Massensterben:Können wir es stoppen?

Das Leben auf dem Planeten Erde hatte eine holprige Fahrt. In fünf verschiedenen Fällen wurden in den letzten 450 Millionen Jahren mindestens drei Viertel aller Arten an Land und im Meer ausgerottet. Es ist leicht, sich diese Massensterben als Ereignisse in ferner Vergangenheit vorzustellen, die keinen Bezug zu dem haben, was uns in der Zukunft passieren könnte – aber das könnte nicht weiter von der Wahrheit entfernt sein.

Neue Forschungen darüber, was die Dinosaurier beim Aussterben der „Endkreidezeit“ – wahrscheinlich das bekannteste aller Massenaussterben – getötet hat, geben uns einen Einblick in unsere Zukunft, indem sie uns helfen, einige wichtige Fragen zu beantworten. Genauso wie die anderen Massensterben. Wenn das Leben auf unserem Planeten immer schwieriger wird, welche heute lebenden Arten werden überleben und welche werden aussterben? Würden menschliche Intelligenz und Technologie unsere Überlebenschancen tatsächlich verbessern oder nicht?

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Jetzt ist ein guter Zeitpunkt, diese Fragen zu stellen. Im Mai dieses Jahres veröffentlichte die UN den umfassendsten Bericht, der je über das Schicksal aller Lebewesen auf unserem Planeten verfasst wurde:das Global Biodiversity Assessment. Das macht kein Lesevergnügen. Mit Beiträgen von 450 der klügsten Köpfe der Welt, die 15.000 wissenschaftliche Arbeiten und Regierungsberichte zusammengestellt haben, heißt es, dass nicht weniger als 1.000.000 Tier- und Pflanzenarten vom Aussterben bedroht sind – viele innerhalb von Jahrzehnten. Es führte zu Schlagzeilen, dass wir uns jetzt in oder am Rande des sechsten Massensterbens des Planeten Erde befinden.

Googlen Sie „Was hat die Dinosaurier getötet?“ oder fragen Sie die meisten Paläontologen, und Sie erhalten eine ziemlich klare Antwort:Ein 10 km breiter Asteroid oder Komet stürzte vor 66 Millionen Jahren im heutigen Mexiko auf die Erde. „Es schlug mit der Wucht von über einer Milliarde Atombomben ein und setzte eine enorme Energiemenge frei“, sagt Dr. Steve Brusatte, Paläontologe an der Universität Edinburgh.

Er schuf nicht nur den 100 Meilen breiten Chicxulub-Krater auf der mexikanischen Halbinsel Yucatán, sondern löste auch Waldbrände, Tsunamis, Erdbeben und Orkanböen aus. „Viele Tiere wären unmittelbar danach gestorben, besonders wenn sie sich in einem Umkreis von etwa 1.000 Meilen um den Aufprall befunden hätten“, sagt Brusatte.

Der Aufprall erstickte die Atmosphäre mit Staub, der einen Großteil des einfallenden Sonnenlichts mehrere Jahre lang blockierte. „Pflanzen wären nicht in der Lage gewesen, Photosynthese zu betreiben, und Ökosysteme wären zusammengebrochen“, sagt Brusatte. Dann kam 1.000 Jahre globale Erwärmung. „Der Asteroid traf auf eine große Karbonatplattform [ein großer Körper aus Karbonatgestein wie Kalkstein und Dolomit], wodurch viel Kohlendioxid freigesetzt wurde, sodass es zu einem Puls der globalen Erwärmung kam“, sagt Brusatte.

„Sie hatten also unmittelbare, mittelfristige und langfristige Killer. Diese Dinge kombiniert, um die Nicht-Vogel-Dinosaurier zusammen mit so vielen anderen Tierarten zu töten.“ Die einzigen Dinosaurier, die überlebten, waren diejenigen, die sich schließlich zu den heutigen Vögeln entwickelten. Insgesamt wurden drei Viertel der Arten der Erde ausgerottet.

Nicht so schnell…

Aber während der Chicxulub-Einschlag oft als einzige Ursache für das Massensterben der Dinosaurier angesehen wird, gibt es immer mehr Beweise dafür, dass dies nicht der Fall war. In den Hunderttausenden von Jahren vor dem Asteroideneinschlag gingen die Vulkane im heutigen Indien auf Hochtouren, und die Temperatur der Erde schwankte ebenso wie der Meeresspiegel. Dieses Wirrwarr von Faktoren hat zu Meinungsverschiedenheiten über die Kette von Ereignissen geführt, die zum Aussterben der Dinosaurier geführt haben, und darüber, was der Hauptschuldige war.

