Wat is 'catastrofisme' in de biologie?

Biologie, de studie van het leven, begon als een studie van de vormen en functies van bestaand leven, voornamelijk planten en dieren. Georges Cuvier, een 18e-eeuwse Franse wetenschapper, realiseerde zich door zijn studies van dierlijke botten en fossielen dat sommige vormen van leven waren uitgestorven. In de 16e eeuw gebruikte een anglicaanse aartsbisschop uit Noord-Ierland, James Ussher, bijbelse data om te berekenen dat de aarde slechts ongeveer 6000 jaar oud kon zijn. Daarom concludeerde Cuvier dat de uitstervingen moeten zijn veroorzaakt door een reeks catastrofale gebeurtenissen.

Om catastrofisme te definiëren, moet men de oorsprong van de term begrijpen. Vroege wetenschappers zoals Cuvier, die werkten binnen de grenzen van Usshers berekeningen van de leeftijd van de aarde, hadden een logische verklaring nodig voor de plotselinge verdwijning of uitsterving van soorten. Cuvier suggereerde een reeks catastrofale gebeurtenissen, waaronder de Bijbelse zondvloed. Die vroege introductie van de term 'catastrofisme' leidde tot een wijziging van het catastrofisme van James Ussher waarin werd gesteld dat geologische en biologische veranderingen het gevolg zijn van gebeurtenissen die in de moderne tijd niet zouden worden gezien wereld. Bovendien kunnen die gebeurtenissen al dan niet het gevolg zijn van natuurlijke oorzaken. In die geest stelt Merriam-Webster's definitie van catastrofisme: "een geologische doctrine die verandert in de korst zijn in het verleden plotseling tot stand gebracht door fysieke krachten die werken op manieren die niet kunnen worden waargenomen vandaag."

Na de publicatie van James Hutton in 1785 van 'Theory of the Earth', kwamen steeds meer wetenschappers tot het inzicht dat aardse processen meestal langzame, geleidelijke processen zijn. De theorie van uniformitarisme vereist lange tijdsperioden en wordt samengevat met de uitdrukking "het heden is" de sleutel tot het verleden." Met andere woorden, geologische veranderingen zijn geleidelijk en vonden plaats in het verleden, net zoals ze gebeuren they nu. Het bestuderen van moderne geologische processen leert geologen over processen uit het verleden. Halverwege de 19e eeuw breidde de Schotse geoloog Charles Lyell het idee van uniformitarisme uit. Lyell's "gradualisme" breidt het geologische principe uit tot natuurlijke chemische en biologische gebeurtenissen, en stelt dat veranderingen geleidelijk plaatsvinden over lange perioden.

Hoewel catastrofisme grotendeels terzijde werd geschoven met de ontwikkeling van uniformitarisme en geleidelijkheid, zijn veel wetenschappers gaan begrijpen dat catastrofale gebeurtenissen die de biologie beïnvloeden, plaatsvinden. Bijvoorbeeld de catastrofale meteoorinslag aan het einde van het Mesozoïcum, gecombineerd met de geleidelijke scheiding van Pangaea, leidde tot het uitsterven van de dinosauriërs, de meeste mariene reptielen en vele andere levensvormen vormen. Een ander voorbeeld van een catastrofale geologische gebeurtenis die de biologie beïnvloedt, is de Japanse aardbeving in 2011 die drastisch verminderde de lokale populatie modderslakken en die met de tsunami de lokale Japanse flora en fauna over de Stille Oceaan verspreidden puin. Ook heeft de uitbarsting van grote vulkanen zoals Tambora invloed op lokale ecosystemen en beïnvloedt het weerspatronen wereldwijd.

Er ontwikkelde zich een onderbroken geleidelijkheid toen veel wetenschappers begonnen te beseffen dat catastrofale gebeurtenissen plaatsvinden binnen de langzame en geleidelijke veranderingen van de aarde. Vroegere, huidige en toekomstige catastrofale geologische gebeurtenissen hebben invloed op biologische populaties. Habitatvernietiging, verstoring van de voedselketen op korte of lange termijn en directe gevolgen van catastrofale gebeurtenissen zoals aardbevingen en vulkanen blijven de biologie beïnvloeden.