Eksplozja kambryjska była niezwykłym zjawiskiem w ewolucji życia na planecie, która doprowadziła do pojawienia się wielu osób zwierzęcych i dywersyfikacji gatunków. W tym okresie, około 530 milionów lat temu, pojawiła się większość podstawowych planów organizmów, które przetrwały do dnia dzisiejszego. Jednak ta wielka eksplozja życia, która zmieniła krajobraz ewolucyjny na Ziemi, mogła wystąpić miliony lat wcześniej niż wcześniej sądzono, hipoteza wzmocniona obecnie w badaniu opublikowanym w czasopiśmie Geology.
Jest to główny wniosek z nowego badania, w którym analizuje profile organizmów – symetria, ciała segmentowe, egzoszkielety itp. – sprzed około 545 milionów lat, analizując śladowe skamieliny, które są skamieniałymi znakami w skałach i osadach pozostawionych przez aktywność organizmów w przeszłości.
Autorzy artykułu to eksperci Olmo Miguez Salas z Wydziału Nauk o Ziemi na Uniwersytecie Barcelony i Zekun Wang z Muzeum Historii Naturalnej w Londynie (Wielka Brytania).
Skamieniałe ślady wymarłych zwierząt
Eksplozja kambryjska to wyjątkowy okres w historii życia, który stawia wiele pytań bez odpowiedzi. Aby zagłębić się w różnorodność biologiczną tego okresu, większość badań w paleontologii koncentruje się na badaniach organizmów, które miały twarde części. Jednak badanie skamielin śladowych (lub ichnofossilów) otwiera możliwość odkrycia, jaka była aktywność twardych, miękkich lub szkieletowych organizmów zachowanych w zapisie stratygraficznym.
„Rekord skamielin śladowych dostarcza cennych informacji o okresach ewolucyjnych, w których dominują fauna miękka”, mówi Olmo Miguez Salas, postoktorowy badacz Beatriu de Pinós w Departamencie Ziemi i Dynamiki Ocean. „Ścieżki kopalne odzwierciedlają zachowanie organizmu, który je generuje, który jest determinowany przez siedlisko i reakcje na bodźce środowiskowe. Dlatego są wskaźnikiem warunków paleoekologicznych, w których żyły je organizmy, które je generowały”.
Autorzy skupili się na badaniach skamielin śladowych w przejściu ediacaranu-kambrowanckim „okres uznanego paleoewolucyjnego zainteresowania, który był punktem zwrotnym w ewolucji złożonego życia na Ziemi”, mówi Miguez Salas.
W tym przejściu nastąpiła radykalna zmiana różnorodności biologicznej i struktury organizmów i ekosystemów. „Fauna ediacarańska była zdominowana przez złożone, wielokomórkowe organizmy miękkie. Przejście do kambryjskiego polegało na wyginięciu znacznej części fauny Ediacara, a także szybką dywersyfikację złożonej wielokomórkowej formy życia z twardymi częściami (EG egzoszkielety). Jest to ewolucyjny rdzeń, z którego większość nowoczesnych zwierząt pojawiła się wodę zwierząt.
Eksplozja kambryjska mogła się zdarzyć znacznie wcześniej
Badanie opublikowane w geologii ilościowo wskazuje, że organizmy o smukłych profilach ciała rozwijały się około 545 milionów lat temu. „Organizmy te prawdopodobnie posiadały koelomiczne ciała hydrostatyczne, z osą przednio -tylną, mięśniami i prawdopodobnie segmentacją” – mówi ekspert.
„Ponadto organizmy te mogą poruszać się w określonym kierunku (lokomocja kierunkowa) i prawdopodobnie posiadały zdolności sensoryczne do poruszania się i karmienia heterogenicznych substratów w siedlisku zdominowanym przez matki drobnoustrojowe. Dlatego tak zwana eksplozja kambryjska i jej implikacje ewolucyjne mogły wystąpić znacznie wcześniej.
Te adaptacje w profilu ciała i mobilności pozwoliły tym wczesnym zwierzętom rozwijać się w coraz bardziej dynamicznych i złożonych środowiskach, inżynierii ekologicznej, która może promować innowacje ewolucyjne. Metodologia badania opierała się na analizie proporcjonalności liniowej wykazywanej przez trajektorie śladowych nowoczesnych i skamieniałych zwierząt. Następnie to prawo skalowania zastosowano do śladów lokomotorycznych skamielin Ediacaran-Cambrian (np. Archaeonassa, Gordia, Helminthopsis i Parapsammichnites).
Chociaż niektóre wcześniejsze badania opisywały śladowe skamieliny związane z mobilnymi bentosowymi organizmami dwustronnymi w faunie Ediacara, brakowało szczegółowych podejść ilościowych i wciąż istniało wiele niewiadomych o kształcie ciała tych organizmów (długość, szerokość, cefalizacja itp.). Wyniki nowego badania przedstawiają innowacyjne podejście ilościowe do analizy śladów lokomocji kopalnej od czasów starożytnych, wczesnej anatomii zwierząt i dynamiki paleoekologicznej.
“This new discovery opens the door to quantitatively study future Ediacara trace fossils discovered in the coming years and to corroborate that the Cambrian explosion did not happen in the Cambrian, but many millions of years earlier. Moreover, the scaling laws obtained in this study enable the study of the morphological evolution of different faunal phyla generating fossil locomotion traces, not only during this evolutionary period, but also during other Okresy ewolucyjne o podobnym znaczeniu, takie jak wielkie zdarzenie dywersyfikacji ordowiku ”, podsumowuje Olmo Miguez Salas.