De oeroude gravende van de zeebodem krijgen al jaren een zwerver.

Deze prehistorische vuilkarpers - een breed assortiment wormen, trilobieten, en andere dieren die honderden miljoenen jaren geleden in de oceanen van de aarde leefden, worden verondersteld een sleutelrol te hebben gespeeld bij het creëren van de voorwaarden die nodig zijn om het zeeleven te laten bloeien. Hun activiteiten veranderden de chemische samenstelling van de zee zelf en de hoeveelheid zuurstof in de oceanen, in een proces dat bioturbatie wordt genoemd.

Maar hielp of belemmerde die bioturbatie de uitbreiding van het complexe dierenleven? Een nieuwe Yale-studie, gepubliceerd in het tijdschrift Aardse en planetaire wetenschapsbrieven , ontdekten dat graven van de zeebodem inderdaad erg nuttig waren.

"Bioturberende dieren zijn een van onze belangrijkste voorbeelden van 'ecosysteemingenieurs, '", zei hoofdauteur Lidya Tarhan, een assistent-professor aard- en planetaire wetenschappen aan Yale. "Ze spelen een belangrijke rol bij het vormgeven van de chemische samenstelling van de oceanen, en zelfs, op geologische tijdschalen, de atmosfeer."

Bioturberen van dieren die in de sedimenten van de zeebodem leven en zich ingraven, werden voor het eerst wijdverbreid en actief tijdens de vroege Cambrische periode, ongeveer 541 miljoen jaar geleden. Ze maakten deel uit van de zogenaamde "Cambrische explosie, " toen de meeste diergroepen met geavanceerde lichaamsplannen en -gedrag snel achter elkaar begonnen te verschijnen, volgens het fossielenarchief.

Maar er is veel discussie onder aardwetenschappers over de impact die deze graven op hun omgeving hadden.

Bijvoorbeeld, er is de relatie tussen bioturbatie en de beschikbaarheid van fosfor - een essentiële voedingsstof die nodig is voor al het leven. De beschikbaarheid van fosfor bepaalt de grootte van de wereldwijde biosfeer en de complexiteit van het leven dat het kan ondersteunen. Fosfor bereikt de zeebodem voornamelijk in de vorm van plankton, wiens karkassen na de dood naar de bodem van de oceaan zinken, en van oceaanwater dat langs de randen van continenten omhoog stroomt.

Een groot aantal recente onderzoeken heeft gesuggereerd dat vroege gravende graven fosfor namen en het begroeven, waardoor de toevoer van deze levenscreërende voedingsstof effectief wordt verstikt. De theorie suggereert ook dat bioturbatie de manier heeft veranderd waarop koolstof onder de oceaanbodem wordt begraven, wat leidt tot een wijdverbreide vermindering van zuurstof in het water.

Een aparte hoeveelheid onderzoek naar bioturbatie - gebaseerd op evolutietheorie en observaties uit het fossielenarchief - biedt een heel ander uitgangspunt. Deze theorie stelt dat het graven van de zeebodem zou hebben geleid tot meer biologische verfijning, niet minder, in termen van grootte en gedrag van dieren.

"We hebben al lang deze twee grote kampen van denken, fundamenteel met elkaar in tegenspraak, over de rol van de vroegste dieren bij het vormgeven van de oceaanchemie, bewoonbaarheid, en ecologie, ' zei Tarhan.

Het nieuwe werk van het Yale-team is bedoeld om de kwestie op te lossen.

Voor de studie, Tarhan en haar collega's creëerden nieuwe modellen van fosforcycli en bioturbatie die beide processen nauwkeuriger weergeven. Bijvoorbeeld, ze zei, eerdere modellen hielden geen rekening met de grote hoeveelheid fosforrijke mineralen die zich in sediment op de oceaanbodem vormen. Hetzelfde, eerdere modellen gingen ervan uit dat bioturbatie een alles-of-niets-activiteit was die bijna werkte als een aan-uitschakelaar, in plaats van een gedrag dat geleidelijk toeneemt.

"Ons werk heeft Voor de eerste keer, de twee belangrijkste kaders verzoend met betrekking tot de rol van vroege dieren bij het aansturen van veranderingen in de evolutionaire en biogeochemische landschappen van de vroege oceanen van de aarde, Tarhan zei. "Vroege gravende dieren bevorderden inderdaad de opkomst van steeds productievere en complexere ecosystemen en hielpen de Cambrische explosie verder te ontwikkelen. in plaats van de impact ervan te onderdrukken of te vertragen."