Befürworter der sogenannten „Einschlagshypothese“ gehen davon aus, dass es der Asteroideneinschlag war, der die Vulkanausbrüche in den Deccan Traps in West-Zentralindien verstärkte. Andere sind sich nicht so sicher. Im März 2019 datierte eine in Science veröffentlichte Studie Asche aus der Vulkanaktivität in Indien mit beispielloser Genauigkeit.

„Wir haben gezeigt, dass die Vulkanausbrüche in Pulsen verliefen, wobei der Hauptpuls etwa 20.000 Jahre dauerte und mit dem Massensterben endete“, sagt Prof. Gerta Keller, Paläontologin an der Princeton University, die an der Forschung beteiligt war. „Aber es gibt keine Beweise dafür, dass der Asteroideneinschlag den Vulkanpuls verursacht hat.“

Nach dieser und anderen Untersuchungen von Keller lösten sich die Vulkane auf und spielten eine große Rolle beim Tod der Dinosaurier. Es ist ein komplexes Netz. Auch nur die Auswirkungen der Vulkane in Indien aufzudecken ist nicht einfach. Das CO₂ sie freigesetzt hätten eine globale Erwärmung verursacht, während umgekehrt das beteiligte Schwefeldioxid eine kühlende Wirkung gehabt hätte. Um die Sache noch schlimmer zu machen, ist der Fossilienbestand von Dinosauriern lückenhaft, was das Festhalten von Ursache und Wirkung schwierig macht.

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Aber was die letzten 20 Jahre Forschung über das Aussterben in der Endkreide zeigen, ist, dass mehrere Umweltfaktoren zusammengearbeitet haben, um die Nicht-Vogel-Dinosaurier auszulöschen. Nicht nur das, sie starben auch schnell aus. Es wird heute angenommen, dass die meisten von ihnen nach 160 Millionen Jahren Erfolg (Diversation in über 1.000 Arten auf der ganzen Welt) in etwas mehr als 10.000 Jahren zu fossilem Futter wurden.

Die Situation, mit der die Dinosaurier konfrontiert waren, hat offensichtliche Parallelen zu heute. „Wir haben Biodiversitätsverlust, Lebensraumverlust, Klimawandel und Ressourcenabbau“, sagt Dr. Lauren Holt, Forscherin am Centre for the Study of Existential Risk (CSER) an der University of Cambridge. „Und wir haben auch Schadstoffe – Chemikalien am falschen Ort, die das System weiter zerbrechlich machen.“

Wasserauslöschung

Ein weiteres Massensterben – das Aussterben des „End-Perm“ vor 252 Millionen Jahren – liefert weitere Beweise dafür, wie schnell die Dinge schief gehen können. Bei diesem katastrophalen Ereignis wurden die Meere nahezu sterilisiert – 96 Prozent der Meereslebewesen wurden ausgelöscht. Auch 70 Prozent der Landarten wurden ausgelöscht. Ein Team von Geologen und Paläontologen aus den USA und China gab 2018 durch das Durchsuchen von Fossilien bekannt, die in Gesteinen in Südchina erhalten geblieben waren, dass all dieser Tod und diese Zerstörung in nur 60.000 Jahren stattgefunden haben, möglicherweise sogar noch weniger – ein Wimpernschlag in geologischer Hinsicht .

"Es zeigt uns, dass jedes zukünftige Massensterben sehr schnell passieren wird", sagt Dr. Jahandar Ramezani, ein MIT-Geologe, der an der Studie beteiligt war. „Es ist, als gäbe es einen Wendepunkt, und sobald du diesen erreicht hast, geht alles zur Hölle.“ Es wird angenommen, dass, genau wie das Aussterben der Dinosaurier in der Endkreide, vulkanische Aktivität in monumentalem Ausmaß – diesmal in Serbien – teilweise für das Ereignis am Ende des Perm verantwortlich war.

Aber auch andere Faktoren spielten eine Rolle, darunter eine Verringerung des Sauerstoffgehalts in den tiefen Ozeanen und Veränderungen in der Atmosphärenchemie. Tatsächlich wird angenommen, dass ein Cocktail von Umweltproblemen hinter allen früheren Massensterben steckt.

