Die Uhr tickt: Kann die menschliche Spezies die Chancen übertreffen?

Haben Sie sich jemals gefragt, wie lange das dauert? typische Arten dauert? 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 sind große und komplexe Felder und Theorien über das Aussterben entwickeln sich ständig weiter entschuldigen Sie das Wortspiel. Der folgende Artikel ist nur als grobe und einfache 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 eine Art ist definiert als: -

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

Einfach genug, aber an einem Punkt können wir sagen, dass eine neue Art entstanden ist? An welchem ​​Punkt 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 :

" Speziation ist die Art und Weise, wie eine neue Art von Pflanzen- oder Tierarten erzeugt wird. 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 aufgrund der Anhäufung genetischer Unterschiede zwischen den zwei oder mehr Gruppen zu einer reproduktiven Isolierung von der ursprünglichen Population der "Elternarten".

Speziation kann auf verschiedene Arten auftreten. Am häufigsten ist die Trennung. Dies kann auftreten, wenn Ein Teil einer Population wird beispielsweise durch geologische Veränderungen vom Rest ihrer Art getrennt. Die Speziation kann auch ohne geologische Auswirkungen erfolgen. Bei der sympatrischen Speziation steigen zwei oder mehr Nachkommenarten von einer einzelnen Ahnenart auf. Dies kann auftretenwenn verschiedene Populationen einer Art beginnen, unterschiedliche Nischen am selben geografischen Ort zu besetzen.

Speziation kann auch künstlich durch induziert werden Tierhaltung , Landwirtschaft oder Laborexperimente . G enetische 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.

Natürlich findet die Speziation nicht über Nacht statt. Abgesehen von menschlichen Handlungen kann es viel Zeit in Anspruch nehmen, genügend genetische Unterschiede zu akkumulieren, damit eine neue Art entstehen kann. Tatsächlich ist es möglicherweise angemessener, die Speziation als eine zu betrachtenKontinuum und kein diskretes, eindeutiges Ereignis.

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 namens " unterbrochene Gleichgewichte ". Entwickelt von dem verstorbenen Stephen Jay Gould und sein Kollege Niles Eldredge, diese Theorie schlägt vor, dass die Evolution neuer Arten auch in relativ schnellen Sprüngen erfolgen kann - oft als Reaktion auf große katastrophale Ereignisse.

Diese Theorie wird nicht allgemein akzeptiert, mit prominenten Persönlichkeiten wie Richard Dawkins ein bemerkenswerter Kritiker, der jedoch in einigen Fällen auftreten kann.

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. A nach der Einführung von Äpfeln im 19. Jahrhundert scheint in Nordamerika eine ausgeprägte Population entstanden zu sein. Diese neue Population ernährt sich nur von Äpfeln und nicht von Früchten von Weißdorn Forscher haben Hinweise darauf gefunden, dass die apfel- und weißdornfressenden Fliegen jetzt signifikante genetische Unterschiede aufweisen und nicht mehr miteinander kreuzen.

Die Untersuchung von Organismen mit sehr kurze Lebensdauer, wie Bakterien und Viren können manchmal auch die Speziation in Aktion veranschaulichen.

Über einen ausreichend langen Zeitraum einige antibiotikaresistente Bakterien kann eine deutlich getrennte Art 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, an eine beliebige Anzahl von sogenannten " zu denken. lebende Fossilien "bei der Beantwortung dieser Frage. Es ist jedoch wichtig zu berücksichtigen, 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 Coelacanth . Lebende Beispiele umfassen Latimeria chalumnae und Latimeria menadoensis, von denen angenommen wird, dass sie die letzte überlebende Art der alten Gruppe sind Sarcopterygii 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 es mit dem seiner Vorfahren vergleichen würden, würden sich starke Unterschiede ergebenerscheinen.

Tatsächlich ist der Begriff "lebendes Fossil" eher eine Bequemlichkeit als eine 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 etwa 175 Millionen Jahren entstanden sindvor.

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

• Der Durchschnitt Lebensdauer einer Katze liegt dazwischen 10 und 20 Jahre
• Der Durchschnitt menschliche Lebensdauer ist ungefähr 80 Jahre Dies kann jedoch je nach den Bedingungen stark variieren.
• Die durchschnittliche Lebensdauer des Pferdes liegt irgendwo dazwischen 25 und 30 Jahre
• Die durchschnittliche Lebensdauer eines Elefanten ähnelt in etwa dem Menschen.
• A Löwenlebensdauer liegt normalerweise dazwischen 10 und 15 Jahre in freier Wildbahn.
• An durchschnittliche Lebensdauer des Hundes abhängig von Größe und Rasse, aber kleinere Hunde leben in der Regel länger 15-16 Jahre
• Die durchschnittliche Kuhlebensdauer ist 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 davon Kandidaten sind :

1. Ocean Quahog Muschel. Das älteste aufgezeichnete Exemplar war etwa 500 Jahre alt .
2. Grönlandhai. Das älteste nachgewiesene Exemplar wurde auf ungefähr 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 einige Bäume und andere Pflanzenarten sind 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, ist die Geschichte des Lebens auf diesem Planeten tatsächlich eine Geschichte des Leidens und des Aussterbens.

Aus Masse Bio-Extinktionsereignisse Zum täglichen Verlust einzelner Organismen innerhalb einer Population hängt 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 "Hintergrundaussterberate" bezeichnet"oder" normale Extinktionsrate ".

