Een paar jaar geleden 445 miljoen jaarDe aarde beleefde een van de meest kritieke momenten in haar geschiedenis: een massa-extinctie die bijna alle bewoners van de planeet uitroeide. 85% van de mariene soortenVerre van het einde van het spel te betekenen, opende die biologische ramp een compleet nieuw hoofdstuk voor het leven in de oceanen.
Een onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap Advances onthult dat, juist in dat scenario van wereldwijde crisis, Vissen met kaakvormige koppen verschenen en begonnen de overhand te krijgen., ook wel gnathostomen genoemd. Dankzij de gedetailleerde analyse van twee eeuwen aan fossiele gegevensHet wetenschappelijke team is erin geslaagd te reconstrueren hoe een klimaatcatastrofe uiteindelijk de verspreiding van de eerste gewervelde dieren met kaken heeft veroorzaakt.
Een onherkenbare planeet: zo zag de aarde eruit in het Ordovicium.
Tijdens het Ordovicische periodeIn de periode tussen ongeveer 486 en 443 miljoen jaar geleden zag de planeet er totaal anders uit dan nu. Het supercontinent GondwanaHet gebied waar we tegenwoordig Zuid-Amerika, Afrika, Australië, Antarctica, India en Madagaskar aantreffen, bevatte een groot deel van de gevormde landmassa's en werd omringd door ondiepe, gematigde zeeën.
In dat scenario, de De polen waren praktisch ijsvrij. en het water was warm, wat gunstig was voor een enorme diversiteit aan ongewervelde zeedierenalgen en de eerste kaakloze gewervelden. Dit evenwicht zou echter niet lang duren: de planeet stond op de rand van een van de grote klimaattransities van zijn geologische geschiedenis.
De door het internationale team verzamelde gegevens tonen aan dat, relatief snel in geologische termen, Het klimaat maakte de overgang van een broeikaseffect naar een ijstijd.Deze abrupte verandering zette een reeks gebeurtenissen in gang die het leven in de ondiepe oceanen rond Gondwana volledig veranderden.
Volgens onderzoekers was de afkoeling zo intens dat de De zeeën gedroegen zich als sponzen die water verliezen.De zeespiegel daalde, grote kustgebieden kwamen bloot te liggen en er ontstonden nieuwe landmassa's. uitgestrekte gletsjers over het supercontinent. Het gevolg was het verdwijnen van vele mariene habitats die tot dan toe ware hotspots van biodiversiteit waren geweest.
In deze vijandige omgeving werden mariene gemeenschappen blootgesteld aan extreme milieudruk. De combinatie van verlies van mariene platforms, veranderingen in de watertemperatuur en veranderingen in de chemische samenstelling van de oceaan Dit leidde tot het uitsterven van een groot deel van het bekende leven in de Ordovicische zeeën.
Een massa-extinctie in twee golven
Het uitsterven van Laat-Ordovicium Het was niet één enkele klap, maar een complex proces dat zich ontvouwde in twee grote golvenDe nieuwe studie, gebaseerd op fossielen van verschillende continenten, beschrijft in detail hoe elk van deze fasen de mariene ecosystemen op een andere manier beïnvloedde.
In de eerste faseDoor de uitbreiding van gletsjers op Gondwana veranderde het klimaat van de planeet van warm naar aanzienlijk koud. Deze verandering zorgde voor een drastische daling van de zeespiegel, waardoor uitgestrekte gebieden met ondiepe zeeën bloot kwamen te liggen. het vernietigen van essentiële kusthabitats voor veel soorten. De ecosystemen die het meest werden getroffen, waren juist die ecosystemen met de grootste diversiteit aan ongewervelden en primitieve gewervelden.
La tweede golf Het kwam een ​​paar miljoen jaar later, toen het klimaat opnieuw abrupt veranderde. Het smelten van de ijskappen veroorzaakte een nieuwe stijging van de zeespiegel en bracht grote hoeveelheden ijs vrij. Warmer water, arm aan zuurstof en rijk aan zwavelverbindingen.De soorten die zich aan de kou hadden weten aan te passen, kwamen vervolgens terecht in een omgeving die vrijwel het tegenovergestelde was van de omgeving waarin ze hadden kunnen overleven.