Die fünf Massensterben

Heute sind potenzielle Wendepunkte im Erdklima Gegenstand intensiver Forschung von Wissenschaftlern, die versuchen, herauszufinden, wie warm es werden muss, bevor eine plötzliche, irreversible Änderung des Klimas stattfindet. Die Arktis ist ein besonders besorgniserregendes Gebiet. Wenn hier der Permafrost schmilzt, werden riesige Mengen an Kohlendioxid und Methan (beides Treibhausgase) in die Atmosphäre freigesetzt.

Wenn der Schnee und das Eis schmilzt, wird die Erdoberfläche weniger reflektieren, sodass weniger Sonnenlicht in den Weltraum zurückgeworfen wird. Wenn diese Dinge passieren würden, würde der Klimawandel aufgeladen werden. Zu verstehen, wann diese Wendepunkte eintreten könnten, wird viel dazu beitragen, vorherzusagen, wann das nächste Massensterben stattfinden könnte.

Anpassen, um zu überleben

Aber vergessen wir nicht, dass, so zerstörerisch die vorherigen Massensterben auch waren, etwas Leben überlebt hat. Tatsächlich war das Aussterben der Dinosaurier eine gute Nachricht für die Säugetiere, deren Zahl explodierte. Wie stehen also unsere Chancen bei einem zukünftigen Massensterben?

Die Zeichen stehen nicht gut. „Ich denke, das Wichtigste, was uns die früheren Massensterben gezeigt haben, ist, dass selbst die dominantesten, erfolgreichsten, am weitesten verbreiteten und vielfältigsten Gruppen aussterben können“, sagt Brusatte. „Die Dinosaurier waren oben, und dann waren sie sehr schnell weg. Jetzt sind wir in der Position, in der die Dinosaurier einst waren.“

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Die Dinosaurier waren Spezialisten, hochgradig angepasst an die ökologischen Nischen, die sie bewohnten, was ihnen erlaubte, zu dominieren. Bei Massenaussterben gewinnen jedoch eher die Generalisten, da sie sich besser an die sich ändernden Umweltbedingungen anpassen können. „Das bedeutet wahrscheinlich, dass die U-Bahn-Ratten und -Tauben bessere Überlebenschancen hätten als die Elefanten oder Eisbären“, sagt Brusatte.

Es gibt ein anderes Muster in dem, was mit dem Leben während des Massensterbens passiert:Tiere neigen dazu, kleiner zu werden. Fossilienfunde zeigen, dass die durchschnittliche Größe von Weichtieren bis hin zu Mikroben und Säugetieren bei der sogenannten Artverzwergung oder dem „Lilliput-Effekt“ tendenziell schrumpft. Der genaue Grund dafür ist unklar, obwohl eine Möglichkeit darin besteht, dass kleinere Individuen schneller wachsen und sich vermehren, und die kürzeren Zeiten zwischen jeder neuen Generation bedeuten, dass sie sich schneller an die rauere Umgebung anpassen können.

Bei einem zukünftigen Massensterben werden also wahrscheinlich die kleineren Generalisten die Nase vorn haben. Aber es besteht eine gute Chance, dass wir Menschen auch ein Mitspracherecht darüber haben, was lebt und stirbt, indem wir mehr Anstrengungen und Ressourcen bündeln, um bestimmte Arten zu retten. „Eines der Dinge, die für die Überlebenschancen von Arten eine große Rolle spielen werden, ist das Ausmaß, in dem sie als wichtig für das menschliche Wohlergehen angesehen werden“, sagt Dr. Simon Beard, der auch Forscher am CSER von Cambridge ist. „Wir werden also sehr wahrscheinlich sehen, dass Tiere und Pflanzen wie Zuckerrohr, Kühe und Bananen weiterhin die globale Biosphäre dominieren.“

Der menschliche Faktor

Während es Parallelen zwischen früheren Massensterben und dem, was derzeit passiert, gibt, gibt es keinen wesentlichen Unterschied:Diese Umweltveränderungen wurden durch menschliche Aktivitäten verursacht. Das bedeutet jedoch, dass wir etwas dagegen tun können. Trotz all der schlechten Nachrichten sagt das Global Biodiversity Assessment der UNO, dass es noch nicht zu spät ist, etwas zu ändern.

