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Die Uhr tickt: Können die menschlichen Spezies die Chancen übertreffen?

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Haben Sie sich jemals gefragt, wie lange die typische Art hält? Immerhin ist es das Schicksal jeder Art, eines Tages ausgestorben zu sein.

Aber könnte Technologie möglicherweise Menschen vor diesem Schicksal retten? Oder müssen wir auch eines Tages verschwinden?

Lassen Sie uns einen Blick darauf werfen.

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Bevor wir beginnen, beachten Sie bitte, dass Evolutionsbiologie und Paläobiologie große und komplexe Bereiche sind und dass sich die Theorien zum Aussterben ständig weiterentwickeln (entschuldigen Sie das Wortspiel). Der folgende Artikel ist nur als grobe und fertige Übersicht gedacht, nicht als wissenschaftliche These.

Was macht eine Art zu einer Art und wie entstehen neue Arten?

Beginnen wir mit einer Definition.

Nach dem Merriam-Webster-Wörterbuch ist eine Art definiert als:

"Eine Kategorie der biologischen Klassifikation, die unmittelbar unter der Gattung oder Untergattung liegt und verwandte Organismen oder Populationen umfasst, die möglicherweise zur Kreuzung fähig sind. Sie wird durch ein Binomial gekennzeichnet, das aus dem Namen einer Gattung gefolgt von einem lateinischen oder lateinisierten nicht kapitalisierten Substantiv oder Adjektiv besteht, das grammatikalisch übereinstimmt mit dem Gattungsnamen. "

Einfach genug, aber können wir irgendwann sagen, dass eine neue Art entstanden ist? Wann können wir definitiv sagen: "Ja, jetzt haben wir eine neue Art"?

Neue Arten entstehen durch einen Prozess, der angemessenerweise als Speziation bezeichnet wird.

Dies wird traditionell definiert als:

"Durch Speziation entsteht eine neue Art von Pflanzen- oder Tierarten. Speziation tritt auf, wenn sich eine Gruppe innerhalb einer Art von anderen Mitgliedern ihrer Art trennt und ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften entwickelt." - National Geographic.

Die Speziation führt zu einer reproduktiven Isolierung von der ursprünglichen "Elternspezies" -Population aufgrund der Anhäufung genetischer Unterschiede zwischen den zwei oder mehr Gruppen.

Die Speziation kann auf verschiedene Arten erfolgen. Am häufigsten ist vielleicht die Trennung. Dies kann auftreten, wenn ein Teil einer Population beispielsweise durch geologische Veränderungen vom Rest ihrer Spezies getrennt wird. Speziation kann auch ohne geologische Auswirkungen erfolgen. Bei der sympatrischen Speziation entspringen zwei oder mehr Nachkommenarten einer einzigen Ahnenart. Dies kann auftreten, wenn verschiedene Populationen einer Art beginnen, unterschiedliche Nischen an derselben geografischen Stelle zu besetzen.

Die Speziation kann auch künstlich durch Tierhaltung, Landwirtschaft oder Laborversuche induziert werden. Genetische Drift ist ein weiterer möglicher und oft diskutierter Mechanismus für die Speziation. Dies ist der Fall, wenn genetische Mutationen im Laufe der Zeit Veränderungen an einer Art bewirken.

Denken Sie daran, dass eine Gruppe von Organismen nur dann als Art betrachtet wird, wenn sie lebensfähige, fruchtbare Nachkommen züchten und produzieren können.

Speziation findet natürlich nicht über Nacht statt. Abgesehen von menschlichem Handeln kann es viel Zeit in Anspruch nehmen, genügend genetische Unterschiede zu akkumulieren, damit eine neue Art entstehen kann. In der Tat ist es möglicherweise angemessener, die Speziation als Kontinuum und nicht als diskretes, eindeutiges Ereignis zu betrachten.

Der Fossilienbestand kann auch ziemlich trügerisch sein, wenn es darum geht, uns einen Einblick in die Speziation zu geben.

Da der Fossilienbestand unvollständig ist, kann jede neue Art aus dem Nichts kommen. Dies kann für Paläontologen frustrierend sein.

Es gibt auch eine andere Theorie, die "unterbrochene Gleichgewichte" genannt wird. Diese Theorie wurde von dem verstorbenen Stephen Jay Gould und seinem Kollegen Niles Eldredge entwickelt und legt nahe, dass die Entwicklung neuer Arten auch in relativ schnellen Sprüngen erfolgen kann - häufig als Reaktion auf große katastrophale Ereignisse.

