Hoe 'Snowball Earth' leidde tot de evolutie van een gecompliceerd leven

Anonim

Hoe 'Snowball Earth' leidde tot de evolutie van een complex leven

Wetenschap

Rich Haridy

17 augustus 2017

3 afbeeldingen

"Sneeuwbal aarde " lijkt te hebben geleid tot een explosie van algengroei (Credit: Antartis / Depositphotos)

Gedurende miljarden jaren domineerden bacteriën de wereld, maar op een gegeven moment vond er een grote transitie plaats en begon het complexe meercellige leven in te nemen. Het wanneer en waarom van deze overgang is al jaren de bron van groot debat, maar een team van de Australian National University (ANU) heeft een ontdekking gedaan die die vragen eindelijk zou kunnen beantwoorden - en het brengt ons helemaal terug naar een tijd toen de aarde een gigantische sneeuwbal was.

Een extreme ijstijd bereikte de planeet ongeveer 717 miljoen jaar geleden. Deze gebeurtenis staat bekend als de Sturtian-ijstijd en wordt informeeler "Snowball Earth" genoemd en wordt beschouwd als de meest extreme en ijzertijd die de planeet ooit heeft meegemaakt. Gedurende ongeveer 50 miljoen jaar was de hele wereld hoofdzakelijk bedekt met ijs.

Tussen de Sturtiaanse ijstijd en de volgende, maar veel kortere, ijstijd van de planeet was er een kleine strook van ongeveer 15 miljoen jaar. Het is dit relatief korte tijdsbestek dat wetenschappers van de ANU nu de 'opkomst van de algen' noemen, met bewijs dat de tijdsperiode een snelle opkomst van mariene planktonalgen signaleerde.

Maar wat gebeurde er in dit kleine tijdsvenster om zo'n dramatische ecologische verschuiving op de planeet te veroorzaken?

"De aarde was 50 miljoen jaar lang bevroren", legt hoofdonderzoek Jochen Brocks uit. "Grote gletsjers leiden hele bergketens tot poeder dat vrijgekomen voedingsstoffen bevat, en toen de sneeuw smolt tijdens een extreem globaal opwarmingsgebeuren spoelden rivieren een stroom van voedingsstoffen de oceaan in."

Toen de oceanen plotseling van brandstof werden voorzien met zulke hoge niveaus van voedingsstoffen, leken de perfecte omstandigheden voor algen om te gedijen. Het ANU-onderzoek volgde deze explosie in nieuwe algen door oude afzettingsgesteenten in Centraal-Australië te bestuderen.

"We hebben deze rotsen tot poeder geplet en moleculen van oude organismen eruit gehaald", zegt Dr Brocks.

De explosie van algengroei in dit tijdsvenster wordt nu beschouwd als de belangrijkste trigger die grotere en complexere levensvormen mogelijk maakte om te evolueren. Het onderzoek merkt op dat de timing van deze algenexplosie de gelijktijdige verschijning van complexe roofzuchtige rhizaren en sponzen verklaart.

"Deze grote en voedzame organismen aan de basis van het voedselweb zorgden voor de uitbarsting van energie die nodig was voor de evolutie van complexe ecosystemen, waar steeds grotere en complexe dieren, inclusief mensen, op aarde konden gedijen, " zegt Dr Brocks.

Interessant is dat de volgende ijstijd, de Marinoïsche ijstijd, deze opmerkelijke stap voorwaarts niet heeft omgekeerd. Duurde naar schatting 15 miljoen jaar, eindigde de Marinoïsche ijstijd ongeveer 635 miljoen jaar geleden, het begin van de Ediacaran-periode, waar we de oudste multicellulaire organismen kunnen volgen.

Dit nieuwe ANU-onderzoek dat de "opkomst van de algen " verklaart, vult een gat in onze kennis en biedt sterk bewijs om de latere groei van complexe levensvormen op onze planeet te verklaren. Het is ongetwijfeld een opvallende en baanbrekende ontdekking die laat zien hoe de meest dramatische ijstijd die de planeet ooit heeft gezien direct een proces teweegbracht dat leidde tot de evolutie van een gecompliceerd leven.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature .

Bron: Australian National University

Universitair hoofddocent Jochen Brocks en Dr Amber Jarrett (met dank aan Stuart Hay / ANU)

Van de verpletterde sedimentgesteenten kon het team specifieke moleculen identificeren (Credit: Stuart Hay / ANU)

"Sneeuwbal aarde " lijkt te hebben geleid tot een explosie van algengroei (Credit: Antartis / Depositphotos)