Havbundsgravernes hævn:Tager endnu et kig på bioturbation og havøkosystemer

De gamle gravmænd på havbunden har fået en bum rap i årevis.

Disse forhistoriske snavsskærere - et bredt sortiment af orme, trilobitter, og andre dyr, der levede i Jordens oceaner for hundreder af millioner af år siden - menes at have spillet en central rolle i at skabe de betingelser, der er nødvendige for, at havlivet kan blomstre. Deres aktiviteter ændrede selve havets kemiske sammensætning og mængden af ​​ilt i havene, i en proces kaldet bioturbation.

Men hjalp eller forhindrede denne bioturbation udvidelsen af ​​det komplekse dyreliv? En ny Yale -undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Earth and Planetary Science Letters , fandt ud af, at havbundsgravere faktisk var meget hjælpsomme.

"Bioturbating dyr er et af vores fremmeste eksempler på 'økosystem ingeniører, sagde hovedforfatter Lidya Tarhan, en assisterende professor i jord- og planetvidenskab ved Yale. "De spiller en stor rolle i udformningen af ​​oceanernes kemiske sammensætning, og endda, på geologiske tidsskalaer, atmosfæren."

Bioturbating af dyr, der lever og graver i havbundens sedimenter, blev først udbredt og aktiv i den tidlige kambriske periode, for omkring 541 millioner år siden. De var en del af den såkaldte "Cambrian Explosion, "da de fleste dyregrupper med sofistikerede kropsplaner og adfærd begyndte at dukke op hurtigt, ifølge den fossile rekord.

Men der er stor debat blandt jordforskere om, hvilken indvirkning disse gravemaskiner havde på deres omgivelser.

For eksempel, der er forholdet mellem bioturbation og tilgængeligheden af ​​fosfor - et kritisk næringsstof, der er nødvendigt for alt liv. Tilgængeligheden af ​​fosfor bestemmer størrelsen af ​​den globale biosfære og kompleksiteten af ​​liv, den kan understøtte. Fosfor når først og fremmest havbunden i form af plankton, hvis kroppe synker til bunden af ​​havet efter døden, og fra havvand, der cirkulerer opad langs kontinenterne.

En stor mængde nyere forskning har antydet, at tidlige burrowers tog fosfor og begravede det, effektivt kvæler forsyningen af ​​dette livskabende næringsstof. Teorien antyder også, at bioturbation ændrede måden, hvorpå kulstof begraves under havbunden, hvilket fører til en udbredt reduktion af ilt i vandet.

En separat forskningsgruppe om bioturbation - baseret på evolutionsteori og observationer fra fossilrekorden - giver en meget anden forudsætning. Denne teori mener, at havbundens nedgravning ville have ført til mere biologisk raffinement, ikke mindre, med hensyn til dyrsstørrelse og adfærd.

"Vi har længe haft disse to store tænkerlejre, grundlæggende i modstrid med hinanden, angående de tidligste dyrs rolle i udformningen af ​​havkemi, beboelighed, og økologi, "Sagde Tarhan.

Yale -teamets nye arbejde sigter mod at løse sagen.

Til undersøgelsen, Tarhan og hendes kolleger skabte nye modeller for fosforcykling og bioturbation, der mere præcist skildrer begge processer. For eksempel, hun sagde, tidligere modeller tog ikke højde for den store mængde fosforrige mineraler, der dannes i sediment på havbunden. Ligeledes, tidligere modellering antog, at bioturbation var en alt-eller-ingenting-aktivitet, der fungerede næsten som en tænd / sluk-kontakt, snarere end en adfærd, der steg gradvist.

"Vores arbejde har, for første gang, forenede de to store rammer om tidlige dyrs rolle i at drive ændringer i de evolutionære og biogeokemiske landskaber i Jordens tidlige oceaner, "Tarhan sagde." Tidlige gravende dyr fremmede faktisk fremkomsten af ​​stadig mere produktive og komplekse økosystemer og hjalp med at fremme den kambriske eksplosion, snarere end at kvæle eller forsinke dens indvirkning. "