Diese Theorie wird von prominenten Persönlichkeiten wie Richard Dawkins, einem bemerkenswerten Kritiker, nicht allgemein akzeptiert, kann aber in einigen Fällen auftreten.

Wenden wir uns nun der modernen Welt zu.

Angesichts der langsamen Änderungsrate, die für das Auftreten der Speziation erforderlich ist (mit Ausnahme der künstlichen Speziation, wie wenn Menschen absichtlich neue Arten züchten), ist es heute schwierig, sie "in Aktion" zu sehen.

Ein Beispiel könnte die Weißdornfliege sein, von der einige Forscher glauben, dass sie einer Speziation unterzogen wird. Nach der Einführung der Äpfel im 19. Jahrhundert scheint in Nordamerika eine ausgeprägte Population entstanden zu sein. Diese neue Population ernährt sich nur von Äpfeln und nicht von Weißdornfrüchten. Forscher haben einige Beweise dafür gefunden, dass die apfel- und weißdornfressenden Fliegen jetzt signifikante genetische Unterschiede aufweisen und nicht mehr miteinander kreuzen.

Die Untersuchung von Organismen mit sehr kurzer Lebensdauer wie Bakterien und Viren kann manchmal auch die Speziation in Aktion veranschaulichen.

Über einen ausreichend langen Zeitraum können einige antibiotikaresistente Bakterien zu einer deutlich getrennten Spezies werden. Andere berühmte Beispiele sind die Pfeffermotte.

Und das bringt uns zu einem schönen Abschnitt, nämlich wie ist die natürliche Lebensdauer einer Art?

Was ist die älteste bekannte Art und was ist das am längsten lebende Tier?

Lassen Sie uns zuerst die erste Frage beantworten.

Sie könnten versucht sein, bei der Beantwortung dieser Frage an eine beliebige Anzahl sogenannter "lebender Fossilien" zu denken. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass der Begriff "lebendes Fossil" ein wenig irreführend ist und sogar als Fehlbezeichnung angesehen werden kann.

Nehmen wir als Beispiel eines der berühmtesten "lebenden Fossilien", das Quastenflosser. Lebende Beispiele sindLatimeria chalumnae und Latimeria menadoensis,von denen angenommen wird, dass sie die letzten überlebenden Arten der alten Gruppe sindSarcopterygii (Lappenfisch und Tetrapoden).

Hier wird der Begriff "lebendes Fossil" als Abkürzung verwendet, um die verbleibenden vorhandenen Arten zu beschreiben, die zu einer entfernten Abstammungslinie gehören. Wenn wir das Genom eines modernen Coelacanth analysieren und mit dem seiner Vorfahren vergleichen würden, würden starke Unterschiede auftreten.

Tatsächlich ist der Begriff "lebendes Fossil" eher ein Begriff der Bequemlichkeit als der Genauigkeit, und in vielen Fällen ist er ein Artefakt früherer zufälliger taxonomischer Klassifikationen und der Entdeckungsgeschichte, mehr als ein nützliches Konzept.

Aber wir schweifen ab.

Einige der ältesten lebenden Arten sind Arten der Pfeilschwanzkrebse, die es seit etwa 150 Millionen Jahren gibt; Arten von Schachtelhalmpflanzen, die sich vor etwa 360 Millionen Jahren entwickelt haben könnten; und Kuhhaie, die vor rund 175 Millionen Jahren entstanden sind.

Aber was ist mit den am längsten lebenden Einzeltieren innerhalb einer Art? Hier einige Beispiele: -

  • Die durchschnittliche Lebensdauer einer Katze liegt zwischen 10 und 20 Jahre.
  • Die durchschnittliche menschliche Lebensdauer beträgt ungefähr 80 JahreDies kann jedoch je nach den Bedingungen stark variieren.
  • Die durchschnittliche Lebensdauer eines Pferdes liegt irgendwo dazwischen 25 und 30 Jahre.
  • Die durchschnittliche Lebensdauer von Elefanten ähnelt in etwa der von Menschen.
  • Die Lebensdauer eines Löwen liegt in der Regel dazwischen 10 und 15 Jahre (in der Wildnis).
  • Die durchschnittliche Lebensdauer eines Hundes hängt von Größe und Rasse ab, kleinere Hunde leben jedoch tendenziell länger 15-16 Jahre.
  • Die durchschnittliche Lebensdauer der Kuh beträgt ungefähr 20 Jahre. Dies hängt jedoch von der Rasse und der Behandlung in Gefangenschaft ab.

