetailleerd verslag van het begin en de ontwikkeling ervan achterlaten.

We zouden bijvoorbeeld een fossielenbestand kunnen vinden dat het voorkomen van een belangrijke gebeurtenis van soortenverlies aantoont. Om echter de oorzaken vast te stellen die het hebben veroorzaakt, moeten we correlaties maken met andere variabelen die op de planeet zijn geregistreerd.

Dit soort diepgaand onderzoek vereist de deelname van wetenschappers uit verschillende gebieden, zoals biologie, paleontologie, geologie, geofysica, scheikunde, natuurkunde, astronomie, onder anderen.

De belangrijkste massa-uitstervingen

De volgende tabel geeft een overzicht van de belangrijkste massa-uitstervingen die tot nu toe zijn bestudeerd, de perioden waarin ze plaatsvonden, hun leeftijd, de duur van elk, het geschatte percentage uitgestorven soorten en hun mogelijke oorzaak.

Evolutionaire betekenis van massa-uitstervingen

Vermindering van biologische diversiteit

Massa-extincties verminderen de biologische diversiteit, aangezien volledige geslachten verdwijnen en bovendien worden afgezien van die welke hieruit zouden kunnen zijn voortgekomen. Massa-extinctie zou dan kunnen worden vergeleken met het snoeien van de levensboom, waarbij hele takken worden afgesneden.

Ontwikkeling van reeds bestaande soorten en opkomst van nieuwe soorten

Massa-extinctie kan ook een "creatieve" rol spelen in de evolutie, door de ontwikkeling van andere reeds bestaande soorten of takken te stimuleren, dankzij het verdwijnen van hun belangrijkste concurrenten of roofdieren. Daarnaast kan het ontstaan ​​van nieuwe soorten of takken in de levensboom voorkomen.

Het plotseling verdwijnen van planten en dieren die specifieke niches innemen, opent een reeks mogelijkheden voor de overlevende soorten. We kunnen dit waarnemen na verschillende generaties van selectie, aangezien de overgebleven geslachten en hun nakomelingen ecologische rollen kunnen gaan innemen die eerder werden vervuld door verdwenen soorten.

De factoren die het voortbestaan ​​van sommige soorten in tijden van uitsterven bevorderen, zijn niet noodzakelijk dezelfde die het voortbestaan ​​bevorderen in tijden van lage intensiteit van uitsterven.

Massa-extincties stellen vervolgens geslachten die voorheen een minderheid waren, in staat om te diversifiëren en een belangrijke rol te spelen in het nieuwe scenario na de ramp.

De evolutie van zoogdieren

Een bekend voorbeeld is dat van zoogdieren, die meer dan 200 miljoen jaar een minderheidsgroep vormden en pas na de massa-uitsterving van het Krijt-Tertiair (waarin de dinosauriërs verdwenen) zich ontwikkelden en een spel begonnen te spelen. grote rol.

We kunnen dan bevestigen dat de mens niet had kunnen verschijnen als de massale uitsterving van het Krijt niet had plaatsgevonden.

De KT-impact en de massa-extinctie van het Krijt-Tertiair

De hypothese van Álvarez

Luis Álvarez (1968 Nobelprijs voor natuurkunde), samen met de geoloog Walter Álvarez (zijn zoon), Frank Azaro en Helen Michel (nucleair chemici), stelden in 1980 de hypothese voor dat het krijt-tertiaire (KT) massa-uitsterven was product van de inslag van een asteroïde met een diameter van 10 ± 4 kilometer.

Deze hypothese komt voort uit de analyse van de zogenaamde KT-limiet, een dunne laag klei die rijk is aan iridium, die op planetaire schaal wordt gevonden net op de grens die de sedimenten verdeelt die overeenkomen met de Krijt- en Tertiaire (KT) -perioden.

Iridium

Iridium (Ir) is het scheikundig element met atoomnummer 77 dat zich in groep 9 van het periodiek systeem bevindt. Het is een overgangsmetaal, uit de platinagroep.

Het is een van de zeldzaamste elementen op aarde, beschouwd als een metaal van buitenaardse oorsprong, omdat de concentratie in meteorieten vaak hoog is in vergelijking met concentraties op de grond.

Figuur 2. KT of Krijt-Paleogeen grens, die het einde van een tijdperk markeert. Anky-man, van Wikimedia Commons

KT-limiet

Wetenschappers vonden veel hogere iridiumconcentraties in de sedimenten van deze kleilaag, de KT-grens, dan in de voorgaande lagen. In Italië vonden ze een toename van 30 keer in vergelijking met de vorige lagen; in Denemarken 160 en in Nieuw-Zeeland 20.

De hypothese van Álvarez suggereerde dat de impact van de asteroïde de atmosfeer verdonkerde, de fotosynthese remde en de dood van een groot deel van de bestaande flora en fauna versnelde.

Deze hypothese ontbrak echter het belangrijkste bewijs, omdat ze de plaats waar de asteroïde-inslag had plaatsgevonden niet konden lokaliseren.

Tot dan toe was er geen enkele krater van de verwachte omvang gerapporteerd om te bevestigen dat de gebeurtenis daadwerkelijk had plaatsgevonden.

