Nowe badanie ukazuje początek życia zwierząt

W badaniu, które łączy analizę skamieniałości z danymi geologicznymi sprzed 580–510 milionów lat temu, naukowcy powiązali zmiany poziomu mórz i tlenu morskiego z ewolucją wczesnych zwierząt, co pogłębiło naszą wiedzę na temat wczesnej różnorodności biologicznej.

Nowo opracowana oś czasu dotycząca wczesnych skamielin zwierzęcych pokazuje związek między poziomem mórz, zmianami zawartości tlenu w morzu i pojawieniem się najstarszych przodków współczesnych zwierząt. Badanie to dostarcza wglądu w siły, które stymulowały ewolucję pierwszych organizmów, z których wywodzą się wszystkie główne grupy zwierząt.

Zespół z Uniwersytetu w Edynburgu zbadał zbiór skał i skamieniałości z okresu znanego jako ediakar-kambr – okresu rozciągającego się od 580 do 510 milionów lat temu. Według zapisów kopalnych w tym okresie doszło do eksplozji różnorodności biologicznej, co stanowiło zagadkę dla naukowców od czasów Karola Darwina.

Złożoność ewolucyjna w okresie ediakaru

Wszystkie wczesne zwierzęta znalezione z tej epoki zamieszkiwały morza w czasach, gdy poziom tlenu w powietrzu i oceanie był znacznie niższy niż obecnie.

Podczas gdy pierwszymi formami życia wcześniej były organizmy jednokomórkowe i wielokomórkowe, organizmy w okresie ediakaru zaczęły stawać się bardziej złożone, z wieloma komórkami zorganizowanymi w plany ciała, które umożliwiały im żerowanie, rozmnażanie i przemieszczanie się po dnie oceanu.

W tej epoce pojawiły się także tzw. zwierzęta dwustronne, które charakteryzowały się symetrycznymi planami ciała, podobnymi do większości współczesnych zwierząt. Klasyfikować Łącznie z ludźmi.

Kompilując dane z różnych źródeł – w tym datowania radiometryczne i informacje geochemiczne na temat warstw skał, w których znaleziono skamieniałości – zespół umieścił na jednej osi czasu wszystkie najważniejsze znaleziska skamieniałości i różne zbiory danych środowiskowych.

Nowa chronologia umożliwiła zespołowi zbadanie trendów w różnorodności biologicznej w omawianym okresie bardziej szczegółowo niż w przeszłości.

Naukowcy połączyli te odkrycia z innymi dowodami chemicznymi z zapisu geologicznego, potwierdzając związek między głównymi zmianami poziomu mórz na świecie, okresami, w których płytkie środowiska morskie nabywały więcej tlenu, a pojawieniem się i zróżnicowaniem wczesnych grup zwierząt.

Różnorodność biologiczna i uwarunkowania środowiskowe

Dynamika ta ustąpiła miejsca kilku ważnym eksplozjom różnorodności biologicznej, znanym jako zbiorowiska Awalonu, Morza Białego i Kambru, z których każda oznaczała pojawienie się nowych grup zwierząt i upadek innych.

Rekonstruując warunki środowiskowe w najgłębszych czasach, badanie otwiera nowe perspektywy na starożytne siły i naciski, które ukształtowały najstarsze formy życia na naszej planecie.

Zespół zidentyfikował także luki w zapisie kopalnym, co sugeruje, że obecna wiedza na temat wczesnych zwierząt jest zniekształcona przez skupiska miejsc na całym świecie, w których znaleziono i zbadano skamieniałości.

Dr Fred Boyer z Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu w Edynburgu powiedział: „Skonstruowanie harmonogramu wczesnej ewolucji zwierząt na podstawie zapisu skał to trudne zadanie, które można osiągnąć jedynie dzięki międzynarodowym i interdyscyplinarnym badaniom, ale przy zastosowaniu globalnego, zintegrowanego podejścia ma kluczowe znaczenie. Ujawnia błędy systematyczne.” „W naszych danych, ujawniając jednocześnie wzorce w wyglądzie skamieniałości, cyklach poziomu morza i zawartości tlenu w środowisku”.

„Wiedza o tym, co napędza różnorodność biologiczną, to kluczowy element układanki życia” – stwierdziła Mariana Yalalis Agelves, doktorantka w Szkole Nauk o Ziemi, która jest współautorką badania. „Czuję się bardzo szczęśliwa, że ​​mogę budować na dziesięcioleciach globalnych, interdyscyplinarnych badań” – powiedziała. „I przyczynimy się do lepszego zrozumienia roli, jaką poziom morza odgrywa we wczesnej ewolucji zwierząt”.

Odniesienie: „Kontrola poziomu morza w zakresie promieniowania fauny w ediakaranie i kambrze” Freda T. Boyera i Rachel A. Wood i Mariana Yelalis, 31 lipca 2024 r., Postęp naukowy.
DOI: 10.1126/sciadv.ado6462

Artykuł ten został sfinansowany przez Radę ds. Badań nad Środowiskiem Naturalnym (NERC).