Alles schön und gut. Aber was ist das am längsten lebende Tier, das heute bekannt ist? Die Antwort wird heiß diskutiert, aber einige der Kandidaten sind:

  1. Ozean Quahog Muschel. Das älteste aufgezeichnete Exemplar war ungefähr 500 Jahre alt.
  2. Grönlandhai. Das älteste aufgezeichnete Exemplar wurde auf etwa geschätzt 390 Jahre alt.
  3. Grönlandwal. Das älteste aufgezeichnete Exemplar war ungefähr 211 Jahre alt.
  4. Rougheye Rockfish. Das älteste aufgezeichnete Exemplar war ungefähr 205 Jahre alt.
  5. Roter Seeigel. Das älteste aufgezeichnete Exemplar war ungefähr 200 Jahre alt.
  6. Galapagos-Schildkröte. Das älteste aufgezeichnete Exemplar war ungefähr 177 Jahre alt.

Natürlich sind einige Bäume und andere Pflanzenarten viel, viel älter.

Wie lange hält eine Art im Durchschnitt?

Während viele Menschen unseren Planeten häufig als "Mutter Erde", "Der grüne Planet" oder einen anderen Spitznamen bezeichnen, der Fruchtbarkeit, Heiligkeit und Vitalität heraufbeschwört; Die Geschichte des Lebens auf diesem Planeten ist tatsächlich eine Geschichte des Leidens und des Aussterbens.

Von Massenereignissen des biologischen Aussterbens bis zum täglichen Verlust einzelner Organismen innerhalb einer Population steht der Tod über uns allen.

Aber was sind die typischen "Innings" einer bestimmten Spezies hier auf unserem Heimatplaneten?

Abgesehen von katastrophalen Ereignissen wie Asteroideneinschlägen, Eiszeiten, Ausbruch von Supervulkanen usw. und menschlichem Einfluss scheint es eine durchschnittliche Lebensdauer der Arten über die geologische Zeit zu geben. Dies wird als "Hintergrund-Extinktionsrate" oder "normale Extinktionsrate" bezeichnet.

Es bezieht sich auf die Anzahl der Arten, von denen erwartet wird, dass sie über einen bestimmten Zeitraum ausgestorben sind, ohne den menschlichen Einfluss zu berücksichtigen. Die Hintergrundauslöschungsrate wird im Allgemeinen über einen bestimmten Zeitraum gemessen. Es wird manchmal mit der Einheit „Millionen Artenjahre (MSY)“ angegeben, die sich auf die Anzahl der erwarteten Aussterben pro 10.000 Arten pro 100 Jahre bezieht.

Die Hintergrundauslöschungsrate ist für verschiedene Arten von Organismen unterschiedlich. Beispielsweise haben Säugetiere eine durchschnittliche Artenlebensdauer von 1 Million Jahren (obwohl einige Säugetierarten seit mehr als 10 Millionen existieren). Derzeit gibt es rund 5.000 Säugetierarten. Dies bedeutet, dass wir davon ausgehen können, dass eine Säugetierart durchschnittlich alle 200 Jahre oder so ausgestorben ist.

Die meisten dieser Berechnungen basieren auf dem Fossilienbestand, den wir bereits unvollständig gesehen haben. Tatsächlich ist es notorisch weniger wahrscheinlich, dass die Überreste von Landorganismen die Strapazen der Zeit aufgrund von Abfangen, Verwitterung und anderen Umweltfaktoren überleben.

Aus diesem Grund ist die Rate eher eine Baseball-Figur.

Wie oft sterben Arten auf natürliche Weise aus?

Wie wir bereits gesehen haben, sind natürliche Extinktionsraten etwas schwierig zu berechnen.

Säugetiere, zu denen wir gehören, haben im Allgemeinen eine durchschnittliche Artenlebensdauer am unteren Ende der Skala. Einige Arten von Organismen scheinen jedoch weitaus robuster zu sein. Zum Beispiel wird angenommen, dass wirbellose Meerestiere einen Hintergrundgrad des Aussterbens von haben 5 bis 10 Millionen Jahre,während Dinoflagellaten eine Hintergrundauslöschung von etwa haben können 13 Millionen Jahre.

