מהו "קטסטרופיזם" בביולוגיה?

הביולוגיה, חקר החיים, החלה כמחקר על צורות ותפקודים של חיים קיימים, בעיקר צמחים ובעלי חיים. ז'ורז 'קובייר, מדען צרפתי מהמאה ה -18, הבין באמצעות מחקריו על עצמות בעלי חיים ומאובנים שכמה צורות חיים נכחדו. במאה ה -16, ארכיבישוף אנגליקני מצפון אירלנד, ג'יימס אושר, השתמש בתאריכים מקראיים כדי לחשב שכדור הארץ יכול להיות בן כ- 6,000 שנה בלבד. לכן, קובייר הגיע למסקנה כי ההכחדה כנראה נגרמה על ידי סדרה של אירועים קטסטרופליים.

כדי להגדיר קטסטרופיזם נדרשת הבנת מקורות המונח. מדענים מוקדמים כמו קובייר, שעבדו בגבולות חישוביו של אשר על תקופת כדור הארץ, נזקקו להסבר הגיוני להיעלמותם או הכחדתם הפתאומית של מינים. קובייר הציע סדרה של אירועים קטסטרופליים, כולל המבול המקראי. אותה הקדמה מוקדמת של המונח "קטסטרופיזם" הובילה לשינוי הקטסטרופיזם של ג'יימס אושר שקבעו כי שינויים גיאולוגיים וביולוגיים נובעים מאירועים שלא יראו במודרני עוֹלָם. בנוסף, ייתכן שאירועים אלה נבעו מסיבות טבעיות או לא. בהיבט זה, הגדרת הקטסטרופיזם של מריאם-וובסטר קובעת: "דוקטרינה גיאולוגית המשתנה בהגדרת כדור הארץ בעבר נוצר קרום פתאום על ידי כוחות פיזיים הפועלים בדרכים שלא ניתן לצפות בהם היום."

לאחר פרסום "תיאוריית כדור הארץ" של ג'יימס האטון בשנת 1785, יותר ויותר מדענים הבינו שתהליכי כדור הארץ הם בדרך כלל תהליכים איטיים והדרגתיים. תורת האחידות דורשת פרקי זמן ארוכים ומסוכמת בביטוי "ההווה הוא המפתח לעבר. "במילים אחרות, שינויים גיאולוגיים הם הדרגתיים והתרחשו בעבר בדיוק כפי שהם קורים עַכשָׁיו. לימוד תהליכים גיאולוגיים מודרניים מלמד גיאולוגים על תהליכי עבר. באמצע המאה ה -19 הרחיב הגיאולוג הסקוטי צ'רלס לייל את רעיון האחידות. ה"הדרגתיות "של לייל מרחיבה את העיקרון הגיאולוגי לאירועים כימיים וביולוגיים טבעיים, וקובעת כי שינויים מתרחשים בהדרגה לאורך תקופות זמן ארוכות.

למרות שקטסטרופיזם הופרש במידה רבה עם התפתחות האחידות וההדרגתיות, מדענים רבים הבינו כי אירועים קטסטרופליים המשפיעים על הביולוגיה אכן מתרחשים. לדוגמא, פגיעת המטאור הקטסטרופלית בסוף המזוזואיק, בשילוב ההדרגתי הפרדת פנגאה, הובילה להכחדת הדינוזאורים, רוב הזוחלים הימיים וחיים רבים אחרים צורות. דוגמה נוספת לאירוע גיאולוגי קטסטרופלי המשפיע על הביולוגיה היא רעידת האדמה היפנית בשנת 2011 שהצטמצמה בצורה דרסטית האוכלוסייה המקומית של חלזונות הבוץ המפיצה את החי והצומח היפני המקומי על פני האוקיאנוס השקט עם הצונאמי מַפּוֹלֶת. כמו כן, התפרצות הרי געש גדולים כמו טמבורה משפיעה על מערכות אקולוגיות מקומיות תוך השפעה על דפוסי מזג האוויר ברחבי העולם.

הדרגתיות מנוקדת התפתחה כאשר מדענים רבים החלו להבין כי אירועים קטסטרופליים מתרחשים בשינויים האיטיים וההדרגתיים של כדור הארץ. אירועים גיאולוגיים קטסטרופליים בעבר, בהווה ובעתיד משפיעים על אוכלוסיות ביולוגיות. הרס בתי גידול, שיבוש שרשרת המזון לטווח הקצר או הארוך והשפעה ישירה של אירועים קטסטרופליים כמו רעידות אדמה והרי געש ממשיכים להשפיע על הביולוגיה.