TUYỆT CHỦNG HÀNG LOẠT: NGUYÊN NHÂN VÀ QUAN TRỌNG NHẤT - SINH HỌC - 2026

Tuyệt chủng hàng loạt là những sự kiện được đặc trưng bởi sự biến mất của một số lượng lớn các loài sinh vật trong một thời gian ngắn. Loại tuyệt chủng này thường là giai đoạn cuối, tức là một loài và họ hàng của chúng biến mất mà không để lại con cháu.

Tuyệt chủng hàng loạt khác với các cuộc tuyệt chủng khác, bởi sự đột ngột và bằng cách loại bỏ số lượng lớn các loài và cá thể. Nói cách khác, tỷ lệ các loài biến mất trong những sự kiện này là rất cao, và tác dụng của nó được đánh giá cao trong thời gian tương đối ngắn.

Hình 1. Giả thuyết về cái chết của khủng long do ảnh hưởng của khí độc trong Deccan Stairs. Các vụ phun trào lớn đã xảy ra ở miền trung nam Ấn Độ, tại một trong những thành tạo núi lửa lớn nhất trên trái đất. Nguồn: nsf.gov

Trong bối cảnh của các kỷ nguyên địa chất (hàng chục hoặc hàng trăm triệu năm), "thời gian ngắn" có thể có nghĩa là một vài năm (thậm chí vài ngày), hoặc khoảng thời gian hàng trăm tỷ năm.

Sự tuyệt chủng hàng loạt có thể có nhiều nguyên nhân và hậu quả. Các nguyên nhân vật lý và khí hậu thường gây ra các luồng tác động trong lưới thức ăn hoặc trực tiếp lên một số loài. Các hiệu ứng có thể "tức thời", giống như những hiệu ứng xảy ra sau khi một thiên thạch va vào hành tinh Trái đất.

Nguyên nhân của sự tuyệt chủng hàng loạt

Nguyên nhân của sự tuyệt chủng hàng loạt có thể được phân thành hai loại chính: sinh học và môi trường.

Sinh học

Trong số đó là: sự cạnh tranh giữa các loài để giành nguồn tài nguyên sẵn có cho sự tồn tại của chúng, sự săn mồi, dịch bệnh, và những thứ khác. Các nguyên nhân sinh học của sự tuyệt chủng hàng loạt ảnh hưởng trực tiếp đến một nhóm loài hoặc toàn bộ chuỗi dinh dưỡng.

Thuộc về môi trường

Trong số những nguyên nhân này, chúng ta có thể kể đến: mực nước biển tăng hoặc giảm, băng hà, núi lửa gia tăng, ảnh hưởng của các ngôi sao lân cận trên hành tinh Trái đất, ảnh hưởng của sao chổi, tác động của tiểu hành tinh, thay đổi quỹ đạo hoặc từ trường của Trái đất, nóng lên hoặc làm mát toàn cầu, trong số những yếu tố khác.

Tất cả những nguyên nhân này, hoặc sự kết hợp của chúng, có thể đã góp phần dẫn đến sự tuyệt chủng hàng loạt tại một thời điểm.

Các nghiên cứu đa ngành về sự tuyệt chủng hàng loạt

Nguyên nhân cuối cùng của một vụ tuyệt chủng hàng loạt rất khó xác định một cách chắc chắn tuyệt đối, vì nhiều sự kiện không để lại hồ sơ chi tiết về sự khởi đầu và phát triển của nó.

Ví dụ, chúng ta có thể tìm thấy một bản ghi hóa thạch chứng minh sự xuất hiện của một sự kiện quan trọng về sự mất mát các loài. Tuy nhiên, để xác định các nguyên nhân tạo ra nó, chúng ta phải tạo mối tương quan với các biến số khác đã được đăng ký trên hành tinh.

Loại hình điều tra sâu này đòi hỏi sự tham gia của các nhà khoa học từ các lĩnh vực khác nhau như sinh học, cổ sinh vật học, địa chất, địa vật lý, hóa học, vật lý, thiên văn học, …

Những vụ tuyệt chủng hàng loạt quan trọng nhất

Bảng sau đây trình bày tóm tắt về các cuộc tuyệt chủng hàng loạt quan trọng nhất được nghiên cứu cho đến nay, các giai đoạn chúng xảy ra, tuổi của chúng, thời gian của mỗi cuộc, tỷ lệ ước tính của các loài tuyệt chủng và nguyên nhân có thể xảy ra.

Ý nghĩa tiến hóa của sự tuyệt chủng hàng loạt

Giảm đa dạng sinh học

Sự tuyệt chủng hàng loạt làm giảm sự đa dạng sinh học, vì các dòng giống hoàn toàn biến mất và ngoài ra, những dòng giống có thể phát sinh từ những loài này cũng bị phân tán. Sự tuyệt chủng hàng loạt sau đó có thể được so sánh với việc cắt tỉa cây sự sống, trong đó toàn bộ cành cây bị cắt bỏ.

