من خلال الجمع بين تحليل الحفريات والبيانات الجيولوجية منذ 580-510 مليون سنة، ربط الباحثون التغيرات في مستويات سطح البحر وأكسجين المحيط في دراسة تعمل على تحسين فهمنا للتنوع البيولوجي المبكر.

يُظهر التسلسل الزمني الذي تم تطويره حديثًا للحفريات الحيوانية المبكرة العلاقة بين مستويات سطح البحر والتغيرات في أكسجين المحيط وظهور الأسلاف الأوائل للحيوانات الحديثة. تقدم الدراسة نظرة ثاقبة للقوى التي أدت إلى تطور النوع الأول الذي ظهرت منه جميع المجموعات الحيوانية الرئيسية.

وقام فريق من جامعة إدنبرة بفحص مجموعة من الصخور والحفريات من العصر الإدياكاري-الكامبري، وهي الفترة التي تمتد من 580 إلى 510 ملايين سنة مضت. وشهدت هذه الفترة انفجاراً في التنوع البيولوجي بحسب السجل الأحفوري، والذي حيرت أسبابه العلماء منذ تشارلز داروين.

التعقيد التطوري خلال فترة Ediacaran

كانت جميع الحيوانات الأقدم التي تم اكتشافها في هذه الفترة من سكان البحر، في وقت كانت فيه مستويات الأكسجين في الهواء والبحر أقل بكثير مما هي عليه اليوم.

في حين أن أشكال الحياة الأولى قبل ذلك كانت في الغالب كائنات أحادية الخلية وبسيطة متعددة الخلايا، إلا أنه خلال العصر الإدياكاري بدأت الكائنات تصبح أكثر تعقيدًا، حيث تم تنظيم العديد من الخلايا في مخططات الجسم التي سمحت لها بالتغذية والتكاثر والتحرك. قاع البحر.

تميز هذا العصر بما يسمى بالحيوانات الثنائية – التي عرضت خططًا جسدية متماثلة، وهي شائعة في معظم الوقت الحاضر. صِنف بما في ذلك البشر.

من خلال تجميع البيانات من مصادر مختلفة – بما في ذلك التأريخ بالكربون المشع والمعلومات الجيوكيميائية حول طبقات الصخور التي تم العثور على الحفريات فيها – قام الفريق برسم خرائط لجميع الاكتشافات الأحفورية الرئيسية ومجموعات البيانات البيئية المختلفة في جدول زمني واحد.

سمح الجدول الزمني الجديد للفريق بفحص اتجاهات التنوع البيولوجي للفترة المعنية بتفصيل أكبر من ذي قبل.

لقد جمعوا هذه الأفكار مع المزيد من الأدلة الكيميائية من السجل الجيولوجي، مما يؤكد وجود صلة بين التغيرات الكبرى في مستويات سطح البحر العالمية، والفترات التي أصبحت فيها البيئات البحرية الضحلة أكثر أكسجينًا، وظهور وتنوع المجموعات الحيوانية المبكرة.

التنوع البيولوجي والظروف البيئية

مهدت هذه الديناميكيات الطريق لعدة انفجارات ملحوظة في التنوع البيولوجي، والمعروفة باسم تجمعات أفالون، والبحر الأبيض، والكامبري، والتي كان كل منها بمثابة علامة على وصول مجموعات حيوانية جديدة وتراجع مجموعات أخرى.

ومن خلال إعادة بناء الظروف البيئية في العصور القديمة، تفتح الدراسة رؤى جديدة حول القوى والضغوط القديمة التي شكلت الحياة المبكرة لكوكبنا.

وحدد الفريق أيضًا فجوات في السجل الأحفوري، مما يشير إلى أن المعرفة الحالية بالحيوانات المبكرة متحيزة بسبب تجمع المواقع في جميع أنحاء العالم حيث تم العثور على الحفريات ودراستها.

وقال الدكتور فريد بوير، من كلية علوم الأرض بجامعة إدنبره: “إن إنشاء جدول زمني للتطور المبكر للحيوانات باستخدام السجل الصخري هو مهمة صعبة لا يمكن تحقيقها إلا من خلال البحوث الدولية ومتعددة التخصصات. ولكن اتباع نهج عالمي متكامل أمر بالغ الأهمية. يكشف عن التحيزات في سجلاتنا، بينما تكشف الانطباعات في الوقت نفسه عن أنماط دورات مستوى سطح البحر والأكسجين البيئي.

وقالت المؤلفة المشاركة في الدراسة ماريانا يليس إيكيلفيس، وهي طالبة دكتوراه في كلية علوم الأرض: “إن معرفة ما يدفع التنوع البيولوجي هو جزء أساسي من المعرفة في لغز الحياة. أشعر بالفخر الشديد لأنني طورت عقودًا من الأبحاث العالمية متعددة التخصصات وساهمت في ذلك”. إلى فهم أفضل للدور الذي لعبه مستوى سطح البحر في تطور الحيوانات المبكرة.

المرجع: فريد ت. بوير، وراشيل أ. وود، وماريانا ييلاليس، 31 يوليو 2024، “قيود مستوى سطح البحر على إشعاع حيوانات العصر الإدياكاري-الكامبري”. التقدم العلمي.
دوى: 10.1126/sciadv.ado6462

تم تمويل هذه المقالة من قبل مجلس أبحاث البيئة الطبيعية (NERC).