Океан в том виде, в каком мы его понимаем сегодня, был сформирован в результате глобального сдвига эволюционного режима около 170 миллионов лет назад, согласно новому исследованию.
До этого момента успех организмов, живущих в морской среде, строго контролировался небиологическими факторами, включая химию океана и климат.
Однако, начиная с середины юрского периода (около 170 миллионов лет назад) все большее значение приобретали биологические факторы, такие как взаимоотношения хищник-жертва.
В журнале Nature Geoscience ученые говорят, что это изменение совпало с распространением планктона, выделяющего карбонат кальция, и их последующим отложением на дне океана.
Они считают, что появление этого планктона стабилизировало химический состав океана и обеспечило условия для одного из самых заметных изменений морской жизни в истории Земли.
Исследование проводилось учеными из Школы географии, наук о Земле и окружающей среде Плимутского университета и Школы вычислительной техники, электроники и математики в сотрудничестве с учеными из Университета Бергена в Норвегии и Университета Эрлангена. -Нюрнберг в Германии.
Кандидат докторских наук Килиан Эйхенсер, ведущий автор исследования, объяснил воздействие кальцинирующего планктона: «Сегодня огромные площади дна океана покрыты эквивалентом мела, состоящим из микроскопических организмов, которые доминировали в океане. Середина юрского периода Меловая масса помогает сбалансировать кислотность океана, и при наличии этого баланса организмы меньше зависят от кратковременных возмущений химического состава океана, чем они могли бы быть раньше. Раковину легче выделить, независимо от ее минералогии, если химия океана стабильна."
Цель исследования заключалась в проверке гипотезы о том, что эволюционное значение небиологической среды уменьшилось с течением геологического времени.
С момента своего возникновения более 540 миллионов лет назад многоклеточная жизнь развивалась под влиянием как небиологической, так и биологической среды, но как менялся баланс между этими факторами, оставалось во многом неизвестным.
Кальцифицированные морские ракушки являются идеальным тестом для ответа на этот вопрос, поскольку арагонит и кальцит - минералы, из которых состоят ракушки, - также образуются в океане небиологическим путем.
В своем исследовании авторы использовали обширную глобальную летопись окаменелостей морских организмов, выделяющих карбонат кальция, которая включает более 400 000 образцов, датируемых от 10 000 лет до нашей эры до примерно 500 миллионов лет назад.
Используя реконструкцию температуры и состава океанской воды в прошлом, авторы оценили долю арагонита и кальцита, образовавшихся в океане неорганическим путем на протяжении 85 геологических стадий на протяжении 500 миллионов лет.
Посредством серии специально разработанных статистических анализов эта неорганическая структура арагонит-кальцитовых морей была затем сопоставлена с минеральным составом морских раковин за то же время.
Результаты показывают, что вплоть до середины юрского периода, около 170 миллионов лет назад, экологический успех морских организмов, выделяющих раковины, был тесно связан с составом их раковин: организмы, которые выделяли минерал, который был экологически благоприятным имел эволюционное преимущество.
Однако система Земля-Жизнь навсегда изменилась из-за появления кальцифицирующего планктона, который расширил производство карбоната кальция с континентальных шельфов до открытого океана.
Это гарантировало, что эволюционное воздействие эпизодов резких изменений климата и, как следствие, закисления океана, было менее серьезным, чем аналогичные события в более ранней истории Земли.
Доктор Уве Бальтазар, преподаватель палеонтологии, впервые опубликовал исследование о доминировании арагонита и кальцита в морской среде в 2015 году. Он сказал: «В истории Земли произошло несколько крупных событий, которые сформировали эволюцию жизни на нашей планете, таких как пять крупных массовых вымираний или радиация сложных животных во время «кембрийского взрыва». Наше исследование выявило ранее упускаемое из виду событие такого масштаба около 170 миллионов лет назад, когда появление планктона, выделяющего карбонат кальция, сняло ограничения на эволюцию других морских организмов, о существовании которых мы не знали. раньше."