Deze dubbele klimaatinvloed had verwoestende gevolgen: een zeer hoog percentage van de mariene soorten verdween voorgoed. De geanalyseerde fossiele gegevens tonen echter duidelijk aan dat na deze ineenstorting, Er is geen permanent biologisch vacuüm ontstaan.maar het begin van een ingrijpende reorganisatie van ecosystemen.
De auteurs van de studie benadrukken dat, hoewel De oorzaken van die massa-extinctie zijn nog niet volledig bekend.Het is duidelijk dat dit een keerpunt markeerde in de geschiedenis van gewervelde dieren. Zoals onderzoekster Lauren Sallan van het Okinawa Institute of Science and Technology (Japan) uitlegt, was het juist in deze periode dat Vissen met kaken begonnen andere groepen te domineren..
Schuilplaatsen, isolatie en de opkomst van de kaakvissen
Een van de meest interessante aspecten van het werk is de reconstructie van de ecologische schuilplaatsen dat bepaalde gewervelde dieren in staat stelde te overleven tijdens en na de massa-extinctie. Onderzoeker Wahei Hagiwara en zijn team hebben een overzicht samengesteld van deze gegevens. nieuwe database uit fossielen die gedurende meer dan 200 jaar paleontologisch onderzoek zijn verzameld, met de nadruk op het Laat-Ordovicium en het Vroeg-Siluur.
Deze gegevens geven aan dat, hoewel veel groepen zijn uitgeroeid, sommige De overgebleven gewervelde dieren waren beperkt tot zeer kleine geografische gebieden.Dit waren werkelijk geïsoleerde hoekjes waar de omstandigheden iets gunstiger waren. In deze beperkte ruimtes was de concurrentie sterk verminderd door het verdwijnen van talrijke dominante organismen.
Binnen dat kader ecosystemen met veel hiaten die nog moeten worden opgevuld, gnathostomen —de eerste gewervelde dieren met scharnierende kaken— vonden een unieke kans. Met minder concurrenten en een groot aantal lege ecologische niches waren deze vissen in staat om uitbreiden naar verschillende mariene omgevingen en nieuwe voedselbronnen benutten.
Wetenschappers vergelijken deze situatie met het klassieke geval van Darwins vinken op de GalapagoseilandenBij aankomst in een omgeving met diverse hulpbronnen en beperkte concurrentie specialiseerden vinkenpopulaties zich geleidelijk, waardoor soorten ontstonden met pieken van zeer verschillende vormen afhankelijk van hun dieet. Iets soortgelijks zou zijn gebeurd met de eerste kaakvissen in die vroege Silurische refugia.
Terwijl Kaakvissen kwamen voornamelijk voor in regio's zoals Zuid-China.Hun kaakloze verwanten bleven evolueren in andere zeeën, waar ze nog 40 miljoen jaar talrijk bleven. Deze parallelle evolutie suggereert dat het aanvankelijke voordeel van kaakvissen niet onmiddellijk op mondiale schaal aanwezig was, maar zich in de loop der tijd consolideerde naarmate ze nieuwe gebieden koloniseerden.
Van catastrofe naar ecologische herstart
Een van de belangrijkste bevindingen van de studie is dat de uitstervingsgolf in het Laat-Ordovicium fungeerde als een soort "ecologische reset"Het evenement heeft de structuur van ecosystemen geenszins volledig uitgewist, maar heeft er juist voor gezorgd dat andere groepen organismen de ruimte konden innemen. niches die vrijgekomen zijn door het verdwijnen van conodonten, geleedpotigen en andere ongewervelden dat tot dan toe dominant was geweest.
Onderzoek toont aan dat mariene ecosystemen zich na de crisis hebben gereorganiseerd tot structuren die vergelijkbaar zijn met de structuren van voorheen, maar bewoond door verschillende soortenMet andere woorden, de ecologische architectuur – wie welke rol in de voedselketen vervult, welke soorten habitats er bestaan, hoe energie stroomt – werd gereconstrueerd volgens vergelijkbare patronen, zij het met nieuwe actoren.
