Ein Forschungsteam der Universitäten von Oxford und Leeds sowie des University College London (UCL) hat extreme Fluktuationen in den Konzentrationen des atmosphärischen Sauerstoffs zur Zeit der Kambrischen Explosion gefunden. Die Schwankungen gingen mit evolutionären Wogen und Aussterbeereignissen der tierischen Biodiversität einher.
Die Kambrische Explosion war eine entscheidende Phase rascher Evolution bei komplexen Tieren, die vor etwa 540 Millionen Jahren begann. Der Auslöser für diese grundlegende Phase in der Frühgeschichte des tierischen Lebens ist Gegenstand anhaltender Debatten.
Die Studie unterstützt die Theorie, dass der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre ein wichtiger Steuerfaktor der tierischen Evolution war. Sie wurde von Forschern aus Großbritannien, China und Russland im Journal Nature Geoscience veröffentlicht.
Die Studie zeigt erstmals, dass es während der Kambrischen Explosion eine signifikante Korrelation zwischen den Schwankungen des Sauerstoffgehalts und Sprüngen der tierischen Evolution und Biodiversität gab, sowie Aussterbeereignisse während Perioden mit niedrigem Sauerstoffgehalt.
Rosalie Tostevin vom Department of Earth Sciences an der University of Oxford sagte: “Mit Schwefel- und Kohlenstoffisotopensignaturen aus urzeitlichem Kalkstein zeigen wir, dass Schwankungen in der frühen tierischen Entwicklung mit der Freisetzung von Sauerstoff in die Atmosphäre und seichte Seen zusammenfielen.”
Professor Graham Shields vom UCL sagte: “Dies ist die erste Studie, die deutlich zeigt, dass unsere frühesten tierischen Vorfahren eine Reihe evolutionärer Sprünge und Flaschenhälse aufgrund von extremen Veränderungen des atmosphärischen Sauerstoffgehalts erfuhren.”
“Das Ergebnis war eine regelrechte Explosion an neuen tierischen Lebensformen während mehr als 13 Millionen Jahren im Kambrium. In dieser Zeitperiode wandelte sich die Erde, die nicht mehr nur von einfachen, einzelligen und ortsfesten Organismen bevölkert wurde, sondern von der wundervollen Vielfalt komplexer Lebensformen, die wir heute sehen.
Das Team analysierte die Kohlenstoff- und Schwefelisotope von marinen Karbonatproben aus Sektionen entlang der großen Flüsse Aldan und Lena in Sibirien. Während der Zeit der Kambrischen Explosion wäre dieses Gebiet ein seichtes Meer gewesen und die Heimat für den Großteil des tierischen Lebens auf der Erde.
Die Schichten des unteren Kambriums in Sibirien bestehen aus durchgängigem Kalkstein mit reichhaltigen fossilen Aufzeichnungen und verlässlichen Altersgrenzen, was zweckmäßige Proben für die geochemischen Analysen liefert. Die Isotopsignaturen in dem Gestein stehen in Zusammenhang mit der globalen Produktion von Sauerstoff, was dem Team erlaubte, den Sauerstoffgehalt in dem seichten Ozean und in der Atmosphäre während des Kambrium zu bestimmen.
(THK)
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