Dies bezieht sich auf die Anzahl der Arten, von denen erwartet wird, dass sie über einen bestimmten Zeitraum ausgestorben sind, ohne Berücksichtigung des menschlichen Einflusses. Die Hintergrund-Extinktionsrate wird im Allgemeinen über einen bestimmten Zeitraum gemessen. Es ist s gelegentlich angegeben mit der Einheit „Millionen Artenjahre MSY“, die sich auf die Anzahl der erwarteten Aussterben pro 10.000 Arten pro 100 Jahre bezieht.

Die Hintergrund-Extinktionsrate 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 etwa 5.000 SäugetierartenDies 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 überleben die Überreste terrestrischer Organismen die Strapazen der Zeit aufgrund von Aufräumarbeiten, Verwitterung und anderen Umweltfaktoren notorisch weniger wahrscheinlich.

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

Wie oft sterben Arten auf natürliche Weise aus?

Wie wir bereits gesehen haben, ist die Berechnung der natürlichen Extinktionsraten etwas schwierig.

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. Beispielsweise werden wirbellose Meerestiere angenommeneinen Hintergrund der Auslöschung von haben 5 bis 10 Millionen Jahre während Dinoflagellaten eine Hintergrundauslöschung von etwa aufweisen 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 ebenso weit entfernt sein wie viele andere Organismen mit weichem Körper insbesondere mikroskopische sind in der gesamten geologischen Geschichte sehr schwer zu identifizieren und zu verfolgen.

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 Probleme zu nennen. Mit all den ProblemenGibt es im Zusammenhang mit der Analyse der Taphonomie dem Prozess der Fossilisierung 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 von der Mıllenıum Ecosystem Assessment irgendwo in der Region von 150 pro Tag von der UN-Übereinkommen über die biologische Vielfalt .

Diese Schätzungen sind so viel höher als die historischen Raten, da die Extinktionsrate aufgrund des Einflusses des Menschen auf die Umwelt schnell zuzunehmen scheint. Denken Sie daran, Wissenschaftler schätzen die Extinktionsraten unabhängig von menschlichen Faktoren. Dies liegt daran, dass die meisten Menschen davon ausgehenhatte einen großen Einfluss auf die Anzahl der ausgestorbenen Arten.

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, ist dies weniger als 1 Zehntel Prozent von den 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 Aussterberaten 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 auch genannt Schwestertaxa je größer der genetische Unterschied zwischen ihnen ist, desto länger ist die Spaltung her. Diese Methode wurde als bezeichnet. molekulare Uhr und es hat sich als sehr nützliches Werkzeug erwiesen.

Tatsächlich hat diese Methode dazu beigetragen, einige der lang gehegte Überzeugungen über die Evolution von vielen Arten.

Mit dieser Technik wurde theoretisiert, dass Menschen speziell die Homo Gattung getrennt von der Linie, die Bonobos und Schimpansen enthält vor sechs und acht Millionen Jahren . Interessanterweise sind Bonobos und Schimpansen selbst voneinander getrennt. vor 1 Million Jahren.

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

Unsere Spezies, Homo sapiens und unsere Schwestertaxa, die jetzt ausgestorben Homo neanderthalensis , aufgeteilt vor 800.000 Jahren obwohl neue Erkenntnisse darauf hindeuten, dass Homo sapiens und Neandertaler möglicherweise haben tatsächlich gekreuzt und daher möglicherweise keine getrennten Arten, sondern Unterarten. Wir haben noch keine Überreste von gefunden unser gemeinsamer Vorfahr obwohl viele glauben, dass es gewesen sein könnte Homo 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 bei etwa liegt. 1,5 bis 2,1% in nicht-afrikanischen Bevölkerungsgruppen obwohl einige Studien geben Sie an, dass es so viel sein könnte wie 20% .

Aber diese Hypothese ist weit davon entfernt, allgemein akzeptiert zu werden von der wissenschaftlichen Gemeinschaft.

Wenn eine der oben genannten Schätzungen Wasser enthält, bedeutet dies, dass wir mindestens einen Bereich in der Region haben. 200.000 Jahre von der verbleibenden natürlichen Spezies. 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 sehr anpassungsfähige Art erwiesen. Nach Ansicht vieler Wissenschaftler, wie Paläobiologe David Jablonski Es ist wahrscheinlicher, dass die menschliche Spezies viel länger existiert als sonst erwartet, selbst wenn es ein anderes Massensterben gibt.

Tatsächlich waren wir schon einmal dort. Es gibt Beweise dafür Homo sapiens wurden 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 ist. 5.000 und 10.000 Einzelpersonen. Andere schätzen, dass es so niedrig gewesen sein könnte wie 40 Brutpaare aber das ist stark umstritten.

Aber das ist buchstäblich alte Geschichte.

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

Um ein mögliches Aussterben wie bei Supervulkanausbrüchen zu verhindern, glauben einige, dass wir wahrscheinlich den Planeten verlassen müssen.

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. Mit der Arbeit von Unternehmen wie SpaceX , Blauer Ursprung oder bei anderen privaten Raumfahrtunternehmen, die derzeit tätig sind, kann dies früher geschehen als wir denken.

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

Ein faszinierender Gedanke.

Es sei denn natürlich, wir löschen uns in a phantasmagorischer Sturm des Atomfeuers oder zerstören Sie vorher die Biosphäre der Erde. Oder wir werden tatsächlich durch unsere eigenen Kreationen ersetzt, wie künstliches Leben .

Nur die Zeit wird es zeigen.