Kolumbijskie skamieniałości pokazują, jak współistniały dawne i nowe grupy morskie
- W formacji Paja z wczesnej kredy znaleziono dowody na współistnienie jurajskich linii ewolucyjnych i nowych grup zwierząt
- Badacze wiążą różnorodność tej społeczności z klimatem, poziomem morza, wodami bogatymi w składniki odżywcze i nowymi połączeniami oceanicznymi
- Nie wiadomo jeszcze, jak często dochodziło do takich przemian; potrzebne są nowe znaleziska i porównania
Znalezisko z Kolumbii rzuca nowe światło na przemiany ewolucyjne
Skamieniałości z centralnej Kolumbii zachowały ślady niezwykłego etapu w historii życia morskiego: dawne grupy zwierząt, którym groziło wymarcie, żyły obok nowych linii ewolucyjnych, które zaczynały się rozwijać. Badacze widzą w tym przykład wielkiej przemiany ewolucyjnej, której nie towarzyszyły powszechne zniszczenia charakterystyczne dla masowego wymierania. Materiał pochodzi z formacji Paja i pozwala postrzegać zmianę grup nie tylko jako gwałtowne zerwanie, lecz także jako okres współistnienia.
Formacja Paja pochodzi z wczesnej kredy i znajduje się w pobliżu Villa de Leyva. To obszar bogaty w skamieniałości, w którym zachowały się szczątki wielu prehistorycznych zwierząt morskich. Takie skupisko daje badaczom rzadką możliwość badania całego dawnego ekosystemu, a nie pojedynczych gatunków w oderwaniu od ich otoczenia. Większość zebranych tu skamieniałości jest przechowywana w Centrum Badań Paleontologicznych (CIP), które uczestniczyło w badaniu znalezisk wspólnie z naukowcami z Uniwersytetu McGill.
Aby opisać domniemany etap przełomowy, biolog Hans Larsson i absolwentka studiów doktoranckich Dirley Cortés zaproponowali pojęcie „inflexji biotycznej”. Oznacza ono sytuację, w której dawne grupy ewolucyjne są już bliskie wymarcia, a nowe linie jednocześnie zaczynają się rozprzestrzeniać i różnicować. To model zaproponowany przez badaczy na podstawie materiałów z formacji Paja, a nie ustalony opis wszystkich przemian w historii życia. Autorzy uważają, że znalezisko pozwala szerzej postawić pytanie o taki scenariusz.
Społeczność morska o niezwykłej różnorodności drapieżników
Wśród skamieniałości formacji Pacha znajdują się duże gady morskie, w tym plezjozaury o długich szyjach i krewni krokodyli morskich. W tym samym zespole występują żółwie, rekiny, skorupiaki i inne zwierzęta. Współwystępowanie tak różnych organizmów pomaga ocenić skład dawnej społeczności i jej złożoność ekologiczną. Znaczenie tego odkrycia nie sprowadza się jednak do listy imponujących gatunków: ważne jest to, że ich szczątki pozwalają badać, jak różne grupy żyły w jednym systemie morskim.
Zespół zwierząt z formacji badacze nazywają biotą Pacha. Według Cortes jest to jedna z najbardziej złożonych ekologicznie społeczności morskich znanych do dziś. Bogaty materiał kopalny pozwala porównywać przedstawicieli różnych grup i odtwarzać strukturę ekosystemu. W kontekście nowej pracy istotna jest sama mieszanka: obejmuje ona linie zachowane z jury oraz nowe grupy związane z kredą. Dlatego to stanowisko jest cenne dla badania nie tylko różnorodności, lecz także jej zmian.
We wcześniejszym badaniu naukowcy zrekonstruowali zależności pokarmowe w obrębie bioty Pacha. Ich analiza wykazała szczególnie złożoną sieć pokarmową i niezwykle dużą różnorodność drapieżników szczytowych, zajmujących najwyższe poziomy ekosystemu. Wynik ten pokazuje, że społeczność była wielowarstwowa i obejmowała liczne interakcje między zwierzętami. Na potrzeby obecnej pracy rekonstrukcja ta stanowi kontekst ekologiczny: bogata struktura bioty pomaga zbadać, jak starsze grupy traciły na znaczeniu, podczas gdy nowe umacniały swoją pozycję w środowisku morskim.
