Fossielen ontdaan in Grand Canyon onthullen nieuwe details van de evolutionaire explosie van het leven
Paleontologen hebben opmerkelijke fossielen ontdekt in de Grand Canyon die nieuwe details onthullen over de opkomst van complexe leven een half miljard jaar geleden.
De nieuwe overblijfselen van fauna uit de regio suggereren dat het ideale omstandigheden voor het leven bood om te floreren en te diversifiëren, in een “Goldilocks -zone” tussen harde uitersten elders. Deze evolutionaire kans produceerde een groot aantal vroege dieren, waaronder Oddballs met bijzondere aanpassingen Om te overleven, volgens nieuw onderzoek.
Tijdens de Cambrische explosieDie zich afspeelden in de kustwateren van de oceanen van de aarde ongeveer 540 miljoen jaar geleden, de meeste dierlijke lichaamstypes die vandaag bestaan, kwamen in een relatief korte tijdspanne naar voren, geloven wetenschappers.
Destijds was de Grand Canyon dichter bij de evenaar en de regio was bedekt met een warme, ondiepe zee vol van het ontluikende leven-waterdieren die lijken op moderne garnalen, pilbugs en slakken-allemaal nieuwe manieren ontwikkelen om de overvloedige middelen te exploiteren.
Onderzoekers wendden zich tot de lagen van sedimentaire rots van de Grand Canyon om geheimen van dit cruciale moment in de geschiedenis van het leven te ontgrendelen, graven in de schilferige, kleiachtige schalie van de felle engelformatie waar de meeste fossielen van de Cambrische Cambrische tijdschriften zijn gevonden.
Het studieteam verwachtte vooral de gefossiliseerde overblijfselen van harde ongewervelde dieren Typisch voor de regio. In plaats daarvan ontdekte het team iets ongewoons: rotsen met goed bewaarde interne fragmenten van kleine zachte weekdieren, schaaldieren en priapuliden, ook bekend als peniswormen.
“Met dit soort fossielen kunnen we hun morfologie, hun uiterlijk en hun levensstijl in veel grotere resolutie beter bestuderen, wat niet mogelijk is met de Shelly -delen,” zei Giovanni Mussini, de eerste auteur van de studie die woensdag in het tijdschrift is gepubliceerd in het Journal in het Journal in het Journal in het Journal in het Journal De wetenschap vordert. “Het is een nieuw soort venster over Cambrian Life in the Grand Canyon.”
Met behulp van krachtige microscopen was het team in staat om innovaties zoals miniatuurketens van tanden te onderzoeken van rotsende rolluss en de harige ledematen en zolingen van kokerlijke filtervoeding, waardoor een zeldzame kijk op de biologisch complexe manieren die Cambriaanse dieren aangepast om te vangen en te eten.
Voor het grootste deel van de 4 miljardjarige geschiedenis van de planeet regeerde de eenvoud.
Eencellige microben bleven stationair op de oceaanbodem en bloeide op chemische verbindingen zoals koolstofdioxide en zwavelmoleculen om voedsel af te breken. Wat is er veranderd?
Wetenschappers debatteren nog steeds wat de Cambrische explosie dreef, maar de meest populaire theorie is dat zuurstof In de atmosfeer van de aarde begon langzaam ongeveer 550 miljoen jaar geleden toe te nemen, zei Erik Sperling, universitair hoofddocent aarde en planetaire wetenschappen aan de Stanford University.
Zuurstof bood een veel efficiëntere manier om voedsel te metaboliseren, waardoor dieren meer energie hebben om te mobiliseren en te jagen op prooi, suggereerde Sperling, die niet betrokken was bij de nieuwe studie.
“De (opkomst van) roofdieren schopte deze escalerende wapenraces af, en toen kregen we in feite de explosie van verschillende manieren van zakendoen,” zei Sperling.
Tijdens het Cambrian was de ondiepe zee over de Grand Canyon vooral zuurstofrijk dankzij de perfecte, “Goldilocks”-diepte, zei Mussini, een doctoraatsstudent in Earth Sciences aan de Universiteit van Cambridge in het Verenigd Koninkrijk. Variërend van 40 tot 50 meter (ongeveer 130 tot 165 voet) diepgaand, was het ecosysteem ongestoord door de constante golven van de kustlijn die rond sedimenten verschuiven, en zonlicht kon nog steeds fotosynthetiserende planten op de zeebodem bereiken die zuurstof konden leveren.
