Ongeveer 540 miljoen jaar geleden onderging het leven op aarde een uitbarsting van evolutie die aanleiding gaf tot de grote groepen dieren die vandaag de dag leven, inclusief die met ruggengraat en die die op prooien jagen. Deze bonanza staat bekend als de Cambrische explosie. Op basis van het fossielenbestand leek het dierenleven relatief schaars en zag het er heel anders uit dan de wezens die later in het fossielenbestand tevoorschijn kwamen.
Al tientallen jaren zoeken paleontologen naar een manier om het grote contrast in diversiteit te verklaren. Een leidende theorie is dat een milieuramp het meeste dierenleven heeft uitgeroeid voorafgaand aan de Cambrische explosie. Een nieuwe analyse geeft echter aan dat eerdere dieren al complexe ecosystemen hadden gevormd voordat de Cambrische periode begon. Onderzoekers onderzochten gegevens van fossiele bedden over de hele wereld en stelden vast dat de diversiteit van dieren mogelijk is afgenomen tijdens een periode die bekend staat als de late Ediacaran, ongeveer 572 miljoen tot 541 miljoen jaar geleden. Naarmate Ediacaran-organismen meer gespecialiseerd werden, konden sommige soorten hun buren niet bijhouden, meldde het team op 17 mei in het tijdschrift PLoS Biology.
"Wat dit heel duidelijk laat zien, is dat de Ediacarans eigenlijk de voorlopers waren van het Cambrium", zegt Emily Mitchell, een paleontoloog aan de Universiteit van Cambridge en co-auteur van de bevindingen. "Het was eigenlijk het begin van de Cambrische explosie."
[Verwante: amberfossielen die door de eeuwen heen zijn blijven hangen onder de loep]
Ongeveer 3 miljard jaar lang domineerden eencellige organismen de zeeën van de aarde. De eerste dieren ontstonden tijdens de late Ediacaran, en enkele van de oudste organismen leefden in diep water en leken op planten met gevederde structuren die zich aftakken van een centrale stengel. Anderen hadden schijfachtige lichamen gesegmenteerd.
"Een van de echt unieke dingen van de oudste van deze Ediacaran-organismen is dat ze deze vreemde fractale vertakkingen hebben – ze hadden takken van takken van takken", zegt Mitchell. "Het bestuderen van Ediacaran-organismen is echt moeilijk omdat hun lichaamsplannen anders zijn dan al het andere dat vandaag of elders in het fossielenbestand leeft."
Gelukkig – in ieder geval voor paleontologen – werden veel Ediacaran-gemeenschappen bewaard in as en puin van vulkaanuitbarstingen, modderstromen en andere plotselinge rampen. “Het is eigenlijk net als Pompeii; iedereen bestaat gelukkig en dan heb je ineens deze enorme begrafenis,' zegt Mitchell. "Je hebt deze geweldige snapshots van het leven in Ediacaria." Bovendien bleven de meeste Ediacaraanse overblijfselen ongestoord omdat er nog geen aaseters waren om de karkassen op te graven. In plaats daarvan aten Ediacaraanse dieren vaak door stukjes rottend organisch materiaal en plankton uit het water te filteren.
Om deze organismen te begrijpen, moet je de oorsprong van complex leven op aarde begrijpen – en de waarschijnlijkheid dat het elders in het universum bestaat, zegt Simon Darroch, een geobioloog aan de Vanderbilt University die niet bij het onderzoek betrokken was. "We moeten echt uitzoeken wat deze organismen zijn, hoe ze zich vormden en met elkaar omgingen in gemeenschappen, en wat er vervolgens gebeurde over de grens tussen Ediacaran en Cambrium", zegt Darroch. "Het is een cruciaal interval in de geschiedenis van de aarde."
In een poging om te onderzoeken hoe deze dieren leefden en met elkaar omgingen, onderzochten Mitchell en haar medewerkers de gegevens van 86 Ediacaran-fossielenbedden. Die vertegenwoordigden 124 soorten van over de hele wereld, zoals de iconische Charnia en Dickinsonia. De auteurs van het onderzoek onderzochten ook eerder gepubliceerde gegevens over de omgevingsomstandigheden van Ediacaran, afgeleid van de omringende rotsen. De onderzoekers evalueerden hoe vaak verschillende soorten naast elkaar verschenen en in welke omgevingen.
Op de oudste vindplaatsen identificeerde het team weinig verbanden tussen een bepaalde soort of habitat. Maar dat veranderde met jongere groepen fossielen. Bepaalde organismen hadden de neiging zich op dezelfde locaties te groeperen, terwijl andere elkaar nooit overlappen. Gemeenschappen van Ediacaran-organismen varieerden ook duidelijker, afhankelijk van de diepte of het geografische gebied waarin ze woonden.
"Dat zegt ons dat deze soorten zich aanpassen aan elkaar en hun omgeving", zegt Mitchell.
Dit patroon – van toenemende specialisatie in de loop van de tijd – is het tegenovergestelde van wat wordt verwacht na een catastrofale gebeurtenis. Wanneer een enorme vulkaan uitbarst of een dinosaurus-dodende asteroïde de aarde treft, zijn de soorten die overleven of daarna verschijnen, over het algemeen sterke generalisten die een breed scala aan omstandigheden kunnen doorstaan. Dat past niet in de rekening van de Ediacarans, merkten Mitchell en haar team op.
"We zien een toename in ecologische complexiteit", zegt ze. "Ook al hebben we een afname van het [totale] aantal soorten, dat komt omdat ze zich specialiseren, ze vinden hun specifieke niches, in plaats van dat iets externs hen doodt."
[Verwante: de oudste menselijke fossielen van Oost-Afrika zijn ouder dan we ons realiseerden]
Er is meer gedetailleerde analyse nodig om de druk te bepalen die deze patronen aanstuurt, zegt Mitchell. Twee soorten hebben mogelijk hetzelfde gebied bezet omdat ze vergelijkbare voedingsbehoeften hadden. Of misschien hebben ze geprofiteerd van elkaars aanwezigheid, net als de huidige planten en bestuivers. Een ander paar soorten bestaat mogelijk niet naast elkaar omdat ze geschikt zijn voor verschillende habitats, of omdat het ene dier het andere zal overtreffen als ze dezelfde ruimte delen.
In dit stadium, zegt Darroch, is er nog steeds niet genoeg bewijs om een catastrofale uitsterving aan het einde van de Ediacaran uit te sluiten. Hij voegt er echter aan toe dat het nieuwe artikel aangeeft dat Ediacaran-ecosystemen "zeker veel dynamischer" waren dan waar ze de eer voor hadden.
Onderzoekers hebben vastgesteld dat veel dierlijke innovaties, zoals harde exoskeletten en roofzuchtig gedrag, hun oorsprong vonden in het laatste hoofdstuk van de Ediacaran. Het is "intuïtief logisch" dat deze organismen zich begonnen te vestigen in meer gespecialiseerde rollen en verschillende leefgebieden begonnen te zoeken, zegt Darroch.
"Hoe meer je in de Ediacaran kijkt, hoe meer je kunt zien dat het een geleidelijk crescendo is", zegt hij. De opkomst van moderne diergroepen gebeurde relatief geleidelijk, en 'eindelijk gek' aan het begin van de Cambrische periode. "Maar de wortels van de explosie", voegt hij eraan toe, "gaan veel dieper."
De post Deze vreemde zeedieren baanden de weg voor de 'Cambrische explosie' van soorten verscheen eerst op Popular Science.