Klimat, wody bogate w składniki odżywcze i nowe połączenia oceaniczne
Autorzy przypuszczają, że różnorodności mogło sprzyjać kilka czynników. Należą do nich ciepły klimat typu szklarniowego, podwyższony poziom mórz oraz przybrzeżne wody bogate w składniki odżywcze. Czynniki te mogły wspierać wiele form życia morskiego w jednym regionie, jednak pozostaje to hipotezą o możliwym współwystępowaniu różnych warunków, a nie dowodem na istnienie jednej przyczyny różnorodności. Istotne jest ogólne tło ekologiczne, na którym mogły współistnieć dawne linie i grupy dopiero zaczynające się rozprzestrzeniać.
Kolejny możliwy czynnik wiąże się z powstaniem nowych połączeń oceanicznych między wschodnią częścią Pacyfiku a wczesnym Atlantykiem, przebiegających przez obszar dzisiejszej Kolumbii. Badacze uwzględniają tę cechę w wyjaśnieniu, dlaczego w regionie mogły jednocześnie rozwijać się różne grupy zwierząt. Źródło nie precyzuje konkretnych tras przemieszczania się organizmów ani skali migracji gatunków, dlatego szczegółów tych nie można uznać za ustalone. Znaczenie tego połączenia w proponowanej interpretacji polega na tym, że mogło ono zwiększyć możliwości występowania różnych form życia morskiego.
Łącznie ciepłe warunki, wysoki poziom mórz, bogate w składniki odżywcze wody przybrzeżne i nowe połączenia oceaniczne mogły stworzyć środowisko sprzyjające różnorodności ekologicznej. W tych warunkach starsze linie nie zanikły natychmiast, lecz przez pewien czas współistniały z nowymi grupami. Badacze uważają, że właśnie taki zbieg okoliczności ma istotne znaczenie dla zrozumienia bioty Pacha. Dostępne informacje nie pozwalają jednak określić udziału każdego z czynników ani dowieść, że którykolwiek z nich sam w sobie zapewniał złożoność tej społeczności.
Hipoteza wymaga weryfikacji poza formacją Paha
Proponowana „inflexja biotyczna” zmienia akcent w dyskusji o wielkich przemianach ewolucyjnych: przejście może obejmować nie tylko masowe wymieranie gatunków, lecz także okres wyjątkowo dużej różnorodności. W takim scenariuszu grupy, których pozycja słabła, nadal współistnieją z liniami, które zaczynają się rozprzestrzeniać. Odkrycie w Kolumbii pokazuje, że takie współistnienie jest możliwe w konkretnej dawnej społeczności morskiej. Nie umniejsza ono roli masowych wymierań w historii Ziemi, lecz proponuje rozważenie także innego wariantu przemian.
Nadal pozostaje otwarte główne pytanie: jak często taki scenariusz powtarzał się w historii Ziemi. Badacze podkreślają, że jedno stanowisko nie wystarczy, by ustalić, jak powszechne były infleksje biotyczne. Do weryfikacji potrzebne będą kolejne odkrycia, dokładniejsze datowanie skamieniałości oraz porównania z formacjami geologicznymi z innych części świata. Takie zestawienia pomogą ustalić, czy Paja odzwierciedla rzadki lokalny przypadek, czy bardziej ogólny typ przejścia między dużymi grupami organizmów.
Praktyczny wniosek dla nauki polega na razie przede wszystkim na wyznaczeniu nowych ram dla pytań dotyczących bioróżnorodności: ważne jest sprawdzenie, czy zanikające i rozwijające się linie ewolucyjne mogły współistnieć w bogatych ekosystemach. Larsson mówi o potrzebie ustalenia, jak szerokie zastosowanie ma ten model i jak można ilościowo ocenić jego konsekwencje. Badacze zauważają również, że niektóre z omawianych czynników nadal wpływają na bioróżnorodność na świecie. Praca nie ustala jednak bezpośredniego związku między konkretnym pradawnym ekosystemem a współczesnymi zmianami.
Źródło: ScienceDaily