Phát triển các loài đã có từ trước và xuất hiện các loài mới

Sự tuyệt chủng hàng loạt cũng có thể đóng một vai trò "sáng tạo" trong quá trình tiến hóa, kích thích sự phát triển của các loài hoặc nhánh khác đã tồn tại từ trước, nhờ sự biến mất của các đối thủ cạnh tranh chính hoặc động vật ăn thịt của chúng. Ngoài ra, có thể xảy ra sự xuất hiện của các loài hoặc cành mới trong cây sự sống.

Sự biến mất đột ngột của thực vật và động vật chiếm các hốc cụ thể, mở ra một loạt khả năng cho các loài sinh tồn. Chúng ta có thể quan sát thấy điều này sau nhiều thế hệ chọn lọc, vì các dòng dõi còn sống sót và con cháu của chúng có thể chiếm giữ các vai trò sinh thái do các loài đã biến mất thực hiện trước đây.

Các yếu tố thúc đẩy sự tồn tại của một số loài trong thời điểm tuyệt chủng không nhất thiết phải giống nhau mà có lợi cho sự tồn tại trong thời điểm cường độ tuyệt chủng thấp.

Sự tuyệt chủng hàng loạt sau đó cho phép các dòng họ trước đây là thiểu số đa dạng hóa và đóng vai trò quan trọng trong kịch bản mới sau thảm họa.

Sự tiến hóa của động vật có vú

Một ví dụ nổi tiếng là động vật có vú, vốn là một nhóm thiểu số trong hơn 200 triệu năm và chỉ sau khi tuyệt chủng hàng loạt kỷ Phấn trắng-thứ ba (trong đó khủng long biến mất), chúng mới phát triển và bắt đầu chơi một trò chơi. vai trò lớn.

Khi đó chúng ta có thể khẳng định rằng con người đã không thể xuất hiện, nếu sự tuyệt chủng hàng loạt trong kỷ Phấn trắng đã không xảy ra.

Tác động KT và sự tuyệt chủng hàng loạt kỷ Phấn trắng-Đệ tam

Giả thuyết của Álvarez

Luis Álvarez (Giải Nobel Vật lý năm 1968), cùng với nhà địa chất học Walter Álvarez (con trai ông), Frank Azaro và Helen Michel (các nhà hóa học hạt nhân), đã đưa ra giả thuyết rằng sự tuyệt chủng hàng loạt của kỷ Phấn trắng-Đệ tam (KT) là sản phẩm của sự va chạm của một tiểu hành tinh có đường kính 10 ± 4 km.

Giả thuyết này nảy sinh từ việc phân tích cái gọi là giới hạn KT, là một lớp đất sét mỏng giàu iridi, được tìm thấy trên quy mô hành tinh ngay trên biên giới phân chia các trầm tích tương ứng với kỷ Phấn trắng và kỷ Đệ tam (KT).

Iridi

Iridi (Ir) là nguyên tố hóa học có số nguyên tử 77 nằm ở nhóm 9 của bảng tuần hoàn. Nó là một kim loại chuyển tiếp, từ nhóm bạch kim.

Nó là một trong những nguyên tố hiếm nhất trên Trái đất, được coi là kim loại có nguồn gốc ngoài Trái đất, vì nồng độ của nó trong thiên thạch thường cao so với nồng độ trên mặt đất.

Hình 2. Ranh giới KT hoặc Kỷ Phấn trắng-Cổ sinh, đánh dấu sự kết thúc của một kỷ nguyên. Anky-man, từ Wikimedia Commons

Giới hạn KT

Các nhà khoa học nhận thấy nồng độ iridi trong trầm tích của lớp đất sét được gọi là ranh giới KT này cao hơn nhiều so với các địa tầng trước đó. Ở Ý, họ nhận thấy sự gia tăng gấp 30 lần so với các lớp trước đó; ở Đan Mạch 160 và ở New Zealand 20.

Giả thuyết của Álvarez cho rằng tác động của tiểu hành tinh đã làm tối bầu khí quyển, ức chế quá trình quang hợp và dẫn đến cái chết của một phần lớn hệ động thực vật hiện có.

Tuy nhiên, giả thuyết này thiếu bằng chứng quan trọng nhất, vì họ không thể xác định được nơi xảy ra vụ va chạm với tiểu hành tinh.

Cho đến thời điểm đó, không có miệng núi lửa nào có cường độ dự kiến ​​được báo cáo để chứng thực rằng sự kiện đã thực sự xảy ra.

Chicxulub

Mặc dù không báo cáo về nó, các nhà địa vật lý Antonio Camargo và Glen Penfield (1978) đã phát hiện ra miệng núi lửa do va chạm, trong khi họ đang tìm kiếm dầu ở Yucatán, làm việc cho công ty dầu mỏ quốc gia Mexico (PEMEX).

Camargo và Penfield đã đạt được một vòng cung dưới nước rộng khoảng 180 km tiếp tục ở bán đảo Yucatan của Mexico, với trung tâm là thị trấn Chicxulub.

