Spor af gammelt liv fortæller historien om tidlig mangfoldighed i marine økosystemer

Hvis du kunne dykke ned til havbunden for næsten 540 millioner år siden lige forbi det punkt, hvor bølgerne begynder at bryde, du ville finde en eksplosion af liv – snesevis af ormelignende dyr og andre havdyr, der tunnelerede komplekse huller og strukturer i mudderet og sandet – hvor miljøet før havde været stort set goldt.

Takket være forskning offentliggjort i dag i Videnskab fremskridt af et internationalt forskerhold ledet af University of Saskatchewan (USask), denne hurtige stigning i biodiversiteten – en af ​​to sådanne store begivenheder over en 100 millioner-årig tidsperiode for 560 til 443 millioner år siden – er en del af et klarere billede af Jordens gamle oceaner og livet i dem.

"Vi kan se fra sporfossilerne - spor, stier, kedelige, og graver efterladte dyr ned - at dette særlige miljø på havbunden, offshore, tjente som en 'digel' for livet, " sagde USask palæobiolog Luis Buatois, hovedforfatter af artiklen. "I løbet af de næste millioner af år, livet udvidede sig fra dette område udad til dybere farvande og indad i lavvandede farvande."

Forskningen er kulminationen på over 20 års arbejde fra Buatois og holdet, som undersøgte hundredvis af klippeformationer på steder på tværs af alle kontinenter.

"Indtil nu, disse to begivenheder - den kambriske eksplosion og den store ordoviciske biodiversifikationsbegivenhed - er for det meste blevet forstået gennem studiet af kropsfossiler - skallerne, skjold og knogler fra gamle havdyr, " sagde Buatois. "Nu kan vi med tillid sige, at disse begivenheder også afspejles i sporet af fossiler, som afslører arbejdet hos de bløde væsner, hvis kødfulde væv rådner meget hurtigt og derfor kun meget sjældent er bevaret."

For første gang, holdet har vist beviser for, at dyr aktivt "konstruerer" deres økosystem - gennem konstruktionen af ​​rigelige og forskelligartede huler på havbunden i verdenshavene i denne antikke tid.

"Undervurder aldrig, hvad dyr er i stand til at gøre, " sagde USask palæobiolog Gabriela Mángano, medforfatter til avisen. "De kan ændre deres fysiske og kemiske miljø, udelukke andre dyr eller lade dem blomstre ved at skabe nye ressourcer. Og de gjorde bestemt alle disse ting i disse gamle have."

De spor fossilproducerende dyrs ingeniørindsats kan have lagt grundlaget for større mangfoldighed i livet i havet. Forskerne identificerede en tidsforskydning på 20 millioner år under den kambriske eksplosion (det tidspunkt, hvor de fleste af de største grupper af dyr først optræder i fossiloptegnelsen) mellem diversificering i sporfossiler og i fossiler af dyrekroppe, tyder på, at de senere dyr udnyttede ændringer, som gjorde dem i stand til at diversificere endnu mere.

Forskningen hjælper også med at løse et stort spørgsmål fra den geokemiske rekord, hvilket tydede på, at meget af det gamle hav var iltfattigt og uegnet til liv. Ligesom oceanerne i dag, det kambriske hav havde visse områder, der var fulde af liv, mens andre manglede de nødvendige betingelser for at understøtte det.

"Den kendsgerning, at spor af fossil udbredelse viser, at der var steder, hvor liv blomstrede ved siden af ​​andre uden dyrs aktivitet gennem hele den tidlige kambriske periode, er et stærkt argument for ideen om, at zoner med nok ilt til at opretholde en mangfoldighed af dyr. eksisterede med iltfattigt vand i dybere områder, " sagde Mángano. "Det er en situation, der ligner, hvad der sker i moderne oceaner med iltminimumszoner i den ydre del af kontinentalsoklen og den øvre del af kontinentalskråningen, men iltede dem på lavt vand."

Forskningen kunne give ny indsigt fra et evolutionært perspektiv i betydningen af ​​omfattende klippeformationer af en lignende årgang fundet i Canada og andre steder, og hjælpe samfundet med at forberede sig på kommende udfordringer.

"Forståelse af ændringer, der fandt sted tidligt i vores planets historie, kan hjælpe os til at møde de nuværende udfordringer i moderne oceaner, især med hensyn til iltændringer, " sagde Buatois.