Tidlige arter udviklede sig meget hurtigere end tidligere antaget, forskning viser

Da jordens arter hurtigt diversificerede sig for næsten 500 millioner år siden, at evolutionen var drevet af komplekse faktorer, herunder global afkøling, mere ilt i atmosfæren, og flere næringsstoffer i havene. Men det krævede en kombination af mange globale miljømæssige og tektoniske ændringer, der fandt sted samtidigt og kombinerede som byggesten for at producere hurtig diversificering til nye arter, ifølge en ny undersøgelse af Dr. Alycia Stigall, Professor i geologiske videnskaber ved Ohio University.

Hun og andre forskere har indsnævret sig i en bestemt tid i en æra kendt som den ordoviciske stråling, viser, at nye arter faktisk udviklede sig hurtigt i løbet af en meget kortere tidsramme end tidligere antaget. Den store biodiversifikationsbegivenhed, hvor mange nye arter udviklede sig, de argumenterer, skete under Darriwilian-stadiet for omkring 465 millioner år siden. Deres forskning, "Koordineret biotisk og abiotisk forandring under den store ordoviciske biodiversifikationsbegivenhed:Darriwilsk samling af tidlige palæozoiske byggesten, "blev offentliggjort i Palæografi, Palæoklimatologi, Palæøkologi som en del af et særligt nummer, de redigerer på Great Ordovician Biodiversification Event.

Nye datasæt har givet dem mulighed for at vise, at det, der tidligere så ud som artsudvikling udbredt over tid og geografi, faktisk var en diversificeringsimpuls. Forestil dig en verden før kontinenterne, som vi kender dem, da det meste af landmassen var syd for ækvator, med kun små kontinenter og øer i de store oceaner over troperne. Forestil dig derefter iskapper, der dannes over den sydlige pol. Efterhånden som iskapperne dannes, havet trækker sig tilbage og lokale, isolerede miljøer dannes omkring øer og i havene, der ligger på toppen af ​​kontinenter. I disse lavvandede havmiljøer, nye arter udvikler sig.

Forestil dig så, at iskapperne smelter og havene rejser sig igen, med de nye arter, der rider på bølgerne af global diversificering for at befolke nye regioner. Cyklussen gentager sig derefter og producerer bølger af nye arter og nye spredninger.

Tænd diversificeringens gnist

Den tidlige udvikling af dyrelivet på Jorden er et komplekst og fascinerende emne. Den kambriske eksplosion (mellem omkring 540 til 510 millioner år siden) frembragte en forbløffende række af kropsplaner, men meget få separate arter af hver, bemærker Stigall. Men næsten 40 millioner år senere, i den ordoviciske periode, denne situation ændrede sig, med en hurtig udstråling af arter og slægter under den store ordoviciske biodiversifikationsbegivenhed.

Udløserne af GOBE og processer, der fremmede diversificering, har været genstand for megen debat, men de fleste geovidenskabsmænd har ikke fuldt ud overvejet, hvordan ændringer som global afkøling eller øget iltning ville fremme øget diversificering.

Et nyligt reviewpapir af Stigall og et internationalt team af samarbejdspartnere forsøger at skabe klarhed om disse spørgsmål. Til denne undersøgelse, Stigall gik sammen med Cole Edwards (Appalachian State University), en sedimentær geokemiker, og andre palæontologer Christian Mac Ørum Rasmussen (Københavns Universitet) og Rebecca Freeman (University of Kentucky) for at analysere, hvordan ændringer i det fysiske jordsystem under Ordovicium kunne have fremmet denne hurtige stigning i mangfoldighed.

I deres papir, Stigall og kolleger demonstrerer, at hovedpulsen for diversificering under GOBE er tidsmæssigt begrænset og fandt sted i den mellemordoviciske Darriwilian-stadie (omkring 465 millioner år siden). Mange ændringer i det fysiske jordsystem, herunder oceanisk afkøling, øget tilgængelighed af næringsstoffer, og øget atmosfærisk ilt ophobes i intervallet op til Darriwilian.

Disse fysiske ændringer var nødvendige byggesten, men i sig selv var det ikke nok til at tænde gnisten af ​​diversificering.

Den manglende ingrediens var en metode til skiftevis at forbinde og isolere populationer af arter gennem cyklusser af vikariance og spredning. Den gnist opstår endelig i Darriwilian-stadiet, når iskapper dannes over den ordoviciske jords sydpol. Voksningen og aftagende af disse iskapper fik havniveauet til at stige og falde (svarende til Pleistocæn), som tilvejebragte den alternative tilslutning og afbrydelse, der var nødvendig for at lette hurtig diversitetsophobning.

Stigall og hendes samarbejdspartnere sammenlignede dette med samlingen af ​​byggeklodser, der kræves for at passere en tærskel.