מדענים של ג'ונס הופקינס מגלים גיבור חדש יוצא דופן באבולוציה

פעילות הנבירה של תולעים פרהיסטוריות על קרקעית האוקיינוס ​​שחררה חמצן, וטיפחה את אירוע הגיוון הביולוגי הגדול של האורדוביץ', על פי מחקר חדש.

אחד מההתפרצויות התוצאותיות ביותר של המגוון הביולוגי של כדור הארץ – תקופה של 30 מיליון שנה של שינויים אבולוציוניים נפיצים שהולידו אינספור חדשים מִין– אולי יש את היצורים הצנועים ביותר להודות על השלב החיוני בתולדות החיים: תולעים.

חפירה ונבירה של תולעים פרהיסטוריות ואחרות חסרי חוליות לאורך קרקעית האוקיינוס ​​עוררה שרשרת אירועים ששחררה חמצן לאוקיינוס ​​ולאטמוספירה ועזרה להניע את מה שמכונה אירוע הגיוון הביולוגי הגדול של האורדוביץ', לפני כ-480 מיליון שנה, על פי ממצאים חדשים שפרסמו חוקרים מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס בכתב העת Geochimica et Cosmochimica Acta.

"זה באמת מדהים לחשוב איך חיות קטנות כל כך, כאלה שאפילו לא קיימות היום, יכולות לשנות את מהלך ההיסטוריה האבולוציונית בצורה כה עמוקה", אמרה הסופרת הבכירה מאיה גומס, אסיסטנטית פרופסור במחלקה לכדור הארץ והפלנטה. מדעים. "עם העבודה הזו, נוכל לבחון את הכימיה של האוקיינוסים המוקדמים ולפרש מחדש חלקים מהתיעוד הגיאולוגי."

כדי להבין טוב יותר כיצד שינויים ברמות החמצן השפיעו על אירועים אבולוציוניים בקנה מידה גדול, גומס וצוות המחקר שלה עדכנו מודלים המפרטים את התזמון והקצב של הגדלת החמצן במשך מאות מיליוני שנים.

ערבוב משקעים ורמות חמצן

הם בחנו את הקשר בין ערבוב משקעים שנגרם, בין השאר, מחפירת תולעים עם מינרל בשם פיריט, הממלא תפקיד מפתח בהצטברות חמצן. ככל שיותר פיריט נוצר ונקבר מתחת לבוץ, סחופת או חול, כך רמות החמצן עולות יותר.

חוקרים מדדו פיריט מתשעה אתרים לאורך קו החוף של מרילנד של מפרץ צ'ספיק, המשמש כמקור לתנאי האוקיינוס ​​המוקדמים. אתרים עם רק כמה סנטימטרים של ערבוב משקעים החזיקו הרבה יותר פיריט מאלה ללא ערבוב ואלה עם ערבוב עמוק.

הממצאים מאתגרים את ההנחות הקודמות שהקשר בין פיריט וערבוב משקעים נשאר זהה על פני בתי גידול ולאורך זמן, אמר גומס.

החוכמה הקונבנציונלית קבעה שכאשר בעלי חיים חוררו משקעים על ידי נבירה בקרקעית האוקיינוס, פיריט שזה עתה נחשף היה נחשף ונהרס על ידי חמצן במים, תהליך שבסופו של דבר ימנע מחמצן להצטבר באטמוספרה ובאוקיינוס. משקעים מעורבים נתפסו כעדות לכך שרמות החמצן נשארו יציבות.

הנתונים החדשים מצביעים על כך שכמות קטנה של משקעים שהתערבבו במים עם רמות נמוכות מאוד של חמצן הייתה חושפת פיריט, גופרית ופחמן אורגני קבורים למספיק חמצן כדי להניע את היווצרות של פיריט נוסף.

"זה בערך כמו זהבה. התנאים צריכים להיות מתאימים בדיוק. אתה צריך קצת לערבב כדי להכניס את החמצן למשקעים, אבל לא עד כדי כך שהחמצן יהרוס את כל הפיריט ואין הצטברות נטו", אמר כלב האנטסו, מועמד לדוקטורט בג'ונס הופקינס ומחבר ראשון בנושא מאמר.

רמות חמצן ואירועים אבולוציוניים

כאשר החוקרים יישמו את הקשר החדש הזה בין פיריט ועומק ערבוב המשקעים על מודלים קיימים, הם גילו שרמות החמצן נשארו שטוחות יחסית במשך מיליוני שנים ולאחר מכן עלו במהלך התקופה הפליאוזואיקונית, עם עלייה תלולה שהתרחשה במהלך התקופה האורדוביץ'.

החמצן הנוסף תרם ככל הנראה לאירוע הגיוון הביולוגי הגדול של האורדוביץ', כאשר מינים חדשים פרחו במהירות, אמרו החוקרים.

"תמיד הייתה שאלה של איך רמות החמצן קשורות לרגעים בהיסטוריה שבהם כוחות אבולוציוניים מוגברים ורואים מגוון גדול יותר של חיים על הפלנטה", אמר גומס. "גם בתקופת הקמבריון היה אירוע ספיגה עצום, אבל הדגמים החדשים מאפשרים לנו לשלול חמצן ולהתמקד בדברים אחרים שאולי הניעו את האבולוציה במהלך אותה תקופה."

המחקר מומן על ידי הקרן האמריקאית למחקר נפט של החברה הכימית הכימית.