Hvordan rovplankton skabte moderne økosystemer efter Snowball Earth

For omkring 635 til 720 millioner år siden, under Jordens mest alvorlige istid, Jorden var to gange næsten fuldstændig dækket af is, ifølge aktuelle hypoteser. Spørgsmålet om, hvordan livet overlevede disse "Snowball Earth"-istider, varer op til omkring 50 millioner år, har optaget de mest fremtrædende videnskabsmænd i mange årtier. Et internationalt hold, ledet af hollandske og tyske forskere fra Max Planck Society, fandt nu det første detaljerede glimt af livet efter "Snebolden" i form af nyopdagede gamle molekyler, begravet i gamle klipper.

"Alle højere dyrelivsformer, inklusive os mennesker, producere kolesterol. Alger og bakterier producerer deres egne karakteristiske fedtmolekyler." siger førsteforfatter Lennart van Maldegem fra Max Planck Institute (MPI) for Biogeokemi, som for nylig flyttede til Australian National University i Canberra, Australien. "Sådanne fedtmolekyler kan overleve i klipper i millioner af år, som de ældste (kemiske) rester af organismer, og fortæl os nu, hvilken type liv der trivedes i de tidligere oceaner for længe siden."

Men de fossile fedtstoffer, som forskerne for nylig opdagede i brasilianske klipper, aflejret lige efter den sidste sneboldglaciation, var ikke, hvad de havde mistanke om. "Absolut ikke, " siger teamleder Christian Hallmann fra MPI for Biogeokemi, 'Vi var fuldstændig forundrede, fordi disse molekyler så ganske anderledes ud, end vi nogensinde har set før!" Ved at bruge sofistikerede separationsteknikker, holdet formåede at rense små mængder af det mystiske molekyle og identificere dets struktur ved kernemagnetisk resonans i NMR-afdelingen hos Christian Griesinger på Max Planck Institute for Biophysical Chemistry. "Dette er i sig selv meget bemærkelsesværdigt" ifølge Klaus Wolkenstein fra MPI for Biophysical Chemistry og Geoscience Center ved Universitetet i Göttingen:"Aldrig er en struktur blevet belyst med så lille en mængde af et så gammelt molekyle." Strukturen blev kemisk identificeret som 25, 28-bisnorgammacerane - forkortet til BNG som van Maldegem foreslår.

Fossile fedtstoffer mest sandsynligt fra heterotropisk plankton

Alligevel forblev oprindelsen af ​​forbindelsen gådefuld. "Vi ledte selvfølgelig efter, om vi kunne finde det andre steder," siger van Maldegem, som derefter studerede hundredvis af gamle stenprøver, med ret overraskende succes. "Især Grand Canyon-klipperne var virkelig en øjenåbner," siger Hallmann. disse klipper var også blevet begravet under kilometervis af gletsjeris for omkring 700 millioner år siden.

Detaljerede yderligere analyser af molekyler i Grand Canyon-bjergarter - inklusive formodede BNG-prækursorer, fordelingen af ​​steroider og stabile kulstofisotopmønstre - fik forfatterne til at konkludere, at det nye BNG-molekyle højst sandsynligt stammer fra heterotrofisk plankton, marine mikrober, der er afhængige af at forbruge andre organismer for at få energi. "I modsætning til for eksempel grønalger, der indgår i fotosyntese og dermed tilhører autotrofe organismer, disse heterotrofe mikroorganismer var ægte rovdyr, der fik energi ved at jage og fortære andre alger og bakterier' ifølge van Maldegem.

Rovdyr skaber plads til alger og andet plankton

Mens prædation er almindelig blandt plankton i moderne oceaner, opdagelsen af, at den var så fremtrædende for 635 millioner år siden, præcis efter Snowball Earth-glaciationen, er en stor sag for videnskabssamfundet. "Parallelt med forekomsten af ​​det gådefulde BNG-molekyle observerer vi overgangen fra en verden, hvis oceaner praktisk talt kun indeholdt bakterier, til et mere moderne jordsystem indeholdende mange flere alger. Vi tror, ​​at massiv prædation var med til at 'rydde' de bakteriedominerede oceaner ud og give plads til alger' siger van Maldegem.

De resulterende mere komplekse fodringsnetværk gav diætbehovene til større, mere indviklede livsformer at udvikle sig - inklusive de slægter, som alle dyr, og til sidst vi mennesker, stammer fra. Den massive begyndelse af prædation spillede sandsynligvis en afgørende rolle i transformationen af ​​vores planet og dens økosystemer til dens nuværende tilstand.