Ewolucja przyspieszyła dzięki planktonowi

Ewolucja życia w oceanie zmieniła się 170 milionów lat temu. Do tego momentu sukces organizmów żyjących w środowisku morskim był ograniczony przez czynniki niebiologiczne, w tym chemię oceanu i klimat. Jednak od połowy okresu jurajskiego czynniki, takie jak relacja drapieżnik – ofiara, nabierały coraz większego znaczenia. Zmiana ta zbiegła się z rozprzestrzenianiem się planktonu tworzącego węglan wapnia, który osiadał na dnie oceanu. Naukowcy uważają, że powstanie planktonu ustabilizowało skład chemiczny oceanu i zapewniło warunki dla jednej z najbardziej znaczących dywersyfikacji życia morskiego w historii Ziemi.

- Dziś ogromne obszary dna oceanu pokryte są odpowiednikiem kredy, składającej się z mikroskopijnych organizmów, które dominowały w połowie okresu jurajskiego. Kredowa masa pomaga zrównoważyć kwasowość oceanu, a dzięki tej równowadze organizmy są mniej podatne na krótkotrwałe zaburzenia chemii oceanicznej, niż wcześniej. Łatwiej jest stworzyć skorupę, niezależnie od jej mineralogii, jeśli chemia oceanu jest stabilna – powiedział Kilian Eichenseer, główny autor badania.

Kiedy około 540 milionów lat temu powstały organizmy wielokomórkowe, na ich rozwój miały wpływ zarówno czynnik biologiczne, jak i niebiologiczne - jednak to jaki był to wpływ i jak zmieniała się równowaga pomiędzy czynnikami, pozostawało tajemnicą. W swoich badaniach autorzy wykorzystali ogromny globalny zapis kopalnych organizmów morskich, które wydzielały węglan wapnia. Materiał obejmuje ponad 400 000 próbek pochodzących z okresu od 10 000 lat p.n.e. do około 500 milionów lat temu.

Wykorzystując rekonstrukcje temperatury i składu wód oceanu, autorzy oszacowali udział aragonitu i kalcytu, które utworzyły się w oceanie na przestrzeni 500 milionów lat. Ten wzorzec został następnie porównany ze składem mineralnym muszli w tym samym czasie.

Wyniki pokazują, że aż do połowy okresu jurajskiego, sukces ekologiczny organizmów morskich był ściśle związany ze składem ich skorupy - organizmy, które wydzielały preferowany przez środowisko minerał, miały przewagę ewolucyjną. Jednak system ten został na zawsze zrewolucjonizowany przez rozrost planktonu zwapniającego, który rozszerzył produkcję węglanu wapnia z szelfu kontynentalnego do otwartego oceanu. Spowodowało to, że ewolucyjny wpływ okresów poważnych zmian klimatycznych i wynikającego z nich zakwaszenia oceanu były mniej dotkliwe, niż podobne wydarzenia we wcześniej historii Ziemi.