Chicxulub

Ondanks dat ze dit niet hadden gemeld, hadden geofysici Antonio Camargo en Glen Penfield (1978) de krater al ontdekt als gevolg van de inslag, terwijl ze in Yucatán naar olie zochten, werkend voor het Mexicaanse staatsoliemaatschappij (PEMEX).

Camargo en Penfield bereikten een onderwaterboog van ongeveer 180 km breed die doorging in het Mexicaanse schiereiland Yucatan, met een centrum in de stad Chicxulub.

Figuur 3. Zwaartekrachtkaart met de anomalie op het schiereiland Yucatan. Bron: computer gegenereerde zwaartekrachtkaart van de Chicxulub-krater in México (NASA).

Hoewel deze geologen hun bevindingen op een conferentie in 1981 hadden gepresenteerd, hield het gebrek aan toegang tot de boorkernen hen van het onderwerp af.

Ten slotte nam journalist Carlos Byars in 1990 contact op met Penfield met astrofysicus Alan Hildebrand, die hem uiteindelijk toegang gaf tot de boorkernen.

Hildebrand publiceerde in 1991 samen met Penfield, Camargo en andere wetenschappers de ontdekking van een cirkelvormige krater op het schiereiland Yucatan, Mexico, met een grootte en vorm die afwijkingen van magnetische en zwaartekrachtvelden onthullen, als een mogelijke inslagkrater die plaatsvond in het Krijt-Tertiair .

Andere hypothesen

De massa-extinctie van het Krijt-Tertiair (en de KT Impact-hypothese) is een van de meest bestudeerde. Ondanks het bewijs dat de hypothese van Álvarez ondersteunt, hebben andere benaderingen het overleefd.

Er wordt beweerd dat stratigrafische en micropaleontologische gegevens uit de Golf van Mexico en de Chicxulub-krater de hypothese ondersteunen dat deze inslag de KT-grens enkele honderdduizenden jaren voorafging en daarom niet de massale uitsterving had kunnen veroorzaken. in het Krijt-Tertiair.

Er wordt gesuggereerd dat andere ernstige milieueffecten de triggers kunnen zijn van de massale uitsterving aan de KT-grens, zoals de Deccan-vulkaanuitbarstingen in India.

Deccan is een groot plateau van 800.000 km ² dat het zuid-centrale grondgebied van India doorkruist, met sporen van lava en enorme uitstoot van zwavel en kooldioxide die mogelijk de massale uitsterving aan de KT-grens hebben veroorzaakt.

Laatste bewijs

Peter Schulte en een groep van 34 onderzoekers publiceerden in 2010 in het prestigieuze tijdschrift Science een grondige evaluatie van de twee voorgaande hypothesen.

Schulte et al. Analyseerde een synthese van recente stratigrafische, micropaleontologische, petrologische en geochemische gegevens. Bovendien evalueerden ze beide uitstervingsmechanismen op basis van hun voorspelde omgevingsstoringen en de verspreiding van leven op aarde voor en na de KT-limiet.

Ze concludeerden dat de Chicxulub-impact de massale uitsterving van de KT-limiet veroorzaakte, vanwege het feit dat er een tijdelijke overeenkomst is tussen de ejectielaag en het begin van uitsterven.

Bovendien ondersteunen ecologische patronen in het fossielenbestand en gemodelleerde omgevingsstoringen (zoals duisternis en afkoeling) deze conclusies.

Referenties

1. Álvarez, LW, Álvarez, W., Asaro, F., & Michel, HV (1980). Buitenaardse oorzaak voor het krijt-tertiaire uitsterven. Science, 208 (4448), 1095-1108. doi: 10.1126 / science.208.4448.1095
2. Hildebrand, AR, Pilkington, M., Connors, M., Ortiz-Aleman, C., & Chavez, RE (1995). Grootte en structuur van de Chicxulub-krater onthuld door horizontale zwaartekrachtgradiënten en cenotes. Nature, 376 (6539), 415-417. doi: 10.1038 / 376415a0
3. Renne, PR, Deino, AL, Hilgen, FJ, Kuiper, KF, Mark, DF, Mitchell, WS,… Smit, J. (2013). Tijdschalen van kritieke gebeurtenissen rond de grens van het krijt-paleogeen. Wetenschap, 339 (6120), 684-687. doi: 10.1126 / science.1230492
4. Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, JA, Barton, PJ, Bown, PR,… Willumsen, PS (2010). De Chicxulub-asteroïde-impact en massa-extinctie aan de grens van het Krijt-Paleogeen. Wetenschap, 327 (5970), 1214-1218. doi: 10.1126 / science.1177265
5. Pope, KO, Ocampo, AC & Duller, CE (1993) Oppervlakkige geologie van de Chicxulub-inslagkrater, Yucatan, Mexico. Earth Moon Planets 63, 93–104.
6. Hildebrand, A., Penfield, G., Kring, D., Pilkington, M., Camargo, A., Jacobsen, S. en Boynton, W. (1991). Chicxulub Crater: een mogelijke Krijt / Tertiaire grensinslagkrater op het schiereiland Yucatán, Mexico. Geologie. 19 (9): 861-867.