De overvloed aan voedsel en gunstige omgevingscondities betekende dat dieren meer evolutionaire risico’s konden nemen om hun concurrentie voor te blijven, zei Mussini.
“In een meer door middelen uitgehongerde omgeving kunnen dieren het zich niet veroorloven om dat soort fysiologische investeringen te doen,” zei Mussini in een persbericht van de Universiteit van Cambridge. “Het heeft bepaalde parallellen met economie: investeren en risico’s nemen in tijden van overvloed; red en conservatief zijn in tijden van schaarste.”
Veel zachte fossiele vondsten vóór deze zijn afkomstig uit regio’s met harde omgevingen zoals Canada’s Burgess Shale Formation en China’s Maotianshan Shales, Opgemerkt Susannah Porter, een professor van de aardewetenschap aan de Universiteit van Californië in Santa Barbara die niet bij de studie betrokken was.
“Het is niet anders dan als paleontologen ver in de toekomst alleen geweldige fossiele records uit Antarctica hadden, waar harde koude omgevingen mensen dwongen zich aan te passen. … maar toen grote menselijke fossielen vonden in New York City, waar mensen bloeiden,” legde Porter uit, “legde Porter uit. “We hebben de mogelijkheid om verschillende soorten evolutionaire druk te zien die niet zoals niet zo zijn, het is echt koud, het is echt heet, er is niet veel water.”
Hoewel sommige van de voedingsmechanismen die in de Grand Canyon -fossielen zijn ontdekt, nog steeds in de buurt zijn, zijn anderen veel meer buitenaards.
Onder de meest freakish: Peniswormen Dat draaide hun mond binnenstebuiten en onthulde een keel bekleed met harige tanden.
De wormen, ook bekend als cactuswormen, zijn tegenwoordig meestal uitgestorven, maar waren wijdverbreid tijdens het Cambrium. De gefossiliseerde worm in de Grand Canyon vertegenwoordigt een voorheen onbekende soort.
Vanwege de relatief groot formaat – ongeveer 3,9 inch (10 centimeter) – en verschillende tanden, heette het KraytDraco Spectatus, naar de fictieve Krayt Dragon uit het Star Wars -universum, zei Mussini. Deze specifieke penisworm lijkt een gradiënt te hebben gehad van honderden vertakkende tanden die worden gebruikt om voedsel in een uitbreidbare mond te vegen.
“Het is een beetje moeilijk om te begrijpen hoe het precies voedde,” zei Mussini. “Maar het was waarschijnlijk puin op de zeebodem, schraapte het weg met enkele van de meest robuuste tanden die het had, en gebruikte vervolgens deze andere, meer delicate tanden om te filteren en te behouden in deze lange, buisachtige mond.”
Rijen van kleine kiezen, Sternale delen en comblike ledematen die ooit tot schaaldieren behoorden, behoorden ook tot de bevindingen, die allemaal 507 miljoen tot 502 miljoen jaar dateren. Vergelijkbaar met de hedendaagse pekelgarnalen, gebruikten de schaaldieren deze fijne ledematen om zwevend voedsel uit het water te vangen en naar de mond te brengen, waar kiezen dan deeltjes door de deeltjes zouden slijpen, legde Mussini uit. Genesteld tussen de kiezen, vonden onderzoekers zelfs een paar pech plankton.
Andere wezens die op hun moderne tegenhangers leken, waren slugachtige weekdieren. De fossielen onthulden ketens van tanden die hen waarschijnlijk hielpen algen of bacteriën uit de zeebodem te schrapen.
“Voor elk van deze dieren zijn er verschillende componenten, maar het grootste deel van wat we hebben gevonden, heeft betrekking op de manier waarop deze dieren hun voedsel verwerkten, wat een van de meest opwindende onderdelen is, omdat het ons veel vertelt over hun levensstijl, en bijgevolg hun ecologische implicaties,” zei Mussini.
Zich aanmelden voor CNN’s Wonder Theory Science -nieuwsbrief. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke vooruitgang en meer.
