Estinzioni di massa nella storia della vita: significato delle missioni DART Artemis Moon e Planetary Defense della NASA  

L'evoluzione e l'estinzione di nuove specie sono andate di pari passo fin dall'inizio della vita sulla Terra. Tuttavia, negli ultimi 500 milioni di anni si sono verificati almeno cinque episodi di estinzione di massa su larga scala. In questi episodi, più di tre quarti delle specie esistenti sono scomparse. Questi eventi sono noti come estinzioni globali o estinzioni di massa . La Quinta Estinzione di Massa è stata l'ultima di queste, avvenuta circa 65 milioni di anni fa nel periodo Cretaceo. Fu causata dall'impatto di un asteroide. Le condizioni risultanti portarono all'eliminazione dei dinosauri dalla faccia della Terra. Nell'attuale Antropocene (ovvero, il periodo dell'umanità), si sospetta che la Terra possa già trovarsi nel mezzo o sull'orlo della Sesta Estinzione di Massa , a causa di problemi ambientali causati dall'uomo (come cambiamenti climatici, inquinamento, deforestazione, riscaldamento globale, ecc.). Inoltre, fattori come guerre/conflitti nucleari, biologici o di altro tipo, e disastri ambientali naturali come eruzioni vulcaniche o impatti di asteroidi hanno il potenziale di innescare un'estinzione di massa. L'espansione nello spazio è uno dei modi per affrontare le sfide esistenziali che l'umanità si trova ad affrontare. La missione lunare Artemis della NASA rappresenta un primo passo verso l'insediamento umano nello spazio profondo , attraverso la futura colonizzazione della Luna e di Marte . Un'altra strategia considerata è la difesa planetaria tramite la deviazione di un asteroide dalla Terra. La missione DART della NASA è il primo test di questo tipo e il mese prossimo tenterà di deviare un asteroide vicino alla Terra.

L'ambiente è in continua evoluzione. Ciò ha avuto un duplice effetto sulle forme di vita: se da un lato la pressione selettiva negativa contro gli organismi inadatti alla sopravvivenza ha portato alla loro estinzione, dall'altro ha favorito la sopravvivenza delle forme di vita sufficientemente flessibili da adattarsi a nuove condizioni. Questo ha infine portato al culmine dell'evoluzione di nuove specie. Pertanto, l'estinzione e l'evoluzione di nuove forme di vita dovrebbero essere andate di pari passo, quasi senza soluzione di continuità, fin dall'inizio della vita sulla Terra.

Tuttavia, la storia della Terra non è sempre stata priva di ostacoli. Ci sono stati casi di eventi drammatici e drastici che hanno avuto un forte impatto negativo sulle forme di vita, provocando estinzioni di massa su vasta scala. Il termine "estinzione globale" o "estinzione di massa" viene utilizzato per descrivere episodi in cui circa tre quarti della biodiversità esistente si sono estinti in un intervallo di tempo geologico relativamente breve. Negli ultimi 500 milioni di anni, si sono verificati almeno cinque casi di estinzione di massa su larga ^scala¹.

Tabella: Terra, estinzioni di massa di specie e umanità  

Queste estinzioni di "Big Five" sono state descritte sulla base dell'analisi di un database su migliaia di fossili di invertebrati marini.  

Nel periodo Cambriano (541-485 milioni di anni fa), si verificò una straordinaria esplosione di nuove forme di vita. A questa seguì la Prima Estinzione di Massa della vita sulla Terra, avvenuta 400 milioni di anni fa, nel periodo Ordoviciano-Siluriano. Questa estinzione causò la scomparsa di oltre l'85% della biodiversità marina, a causa dei cambiamenti climatici dovuti al raffreddamento globale degli oceani tropicali, seguito dalla riduzione del livello del mare e dalla perdita di habitat nelle zone pianeggianti. La Seconda Estinzione di Massa si verificò 365 milioni di anni fa, nel periodo Devoniano, e sembra essere stata causata dalla riduzione della concentrazione di ossigeno nell'acqua quando il livello del mare era alto. Attualmente si ritiene che l'attività vulcanica sia il fattore causale della seconda ^estinzione.

