Wetenschappers van de Ohio State University hebben een nieuwe soort ontdekt die meer dan 500 miljoen jaar geleden leefde - een vorm van oude stekelhuidigen die de voorouder was van hedendaagse groepen zoals zeekomkommers, zee-egels, zeesterren, slangsterren en crinoïden. Het fossiel toont een cruciale evolutionaire stap van stekelhuidigen die parallel loopt met de belangrijkste ecologische verandering die heeft plaatsgevonden in mariene sedimenten.

De vondst, bijna 30 jaar in de maak, werd onlangs gepubliceerd in de Bulletin van Geowetenschappen en geeft een idee over hoe wezens in staat waren om de evolutionaire sprong te maken van levend vastzitten aan mariene sedimentkorrels - die bij elkaar werden gehouden door kleverige algenachtige kolonies, de oorspronkelijke manier waarop stekelhuidigen leefden - aan het leven gehecht aan harde, schelpachtige oppervlakken, dat is de manier waarop hun hedendaagse afstammelingen nu op de bodem van de oceaan leven.

"Het werpt licht op een kritieke tijd, niet alleen in de evolutie van organismen, maar ook in de evolutie van mariene ecosystemen, " zei Loren Babcock, co-auteur van de studie en hoogleraar aardwetenschappen aan de staat Ohio. "Dit vertegenwoordigt een wezen dat duidelijk de sprong maakte van de oude stijl van mariene ecosystemen waarin sedimenten werden gestabiliseerd door cyanobacteriële matten, tot wat uiteindelijk het huidige systeem werd, met meer gefluïdiseerde sedimentoppervlakken."

Het schepsel, een soort van edrioasteroid stekelhuidigen die Babcock en zijn onderzoekers Totiglobus spencensis noemden, leefde in het Cambrium - ongeveer 507 miljoen jaar geleden. (De aarde, Voor de goede orde, is ongeveer 4,5 miljard jaar oud.) Een familie van fossielenjagers ontdekte het fossiel in de schalie van Spence Gulch, in het oostelijk deel van Idaho, in 1992, en schonk het aan Richard Robison, een onderzoeker aan de Universiteit van Kansas en de doctoraatsadviseur van Babcock. Dat deel van het land is rijk aan fossielen uit het Cambrium, zei Babcock.

Voor jaren, het fossiel verbaasde zowel Babcock als Robison. Maar het mysterie werd een paar jaar geleden opgelost, toen Robisons fossielenverzameling na Robisons pensionering aan Babcock overging.

Toen Babcock het fossiel in zijn lab had, hij en een gastdoctoraalstudent, Rongqin Wen, verwijderde rotslagen, het blootleggen van een kleine, roestkleurige cirkel met talloze kleine platen en duidelijke armachtige structuren, ambulcra genoemd. Nader onderzoek wees uit dat het dier zich vasthecht aan een kleine, kegelvormige schil van een mysterieus, nu uitgestorven dier genaamd hyolith met behulp van een basale schijf - een korte, trechterachtige structuur bestaande uit talrijke kleine calcietplaten.

De ontdekking was een soort wetenschappelijke poëzie - jaren eerder, Babcock en Robison ontdekten het type schelp waar dit dier aan vast leek te zitten, en noemde het Haplophrentis reesei.

De edrioasteroïde die Babcock en Wen ontdekten, leefde blijkbaar vast aan de bovenzijde van de langwerpige driehoekige hyolith-schaal, zelfs toen de hyoliet nog leefde. Ze denken dat een plotselinge storm de dieren in een dikke laag modder heeft begraven, ze in hun oorspronkelijke ecologische staat te bewaren.

Stekelhuidigen en hyolieten verschenen voor het eerst tijdens het Cambrium, een tijd in de geschiedenis van de aarde waarin het leven explodeerde en de wereld meer biodivers werd dan ooit tevoren. De vroegste stekelhuidigen, waaronder de vroegste edrioasteroïden, leefde door vast te houden aan cyanobacteriële matten - dikke, algenachtige stoffen die de wateren van de aarde bedekten. En tot de tijd van Totiglobus spencensis, stekelhuidigen hadden nog niet uitgevonden hoe ze zich aan een hard oppervlak moesten hechten.

"In de hele geschiedenis van de aarde, het Cambrium is waarschijnlijk het belangrijkste in de evolutie van zowel dieren als mariene ecosystemen, omdat dit een tijd was waarin een modernere stijl van ecosysteem voor het eerst voet aan de grond kreeg, " zei Babcock. "Dit geslacht van de soort die we ontdekten toont de evolutionaire overgang van een 'mat-sticker' naar de meer geavanceerde toestand van hechten aan een shelly-substraat, die een succesvol model werd voor latere soorten, waaronder enkele die vandaag de dag leven."

In het begin van de Cambrische periode - die ongeveer 538 miljoen jaar geleden begon - leefden stekelhuidigen waarschijnlijk op die algenachtige substantie in ondiepe zeeën die veel delen van de planeet bedekten. de algen, Babcock zei, was waarschijnlijk niet anders dan de cyanobacteriële matten die in bepaalde meren voorkomen, inclusief Lake Erie, elke zomer. Maar op een gegeven moment, die algenachtige substanties werden aantrekkelijk voedsel voor andere wezens, waaronder prehistorische slakken. Tijdens het Cambrium, toen de populatie slakken en andere herbivoren explodeerde, de algenachtige cyanobacteriële matten begonnen te verdwijnen uit ondiepe zeeën, en sedimenten werden fysiek te onstabiel om de dieren te ondersteunen - inclusief stekelhuidigen - die op hen waren gaan vertrouwen.

Toen hun algenachtige huizen voedsel werden voor andere dieren, Babcock zei, stekelhuidigen moesten ofwel een nieuwe plek vinden om te leven of omkomen.

Paleontologen wisten dat de wezens op de een of andere manier hadden kunnen overleven, maar tot de ontdekking van de onderzoekers van de staat Ohio, ze hadden niet veel bewijs gezien dat een stekelhuidigen die zo lang geleden leefde de overstap had gemaakt van levend vastzittend aan met cyanobacteriën bedekt sediment naar levend gehecht aan harde oppervlakken.

"Deze evolutionaire keuze - om van matsticker naar hard shelly-substraat te gaan - is uiteindelijk verantwoordelijk voor het ontstaan ​​​​van gehechte dieren zoals crinoïden, " Zei Babcock. "Deze nieuwe soort vertegenwoordigt de link tussen de oude levensstijl en de nieuwe levensstijl die succesvol werd voor deze stekelhuidige lijn."