Hình 3. Bản đồ lực hấp dẫn cho thấy sự bất thường ở bán đảo Yucatan. Nguồn: Hình ảnh bản đồ trọng lực do máy tính tạo ra của Miệng núi lửa Chicxulub ở México (NASA).

Mặc dù các nhà địa chất này đã trình bày những phát hiện của họ tại một hội nghị vào năm 1981, nhưng việc không tiếp cận được với các lõi khoan đã khiến họ không thuộc chủ đề.

Cuối cùng, vào năm 1990, nhà báo Carlos Byars đã liên lạc với Penfield với nhà vật lý thiên văn Alan Hildebrand, người cuối cùng đã cho anh ta quyền truy cập vào các lõi khoan.

Năm 1991, Hildebrand cùng với Penfield, Camargo và các nhà khoa học khác công bố khám phá ra một miệng núi lửa hình tròn ở bán đảo Yucatan, Mexico, với kích thước và hình dạng cho thấy sự bất thường của từ trường và hấp dẫn, như một hố va chạm có thể xảy ra ở kỷ Phấn trắng-Đệ tam .

Các giả thuyết khác

Sự tuyệt chủng hàng loạt trong kỷ Phấn trắng-kỷ Đệ tam (và giả thuyết Tác động KT) là một trong những vụ được nghiên cứu nhiều nhất. Tuy nhiên, bất chấp các bằng chứng ủng hộ giả thuyết của Álvarez, các cách tiếp cận khác vẫn tồn tại.

Người ta lập luận rằng dữ liệu địa tầng và vi cổ sinh vật từ Vịnh Mexico và miệng núi lửa Chicxulub ủng hộ giả thuyết rằng tác động này có trước ranh giới KT vài trăm nghìn năm và do đó không thể gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt. trong kỷ Phấn trắng-Đệ tam.

Có ý kiến ​​cho rằng các tác động môi trường nghiêm trọng khác có thể là nguyên nhân dẫn đến sự tuyệt chủng hàng loạt ở ranh giới KT, chẳng hạn như vụ phun trào núi lửa Deccan ở Ấn Độ.

Deccan là một cao nguyên rộng lớn 800.000 km ² băng qua lãnh thổ nam trung tâm của Ấn Độ, với dấu vết của dung nham và lượng lớn lưu huỳnh và carbon dioxide giải phóng có thể gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt ở ranh giới KT.

Bằng chứng mới nhất

Peter Schulte và một nhóm 34 nhà nghiên cứu năm 2010 đã công bố trên tạp chí danh tiếng Science một đánh giá kỹ lưỡng về hai giả thuyết trước đó.

Schulte và các cộng sự đã phân tích tổng hợp các dữ liệu địa tầng, vi cổ sinh, thạch học và địa hóa học gần đây. Ngoài ra, họ đánh giá cả cơ chế tuyệt chủng dựa trên những xáo trộn môi trường được dự đoán và sự phân bố sự sống trên Trái đất trước và sau giới hạn KT.

Họ kết luận rằng va chạm Chicxulub đã gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt của giới hạn KT, do thực tế là có sự tương ứng về thời gian giữa lớp phóng điện và sự khởi đầu của sự tuyệt chủng.

Hơn nữa, các mô hình sinh thái trong hồ sơ hóa thạch và các nhiễu động môi trường được mô hình hóa (chẳng hạn như bóng tối và nguội lạnh) hỗ trợ những kết luận này.

Người giới thiệu

1. Álvarez, LW, Álvarez, W., Asaro, F., & Michel, HV (1980). Nguyên nhân ngoài Trái đất cho sự tuyệt chủng kỷ Phấn trắng-thứ ba. Khoa học, 208 (4448), 1095-1108. doi: 10.1126 / science.208.4448.1095
2. Hildebrand, AR, Pilkington, M., Connors, M., Ortiz-Aleman, C., & Chavez, RE (1995). Kích thước và cấu trúc của miệng núi lửa Chicxulub được tiết lộ bởi gradient trọng lực ngang và 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). Thang thời gian của các sự kiện quan trọng xung quanh ranh giới kỷ Phấn trắng-cổ sinh. Khoa học, 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). Tác động của tiểu hành tinh Chicxulub và sự tuyệt chủng hàng loạt tại ranh giới kỷ Phấn trắng-cổ sinh. Khoa học, 327 (5970), 1214-1218. doi: 10.1126 / science.1177265
5. Pope, KO, Ocampo, AC & Duller, CE (1993) Địa chất bề mặt của hố va chạm Chicxulub, Yucatan, Mexico. Các hành tinh Mặt trăng trên Trái đất 63, 93–104.
6. Hildebrand, A., Penfield, G., Kring, D., Pilkington, M., Camargo, A., Jacobsen, S. và Boynton, W. (1991). Miệng núi lửa Chicxulub: một miệng núi lửa có thể có tác động ranh giới kỷ Phấn trắng / Đệ tam trên Bán đảo Yucatán, Mexico. Địa chất học. 19 (9): 861-867.