Diese Werte müssen jedoch mit einer Prise Salz gemessen werden. Sie sollten nicht als konkrete Schätzungen angesehen werden, und die Laufleistung einiger Arten innerhalb von Gruppen (wie Säugetieren) kann stark variieren.

Es ist auch wichtig, sich daran zu erinnern, dass das Aussterben ein natürlicher Bestandteil des Lebens auf der Erde ist.

Wenn die Dinosaurier niemals von ihrem Sockel gestürzt worden wären, hätten unsere frühen Vorfahren von Säugetieren niemals die Chance erhalten, zu gedeihen und sich zu unserer eigenen Spezies zu entwickeln.

Diese historischen Schätzungen können auch weit entfernt sein, da viele Organismen mit weichem Körper, insbesondere mikroskopische, im Verlauf der geologischen Geschichte sehr schwer zu identifizieren und zu verfolgen sind.

Es kommt auch darauf an, wie nischenspezifische Arten sind / waren, wie anpassungsfähig die Art ist / war und in welchen Lebensräumen sie lebten (z. B. Land oder Meer), um nur einige Themen zu nennen. Gibt es bei all den Problemen, die mit der Analyse der Taphonomie (dem Prozess der Fossilisierung) verbunden sind, Schätzungen, die auf den heutigen lebenden Arten basieren?

Die Antwort lautet natürlich ja. Aber auch hier finden Sie sehr unterschiedliche Schätzungen für die Extinktionsraten.

Sie reichen von so etwas wie 8.700 Arten pro Jahr (24 pro Tag) durch das Mıllenıum Ecosystem Assessment irgendwo in der Region von 150 pro Tag durch das U.N.-Übereinkommen über die biologische Vielfalt.

Diese Schätzungen sind so viel höher als die historischen Raten, da die Extinktionsrate aufgrund des menschlichen Einflusses auf die Umwelt anscheinend rasch zunimmt. Denken Sie daran, Wissenschaftler schätzen die Extinktionsraten unabhängig von menschlichen Faktoren. Dies liegt daran, dass die meisten glauben, dass der Mensch einen großen Einfluss auf die Anzahl der ausgestorbenen Arten hatte.

Zum Vergleich wissen wir nur "wirklich" ungefähr 800 Aussterben die im letzten aufgetreten sind 400 Jahre.Davon ungefähr 89 waren Säugetiere.

Um das ins rechte Licht zu rücken, das ist weniger als 1 Zehntel Prozent der Gesamtschätzungen der globalen Artenzahl von 1,9 Millionen. Aber auch dies sind alles Schätzungen.

Wir haben jedoch eine andere Waffe in unserem Arsenal, die uns hier bei der Schätzung der Extinktionsraten helfen kann ... Genetik!

Wie lange kann der Mensch als Spezies überleben?

Es gibt eine dritte Möglichkeit, mit der Wissenschaftler die Lebensdauer einer Art abschätzen können. Durch den Vergleich des Genoms verschiedener, jedoch eng verwandter Arten kann grob geschätzt werden, wann sie sich von einem gemeinsamen Vorfahren getrennt haben.

Manchmal Schwestertaxa genannt, je größer der genetische Unterschied zwischen ihnen ist, desto länger ist die Spaltung her. Diese Methode wurde als molekulare Uhr bezeichnet und hat sich als sehr nützliches Werkzeug erwiesen.

Tatsächlich hat diese Methodik dazu beigetragen, einige der lang gehegten Überzeugungen über die Entwicklung vieler Arten neu zu schreiben.

Mit dieser Technik wurde theoretisiert, dass Menschen (speziell die Homo Gattung) getrennt von der Linie, die Bonobos und Schimpansen enthältvor sechs und acht Millionen Jahren. Interessanterweise haben sich Bonobos und Schimpansen selbst voneinander getrennt Vor 1 Million Jahren.

Dies bedeutet, dass die "Eltern" -Spezies beider Arten zu dieser Zeit möglicherweise ausgestorben sind, was den niedrigeren Schätzungen für Säugetiere aus dem Fossilienbestand entspricht.

