I en studie från University of Cambridge har man använt virtuella återskapningar av de tidigaste djurekosystemen, så kallade marina djurskogar, för att visa vilken roll de spelade i vår planets utveckling.
Med hjälp av toppmoderna datorsimuleringar av fossil från tidsperioden Ediacaran – för cirka 565 miljoner år sedan – upptäckte forskarna hur dessa djur blandade det omgivande havsvattnet. Detta kan ha påverkat fördelningen av viktiga resurser som födopartiklar och kan ha ökat de lokala syrenivåerna.
Genom denna process tror forskarna att dessa tidiga samhällen kan ha spelat en avgörande roll för att forma den första uppkomsten av stora och komplexa organismer före en stor evolutionär strålning av olika former av djurliv, den så kallade kambriska ”explosionen”.
Under långa tidsperioder kan dessa förändringar ha gjort det möjligt för livsformer att utföra mer komplicerade funktioner, som de som är förknippade med utvecklingen av nya matnings- och rörelsestilar.
Studien har letts av Natural History Museum och publiceras idag i tidskriften Current Biology.
Dr Emily Mitchell vid University of Cambridge’s Department of Zoology, en av medförfattarna till rapporten, säger: ”Det är spännande att få veta att de allra första djuren för 580 miljoner år sedan hade en betydande inverkan på sin miljö, trots att de inte kunde röra sig eller simma. Vi har funnit att de blandade upp vattnet och gjorde det möjligt för resurser att spridas mer allmänt – vilket potentiellt kan uppmuntra till mer evolution.”
Forskare vet från moderna marina miljöer att näringsämnen som mat och syre transporteras i havsvatten, och att djur kan påverka vattenflödet på sätt som påverkar fördelningen av dessa resurser.
För att testa hur långt tillbaka denna process går i jordens historia tittade teamet på några av de tidigaste exemplen på marina djursamhällen, kända från stenar vid Mistaken Point, Newfoundland, Kanada. Denna världsberömda fossilplats bevarar de tidiga livsformerna perfekt tack vare ett täcke av vulkanisk aska (ibland kallad ”Ediacaran Pompeji”).
Även om vissa av dessa livsformer ser ut som växter, tyder analysen av deras anatomi och tillväxt starkt på att de är djur. Tack vare det exceptionella bevarandet av fossilen kunde forskarna återskapa digitala modeller av nyckelarter, som användes som underlag för ytterligare beräkningsanalyser.
Försteförfattaren Dr. Susana Gutarra, Scientific Associate vid Natural History Museum, säger: ”Vi använde ekologisk modellering och datorsimuleringar för att undersöka hur virtuella 3D-samhällen av livsformer från Ediacaran påverkade vattenflödet. Våra resultat visade att dessa samhällen kunde utföra ekologiska funktioner som liknar dem som finns i dagens marina ekosystem.”
Studien visade att en av de viktigaste organismerna från Ediacaran för att störa vattenflödet var det kålformade djuret Bradgatia, som fått sitt namn efter Bradgate Park i England. Bradgatia från Mistaken Point är några av de största fossil som är kända från platsen och når en diameter på över 50 centimeter.
Genom sitt inflytande på vattnet omkring dem tror forskarna att dessa Ediacaran-organismer kan ha kunnat öka de lokala syrekoncentrationerna. Denna biologiska blandning kan också ha haft återverkningar på miljön i stort, vilket kan ha gjort andra delar av havsbotten mer beboeliga och kanske till och med drivit på evolutionär innovation.
Dr Imran Rahman, huvudförfattare och huvudforskare vid Natural History Museum, säger: ”Den metod vi har utvecklat för att studera fossila samhällen från Ediacaran är helt ny inom paleontologin och ger oss ett kraftfullt verktyg för att studera hur tidigare och nuvarande marina ekosystem kan forma och påverka sin miljö.”
Ytterligare information: Susana Gutarra et al, Ediacaran marine animal forests and the ventilation of the oceans, Current Biology (2024). DOI: 10.1016/j.cub.2024.04.059
