Forscher haben in einer Studie, die Fossilienanalysen mit geologischen Daten aus der Zeit vor 580 bis 510 Millionen Jahren kombiniert, Veränderungen des Meeresspiegels und des Meeressauerstoffs mit der Entwicklung früher Tiere in Verbindung gebracht und so unser Verständnis der frühen Artenvielfalt verbessert.
Eine neu entwickelte Zeitleiste früher Tierfossilien zeigt einen Zusammenhang zwischen dem Meeresspiegel, Veränderungen des Sauerstoffgehalts im Meer und dem Auftreten der ältesten Vorfahren moderner Tiere. Diese Studie liefert Einblicke in die Kräfte, die die Evolution der ersten Organismen anregten, aus denen alle großen Tiergruppen hervorgingen.
Ein Team der Universität Edinburgh untersuchte eine Sammlung von Gesteinen und Fossilien aus der Zeit, die als Ediacara-Kambrium bekannt ist – eine Zeitspanne von vor 580 bis 510 Millionen Jahren. In dieser Zeit kam es laut Fossilienfunden zu einer Explosion der Artenvielfalt, die Wissenschaftler seit Charles Darwin vor Rätsel stellt.
Evolutionäre Komplexität in der Ediacara-Zeit
Alle frühen Tiere, die aus dieser Zeit gefunden wurden, waren Meeresbewohner, zu einer Zeit, als der Sauerstoffgehalt in der Luft und im Meer viel niedriger war als heute.
Während die ersten Lebensformen vor dieser Zeit einzellige und mehrzellige Organismen waren, begannen die Organismen in der Ediacara-Zeit komplexer zu werden, mit mehreren Zellen, die in Körperplänen organisiert waren, die es ihnen ermöglichten, sich zu ernähren, zu vermehren und sich über den Meeresboden zu bewegen.
In dieser Ära entstanden auch sogenannte bilaterale Tiere, die sich durch symmetrische Körperpläne auszeichneten, ähnlich wie die meisten Tiere heute. Klassifizieren Einschließlich Menschen.
Durch die Zusammenstellung von Daten aus verschiedenen Quellen – einschließlich radiometrischer Datierungen und geochemischer Informationen über die Gesteinsschichten, in denen die Fossilien gefunden wurden – kartierte das Team alle wichtigen Fossilienfunde und verschiedene Umweltdatensätze auf einer einzigen Zeitachse.
Die neue Chronologie ermöglichte es dem Team, die Biodiversitätstrends im betreffenden Zeitraum detaillierter als in der Vergangenheit zu untersuchen.
Die Forscher kombinierten diese Ergebnisse mit anderen chemischen Beweisen aus den geologischen Aufzeichnungen und bestätigten so einen Zusammenhang zwischen großen Veränderungen des globalen Meeresspiegels, Perioden, in denen flache Meeresumgebungen mehr Sauerstoff aufwiesen, und der Entstehung und Diversifizierung früher Tiergruppen.
Artenvielfalt und Umweltbedingungen
Diese Dynamik hat zu mehreren bedeutenden Explosionen der Artenvielfalt geführt, die als Avalon-, Weiße-Meer- und Kambrium-Gruppen bekannt sind und jeweils die Ankunft neuer Tiergruppen und den Niedergang anderer markieren.
Durch die Rekonstruktion der Umweltbedingungen in der Urzeit eröffnet die Studie neue Perspektiven auf die antiken Kräfte und Zwänge, die die ältesten Lebensformen auf unserem Planeten geprägt haben.
Das Team identifizierte auch Lücken im Fossilienbestand, was darauf hindeutet, dass das aktuelle Wissen über frühe Tiere durch die Cluster von Orten auf der ganzen Welt, an denen Fossilien gefunden und untersucht wurden, verzerrt ist.
Dr. Fred Boyer von der School of Earth Sciences der University of Edinburgh sagte: „Die Erstellung einer Zeitleiste der frühen Tierentwicklung anhand der Gesteinsaufzeichnungen ist eine gewaltige Aufgabe, die nur durch internationale und interdisziplinäre Forschung, aber durch einen globalen, integrierten Ansatz gelöst werden kann.“ ist von entscheidender Bedeutung. „Es deckt Vorurteile auf.“
„Zu wissen, was die Artenvielfalt antreibt, ist ein wesentlicher Teil des Wissens im Puzzle des Lebens“, sagte Mariana Yalalis Agelves, eine Doktorandin an der School of Earth Sciences, die die Studie mitverfasst hat auf jahrzehntelanger globaler, interdisziplinärer Forschung“, sagte sie. „Und zu einem besseren Verständnis der Rolle beitragen, die der Meeresspiegel in der frühen Tierentwicklung spielt.“
Referenz: „Sea Level Controls on Faunal Radiations in the Ediacaran and Cambrian“ von Fred T. Boyer und Rachel A. Wood und Mariana Yelalis, 31. Juli 2024, Wissenschaftlicher Fortschritt.
DOI: 10.1126/sciadv.ado6462
Dieses Papier wurde vom Natural Environment Research Council (NERC) finanziert.