Frühere Massensterben sagen uns, dass wir uns nicht nur auf den atmosphärischen Aspekt des Klimawandels konzentrieren sollten, sagt Beard. „Massensterben waren schon immer weitgehend marine Phänomene, da der Großteil der Artenvielfalt der Erde in den Ozeanen existiert. Die zerstörerischsten Veränderungen, mit denen wir derzeit konfrontiert sind, könnten daher die Phänomene des sinkenden Sauerstoffgehalts und der zunehmenden Versauerung der Ozeane der Erde sein. Diese werden durch den Anstieg sowohl der globalen Temperatur als auch des atmosphärischen CO₂ angetrieben .“

Dann kommt die heikle Frage, ob der Homo sapiens am Ende überleben würde. Frühere Massensterben deuten darauf hin, dass unser Überleben von der Antwort auf eine Schlüsselfrage abhängt – sind wir Spezialisten oder Generalisten? Diese Frage ist nicht einfach zu beantworten.

Wir sind durch eine immense individuelle Spezialisierung zu einer erfolgreichen Spezies geworden – indem wir geschickt darin wurden, bestimmte Dinge zu tun, wie zum Beispiel die Entwicklung von Technologien, die es uns ermöglichen, den menschlichen Körper zu reparieren oder Nahrung in feindlichen Umgebungen anzubauen. „Wenn wir die Überlebenschancen jedes Einzelnen bewerten, sehen wir wirklich wie Toast aus“, sagt Beard. Als Kollektiv sind wir jedoch Generalisten. „Wir können im Weltraum, in der Antarktis, in Wüsten und unter Wasser überleben“, sagt Beard. „Alles, was wir brauchen, ist Technologie.“ Das ist also das Paradoxon, dem wir gegenüberstehen, wenn die Umweltbedingungen wirklich unangenehm werden.

„Die Menschheit ist erstaunlich anpassungsfähig und kreativ“, sagt Beard. „Es geht darum, die Neugier zu haben, diese Probleme zu lösen. Wenn uns das gelingt, stehen die Chancen gut, dass wir es schaffen. Aber wenn wir das nicht können, besteht die reale Chance eines totalen Systemzusammenbruchs. In diesem Fall ist jeder von uns auf sich allein gestellt. So können wir nicht überleben – es ist einfach unmöglich.“

Unsere Kreativität muss jedoch sorgfältig eingesetzt werden, sagt Lauren Holt. Nehmen Sie die Gentechnik – Techniken wie die CRISPR-Geneditierung wurden vorgeschlagen, um alles zu tun, von Korallen widerstandsfähiger gegen steigende Meerestemperaturen bis hin zur Schaffung von Pflanzen, die mehr CO₂ saugen aus der Atmosphäre.

„Ich glaube nicht, dass die Leute die langfristigen Auswirkungen von Dingen wie der CRISPR-Technologie auf die Stabilität von Genomen vollständig verstehen“, sagt Holt. Wenn das Genom eines Organismus instabil ist, ist es wahrscheinlicher, dass es mutiert und Krankheiten verursacht. „Wenn wir Organismen mit erweiterter Ökologie in die Welt schicken, wissen wir nicht, ob das stabil ist.“

Neben der Sicherheit technologischer Fixes für das Aussterben gibt es auch einige allgemeinere Fragen, die angegangen werden müssen. „Eher ein anpassungsfähiger Generalist als ein verletzlicher Spezialist zu sein, wird oft als ‚Resilienz‘ bezeichnet. aber es ist wichtig zu akzeptieren, dass Resilienz teuer ist“, sagt Beard. „Um anpassungsfähig und belastbar zu sein, müssen wir Eigenschaften wie Redundanz entwickeln, damit wir ein Backup-System haben; Bereitschaft, Zuweisung von Ressourcen zur Bewältigung der unwahrscheinlichsten potenziellen Bedrohungen; und Flexibilität, nicht zu sehr an der aktuellen Situation hängen.“

Das Problem ist, dass Unternehmen und Regierungen eher nach Effizienz als nach diesen anderen Eigenschaften streben, sagt Beard.

Wenn wir also irgendetwas aus früheren Massensterben mitnehmen können, dann dass Einigkeit, Zusammenarbeit und die Entwicklung von ein wenig Resilienz uns weniger wie die Dinosaurier machen und uns die besten Chancen geben, Massensterben Nummer sechs abzuwehren.