Unsere Spezies, Homo sapiens und unsere Schwestertaxa, die jetzt ausgestorben ist Homo neanderthalensis, aufgeteilt Vor 800.000 Jahren, obwohl neue Erkenntnisse darauf hindeuten, dass Homo sapiens und Neandertaler sich tatsächlich vermischt haben und daher möglicherweise keine getrennten Arten, sondern Unterarten waren. Wir haben noch keine Überreste unseres gemeinsamen Vorfahren gefunden, obwohl viele glauben, dass dies der Fall warHomo heidelbergensis.

Eine kürzlich durchgeführte Studie könnte jedoch näher daran sein, dies herauszufinden.

Es gibt Hinweise darauf, dass der Anteil des von Neandertal vererbten genetischen Materials in nicht-afrikanischen Populationen bei 1,5 bis 2,1% liegt, obwohl einige Studien darauf hinweisen, dass er so hoch sein könnte wie 20%.

Diese Hypothese wird jedoch von der wissenschaftlichen Gemeinschaft bei weitem nicht allgemein akzeptiert.

Wenn eine der oben genannten Schätzungen Wasser enthält, würde dies bedeuten, dass wir mindestens eine Region in der Region haben200.000 Jahre der natürlichen Artenlebensdauer links. Aber dies ignoriert natürlich völlig unsere Fähigkeit, unsere Technologie anzupassen und zu nutzen, um unsere Zeit auf dem Planeten (oder außerhalb davon) zu verlängern.

Homo sapiens haben sich bisher als äußerst anpassungsfähige Art erwiesen. Vielen Wissenschaftlern wie dem Paläobiologen David Jablonski zufolge existiert die menschliche Spezies mit größerer Wahrscheinlichkeit viel länger als sonst zu erwarten, selbst wenn es zu einem weiteren Massensterben kommt.

Tatsächlich waren wir schon einmal dort. Es gibt Beweise dafürHomo sapienswurden fast ausgelöscht Vor 70.000 Jahren. Der Täter? Der Ausbruch des Supervulkans Toba in Sumatra, Indonesien.

Es wird angenommen, dass dieses Ereignis das Klima so stark verändert hat, dass die gesamte menschliche Bevölkerung zwischenzeitlich gesunken sein könnte 5.000 und 10.000 Einzelpersonen. Andere schätzen, dass es so niedrig wie gewesen sein könnte 40 Brutpaare (aber das ist stark umstritten).

Aber das ist buchstäblich alte Geschichte.

Wie können sich Menschen in Zukunft vor dem möglichen Aussterben retten?

Einige glauben, dass wir wahrscheinlich den Planeten verlassen müssen, um ein mögliches Aussterben zu verhindern, beispielsweise durch Supervulkanausbrüche.

"Die Zukunft der Menschheit wird sich grundsätzlich in eine von zwei Richtungen teilen: Entweder werden wir eine Multiplanet-Spezies und eine Weltraum-Zivilisation, oder wir werden bis zu einem möglichen Aussterben auf einem Planeten festsitzen", sagte Elon Musk sagte während der MARS des National Geographic Channel, einer globalen Veranstaltungsreihe, die am 14. November 2016 weltweit Premiere hat.

"Damit ich von der Zukunft begeistert und inspiriert bin, muss dies die erste Option sein. Es muss sein: Wir werden eine Raumfahrt-Zivilisation sein “, fügte er hinzu.

Wenn wir einen Weg von dieser Welt finden und das Universum bevölkern können, kann dies eine Möglichkeit sein, die Lebensdauer unserer Spezies auf unbestimmte Zeit zu verlängern. Bei der Arbeit von Unternehmen wie SpaceX, Blue Origin oder anderen derzeit tätigen privaten Raumfahrtunternehmen kann dies früher geschehen als wir denken.

Aber selbst dies könnte unsere Spezies nicht "retten". Wie wir bei anderen Arten auf dem Planeten gesehen haben, kann es vorkommen, dass sich menschliche Kolonien auf ihrem eigenen Weg entwickeln und schnell zu neuen Arten werden. Aber das wird wahrscheinlich noch ein paar hunderttausend Jahre dauern.

Ein faszinierender Gedanke.

Es sei denn natürlich, wir vernichten uns in einem phantasmagorischen Sturm aus Atomfeuer oder zerstören vorher die Biosphäre der Erde. Oder wir werden tatsächlich durch unsere eigenen Kreationen ersetzt, wie künstliches Leben.

Nur die Zeit kann es verraten.


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