ربط الباحثون التغيرات في مستوى سطح البحر والأكسجين البحري بتطور الحيوانات المبكرة في دراسة تجمع بين تحليل الحفريات والبيانات الجيولوجية التي يرجع تاريخها إلى ما بين 580 إلى 510 ملايين السنين، وبالتالي تحسين فهمنا للتنوع البيولوجي البدائي.
يظهر جدول زمني جديد للحفريات الحيوانية المبكرة وجود صلة بين مستوى سطح البحر والتغيرات في الأكسجين البحري وظهور الأسلاف الأوائل للحيوانات الحديثة. توفر هذه الدراسة نظرة ثاقبة للقوى التي أدت إلى تطور الكائنات الحية الأولى، والتي نشأت منها جميع المجموعات الحيوانية الرئيسية.
وقام فريق من جامعة إدنبرة بدراسة مجموعة من الصخور والحفريات من ما يسمى بالفترة الإدياكارا-الكامبري، وهي فترة تتراوح بين 580 و510 ملايين سنة مضت. وشهدت هذه الفترة انفجارا في التنوع البيولوجي بحسب السجل الحفري، حيرت أسبابه العلماء منذ تشارلز داروين.
التعقيد التطوري في العصر الإدياكاري
كانت الحيوانات الأولى المكتشفة في هذا الوقت تعيش جميعها في البحر، في وقت كانت فيه مستويات الأكسجين في الهواء والمحيطات أقل بكثير مما هي عليه اليوم.
في حين أن أقدم أشكال الحياة قبل هذا الوقت كانت في المقام الأول كائنات بسيطة أحادية الخلية ومتعددة الخلايا، فإن كائنات العصر الإدياكاري بدأت تصبح أكثر تعقيدًا، مع تنظيم خلايا متعددة في مخططات الجسم التي سمحت لها بالتغذية والتكاثر والتحرك في قاع المحيط.
شهد هذا العصر أيضًا ظهور ما يسمى بالحيوانات الثنائية، والتي تتمتع بخطط جسم متماثلة، وهي شائعة في معظم الحيوانات الحالية. صِنف بما في ذلك البشر.
من خلال تجميع البيانات من مصادر مختلفة – بما في ذلك التأريخ الإشعاعي والمعلومات الجيوكيميائية حول طبقات الصخور التي تم العثور على الحفريات فيها – قام الفريق بتخطيط جميع الاكتشافات الأحفورية الرئيسية ومجموعات البيانات البيئية المختلفة في تسلسل زمني واحد.
سمح الجدول الزمني الجديد للفريق بدراسة اتجاهات التنوع البيولوجي للفترة المعنية بتفصيل أكبر من ذي قبل.
وقاموا بدمج هذه المعلومات مع أدلة كيميائية أخرى من السجل الجيولوجي، مما يؤكد وجود صلة بين التغيرات الكبرى في مستوى سطح البحر العالمي، والفترات التي اكتسبت خلالها البيئات البحرية الضحلة المزيد من الأوكسجين، وظهور وتنوع المجموعات الحيوانية الأولى.
التنوع البيولوجي والظروف البيئية
مهدت هذه الديناميكية الطريق لعدة انفجارات كبيرة 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 آفاقًا جديدة حول القوى والضغوط القديمة التي شكلت الحياة الأولى على كوكبنا.
وحدد الفريق أيضًا فجوات في السجل الأحفوري، مما يشير إلى أن المعرفة الحالية حول الحيوانات المبكرة متحيزة من خلال مجموعات المواقع حول العالم التي تم اكتشاف ودراسة الحفريات فيها.
وقال الدكتور فريد بوير، من كلية علوم الأرض بجامعة إدنبره: “إن بناء مقياس زمني لتطور الحيوان المبكر من البيانات الجيولوجية يعد مهمة شاقة، ولا يمكن تحقيقها إلا من خلال البحوث الدولية ومتعددة التخصصات”. لكن اتباع نهج شامل ومتكامل أمر ضروري. فهو يكشف عن تحيزات في بياناتنا، بينما يكشف عن أنماط في ظهور الحفريات، ودورات مستوى سطح البحر، والأكسجين البيئي. »
وقالت ماريانا ييلاليس أجيلفيس، طالبة الدكتوراه في كلية علوم الأرض والمؤلفة المشاركة في الدراسة: “إن معرفة العوامل التي تحدد التنوع البيولوجي هي جزء أساسي من فهم لغز الحياة. أشعر بالفخر الشديد لأنني تمكنت من البناء على عقود من الأبحاث العالمية متعددة التخصصات والمساهمة في فهم أفضل للدور الذي لعبه مستوى سطح البحر في التطور المبكر للحيوانات. »
المرجع: “ضوابط مستوى سطح البحر على الإشعاعات الحيوانية في العصر الإدياكاري-الكامبري” بقلم فريد ت. بوير، وراشيل أ. وود، وماريانا ييلاليس، 31 يوليو 2024، التقدم العلمي.
دوى: 10.1126/sciadv.ado6462
تم تمويل الدراسة من قبل مجلس أبحاث البيئة الطبيعية (NERC).