Dit gedrag zou geen op zichzelf staand geval zijn. Volgens de auteurs komt dit gedrag overal voor. paleozoïcum Vergelijkbare processen worden waargenomen na andere grote episodes van milieustress. Elke uitstervingsgolf, geassocieerd met klimatologische of chemische veranderingen in de oceanen, zou een terugkerende cyclus van "diversiteit reset" waarbij sommige groepen verdwijnen en andere zich diversifiëren om hun plaats in te nemen.
In deze context lijken kaakvissen een van de grote evolutionaire winnaars van die crisis. Nadat ze zich hadden aangepast aan de nieuwe mariene landschappen en toegang hadden gekregen tot hulpbronnen die voorheen door andere organismen werden gemonopoliseerd, konden kaakvissen hun verspreidingsgebied uitbreiden en een opmerkelijke diversificatie doormaken.
Wat voor de wetenschappelijke gemeenschap een raadsel blijft, is waarom, van alle overlevenden van de uitstervingsgolf, Het waren juist de vissen met kaken die uiteindelijk de overwinning behaalden. Op de lange termijn. Hoewel beweegbare kaken een duidelijk voordeel boden voor een gevarieerdere voedselopname, loopt er nog steeds onderzoek naar welke andere ecologische en omgevingsfactoren hebben bijgedragen aan hun succes.
De diversificatie van kaakvissen en hun nalatenschap
Naarmate het leven in de zee zich herstelde van uitsterven, begonnen kaakvissen een grote verscheidenheid aan vormen en levenswijzenVeel van hen pasten zich aan rifomgevingenhet ontwikkelen van meer gestroomlijnde lichamen, verschillende zwemvaardigheden en, in sommige gevallen, alternatieve en zeer gespecialiseerde orale structuren.
Deze innovaties stelden kaakvissen in staat een breed scala aan voedselsoorten te verkennen, van bewegende prooien tot vastzittende organismen, waardoor ze een ecologische flexibiliteit kregen die andere groepen misten. Na verloop van tijd bevorderde deze veelzijdigheid het ontstaan ​​van steeds diversere afstammingslijnendie uiteindelijk aanleiding zouden geven tot de grote groepen gewervelde dieren die we vandaag de dag kennen.
Tegenwoordig behoort de overgrote meerderheid van de gewervelde dieren—waaronder beenvisHaaien, amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren stammen allemaal af van die vroege kaakvissen die profiteerden van de kans die zich voordeed na de uitstervingsgolf in het Laat-Ordovicium. Vanuit een evolutionair perspectief gaat de oorsprong van onze eigen afstammingslijn uiteindelijk terug tot die tijd. periode van crisis en ecologische wederopbouw.
Naast het puur paleontologische belang biedt dit type onderzoek relevante aanknopingspunten voor het begrijpen van hoe huidige mariene ecosystemen kunnen reageren op versnelde milieuveranderingenHoewel de huidige situatie andere oorzaken heeft – zoals menselijke activiteiten en door de mens veroorzaakte klimaatverandering – laat de geologische geschiedenis zien dat grote veranderingen in het klimaat en de oceanen vaak gepaard gaan met ingrijpende veranderingen in de biodiversiteit.
Vanuit Europa, waar een sterke traditie bestaat in onderzoek naar mariene paleontologie en waar talrijke fossielenlocaties verspreid liggen over landen zoals... Spanje, het Verenigd Koninkrijk of DuitslandDit soort werk wordt met bijzondere aandacht gevolgd. De gegevens verkregen uit Europese ontsluitingen, samen met die uit Azië, Amerika en andere continenten, stellen ons in staat een model te construeren. Een globaal overzicht van hoe de oceanen in de loop van de geologische tijd zijn veranderd..
De geschiedenis van kaakvissen illustreert hoe een Een catastrofale gebeurtenis kan de aanleiding vormen voor een nieuwe evolutionaire fase.De massa-extinctie van 445 miljoen jaar geleden leidde niet alleen tot het verdwijnen van een groot deel van het leven in de zee, maar maakte ook de weg vrij voor een voorheen ondergeschikte groep gewervelde dieren om uiteindelijk een leidende rol te gaan spelen in het grootste deel van de latere geschiedenis van dieren met een inwendig skelet.