La terza estinzione di massa, o estinzione del Permiano-Triassico, si verificò circa 250 milioni di anni fa, nel periodo Permiano-Triassico. È anche chiamata la Grande Estinzione perché causò la scomparsa di oltre il 90% delle specie terrestri. Questa fu causata da drastici cambiamenti climatici in seguito al rapido riscaldamento globale, dovuto al massiccio rilascio di gas serra, in particolare al sestuplo aumento della CO₂ _{nell'atmosfera} . ^Questo spiega anche la causa della quarta estinzione di massa, o estinzione del Triassico-Giurassico, avvenuta 210 milioni di anni fa, che vide l'eliminazione di molti grandi animali, aprendo la strada alla prosperità dei dinosauri. Le massicce eruzioni vulcaniche sembrano essere l'evento associato a queste due grandi estinzioni.

L'estinzione di massa più recente, quella del Cretaceo superiore (o estinzione Cretaceo-Paleogene, o Quinta Estinzione di Massa), si verificò circa 65.5 milioni di anni fa. Si trattò di una delle più grandi estinzioni di massa nella storia della vita, che vide la completa scomparsa di tutti i dinosauri non aviani. Esistevano sia dinosauri aviani che non aviani. I dinosauri aviani erano a sangue caldo, mentre quelli non aviani erano a sangue freddo. I rettili volanti e i dinosauri non aviani si estinsero completamente, mentre i discendenti filogenetici dei dinosauri aviani sono sopravvissuti fino ai giorni nostri, segnando la brusca fine dell'era dei dinosauri. In quel periodo si verificarono enormi cambiamenti ambientali a causa dell'impatto di un grande asteroide con la Terra a Chicxulub, in Messico, e a seguito di vaste eruzioni vulcaniche che culminarono in un cambiamento climatico con conseguente inaridimento delle risorse alimentari. L'impatto di un asteroide non solo causò onde d'urto, un forte impulso termico e tsunami, ma rilasciò anche enormi quantità di polvere e detriti nell'atmosfera , impedendo alla luce solare di raggiungere la superficie terrestre e provocando quindi la quasi totale cessazione della fotosintesi e un inverno prolungato. La mancanza di fotosintesi comportò la distruzione delle piante produttrici primarie, tra cui fitoplancton e alghe, nonché delle specie animali dipendenti ^1,3 . L'impatto dell'asteroide fu la causa principale dell'estinzione, ma le eruzioni vulcaniche dell'epoca, da un lato, contribuirono all'estinzione di massa peggiorando ulteriormente l'oscurità e l'inverno, immettendo pennacchi di fumo e polvere nell'atmosfera. Dall'altro lato, indussero anche un riscaldamento dovuto al vulcanismo ^4. Per quanto riguarda l'estinzione totale dell'intera famiglia dei dinosauri non aviani, lo studio della fisiologia dei discendenti dei dinosauri aviani suggerisce che vi fu un'incapacità riproduttiva dovuta alla carenza di vitamina D3 (colecalciferolo) negli embrioni in via di sviluppo nelle uova, che portò alla morte prima della schiusa ⁵.

Nell'attuale periodo dell'Antropocene (ovvero, il periodo dell'umanità), alcuni ricercatori sostengono che una sesta estinzione di massa sia già in corso a causa di problemi ambientali di origine antropica come i cambiamenti climatici, l'inquinamento, la deforestazione, il riscaldamento globale, ecc. Questa tesi si basa sulle stime degli attuali tassi di estinzione delle specie, che risultano essere simili ai tassi di estinzione delle specie per le precedenti estinzioni di massa¹ ^. Infatti, i risultati di un altro studio confermano che gli attuali tassi di estinzione della biodiversità sono di gran lunga superiori ai tassi di estinzione delle cinque precedenti estinzioni di massa ricavati dai reperti fossili⁶ ^,⁷,⁸ e che le iniziative di conservazione non sembrano essere di grande ^aiuto⁸ . Inoltre, esistono altri fattori di origine antropica, come la guerra/disastro nucleare, che hanno il potenziale di innescare un'estinzione di massa. Nonostante le azioni collettive globali e gli sforzi costanti verso il disarmo, la mitigazione dei cambiamenti climatici, la riduzione delle emissioni di carbonio e la conservazione delle specie, alcuni ricercatori suggeriscono di ridurre la portata dell'attività umana, di diminuire la popolazione umana attraverso un'ulteriore riduzione dei tassi di natalità e di porre fine alla "mania della crescita" ^⁹.

Come l'ultima estinzione di massa del Cretaceo, qualsiasi futuro disastro ambientale derivante da possibili impatti dallo spazio e/o da massicce eruzioni vulcaniche potrebbe rappresentare una seria sfida esistenziale per l'umanità, perché a lungo termine, come ogni pianeta , la Terra sarà minacciata da impatti spaziali (così come da eruzioni vulcaniche) che culmineranno nella cessazione della fotosintesi a causa dell'oscurità prolungata, con conseguente decimazione di tutte le piante produttrici primarie e delle specie animali dipendenti.

Colonizzazione del profondo spazio e deviare gli asteroidi diretti lontano dalla Terra sono due possibili risposte dell’umanità alle minacce esistenziali poste dagli impatti di spazio. Della NASA Artemis Moon: La missione è un inizio verso il profondo spazio abitazione umana per rendere gli esseri umani una multi-pianeta specie. Questo programma non solo creerà una presenza umana a lungo termine sul pianeta e nei suoi dintorni Moon: ma insegnano anche lezioni di preparazione per le missioni e le abitazioni umane marzo. La missione Artemis costruirà un campo base sul lunare superficie per dare agli astronauti una casa dove vivere e lavorare Moon: . Questo sarà il primo caso in cui gli esseri umani vivranno sulla superficie di un altro corpo celeste¹⁰. Della NASA planetario Defense DART Mission è destinata a testare un metodo per deviare un asteroide lontano dalla Terra. Entrambi spazio Le missioni hanno una notevole promessa verso la mitigazione delle sfide esistenziali per l’umanità poste dall’impatto di spazio. 

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

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Riferimenti:  

1. Khlebodarova TM e Likhoshvai VA 2020. Cause delle estinzioni globali nella storia della vita: fatti e ipotesi. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020 luglio;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. Aumento di sei volte della pCO2 atmosferica durante l'estinzione di massa del Permiano-Triassico. Nat Commun 12, 2137 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7  

3. Schulte P., et al 2010. L'impatto dell'asteroide Chicxulub e l'estinzione di massa al confine tra Cretaceo e Paleogene. SCIENZA. 5 marzo 2010. Vol 327, Numero 5970. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1177265 

4. Chiaranza AA et al 2020. L'impatto di un asteroide, non il vulcanismo, ha causato l'estinzione dei dinosauri alla fine del Cretaceo. Pubblicato il 29 giugno 2020. PNAS. 117 (29) 17084-17093. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006087117  

5. Fraser, D. (2019). Perché i dinosauri si sono estinti? La carenza di colecalciferolo (vitamina D3) potrebbe essere la risposta? Giornale di scienze nutrizionali, 8, E9. DOI: https://doi.org/10.1017/jns.2019.7  

6. Barnosky d.C., et al 2011. È già arrivata la sesta estinzione di massa della Terra? Natura. 2011;471(7336):51-57. DOI: https://doi.org/10.1038/nature09678  

7. Ceballos G., et al 2015. Perdite di specie indotte dall'uomo moderno accelerato: ingresso nella sesta estinzione di massa. Sci. avv. 2015;1(5): e1400253. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1400253  

8. Cowie RH et al 2022. La sesta estinzione di massa: realtà, finzione o speculazione? Recensioni biologiche. Volume 97, Numero 2 aprile 2022 Pagine 640-663. Pubblicato per la prima volta: 10 gennaio 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12816 

9. Rodolfo D., Gerardo C. e Ehrlich P., 2022. In giro per la fuga: la crisi dell'estinzione e il futuro dell'umanità. Pubblicato:27 giugno 2022. Transazioni filosofiche delle scienze biologiche della Royal Society. B3772021037820210378 DOI: http://doi.org/10.1098/rstb.2021.0378 

10. Prasad U., 2022. Artemis Moon Mission: Verso l'abitazione umana nello spazio profondo. Scientifica europea. Pubblicato l'11 agosto 2022. Disponibile a http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/artemis-moon-mission-towards-deep-space-human-habitation/  

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