Toen de soorten op aarde bijna 500 miljoen jaar geleden snel diversifieerden, dat evolutie werd aangedreven door complexe factoren, waaronder mondiale afkoeling, meer zuurstof in de atmosfeer, en meer voedingsstoffen in de oceanen. Maar er was een combinatie van vele mondiale milieu- en tektonische veranderingen nodig die tegelijkertijd plaatsvonden en als bouwstenen werden gecombineerd om een ​​snelle diversificatie naar nieuwe soorten te produceren, volgens een nieuwe studie door Dr. Alycia Stigall, Hoogleraar geologische wetenschappen aan de Universiteit van Ohio.

Zij en collega-onderzoekers zijn in een specifieke tijd vernauwd tijdens een tijdperk dat bekend staat als de Ordovicium-straling, waaruit blijkt dat nieuwe soorten zich in feite snel ontwikkelden gedurende een veel korter tijdsbestek dan eerder werd gedacht. The Great Biodiversification Event waar veel nieuwe soorten zich ontwikkelden, ze beweren, gebeurde ongeveer 465 miljoen jaar geleden tijdens de Darriwilian Stage. Hun onderzoek, "Gecoördineerde biotische en abiotische verandering tijdens het Great Ordovician Biodiversification Event:Darriwiliaanse assemblage van vroege paleozoïsche bouwstenen, " werd gepubliceerd in paleogeografie, paleoklimatologie, paleo-ecologie als onderdeel van een speciale uitgave die ze bewerken op het Great Ordovician Biodiversification Event.

Nieuwe datasets hebben hen in staat gesteld aan te tonen dat wat voorheen leek op de ontwikkeling van soorten wijdverbreid in de tijd en geografie, in feite een diversificatiepuls was. Stel je een wereld voor de continenten zoals we ze kennen, toen het grootste deel van de landmassa ten zuiden van de evenaar lag, met alleen kleine continenten en eilanden in de uitgestrekte oceanen boven de tropen. Stel je dan voor dat zich ijskappen vormen boven de zuidpool. Terwijl de ijskappen zich vormen, de oceaan trekt zich terug en lokaal, geïsoleerde omgevingen ontstaan ​​rond eilanden en in zeeën die bovenop continenten liggen. In die ondiepe mariene omgevingen, nieuwe soorten ontstaan.

Stel je dan voor dat de ijskappen smelten en de oceanen weer stijgen, met die nieuwe soorten die op de golven van wereldwijde diversificatie varen om nieuwe regio's te bevolken. De cyclus herhaalt zich vervolgens en produceert golven van nieuwe soorten en nieuwe verspreiding.

De vonk van diversificatie aansteken

De vroege evolutie van het dierenleven op aarde is een complex en fascinerend onderwerp. De Cambrische explosie (tussen ongeveer 540 en 510 miljoen jaar geleden) produceerde een verbluffende reeks lichaamsplannen, maar zeer weinig afzonderlijke soorten van elk, merkt Stigall op. Maar bijna 40 miljoen jaar later, tijdens het Ordovicium, deze situatie is veranderd, met een snelle uitstraling van soorten en geslachten tijdens het Great Ordovician Biodiversification Event.

De triggers van de GOBE en processen die diversificatie bevorderden, zijn onderwerp van veel discussie, maar de meeste geowetenschappers hebben niet volledig overwogen hoe veranderingen zoals globale afkoeling of verhoogde oxygenatie een grotere diversificatie zouden bevorderen.

Een recent overzichtsartikel van Stigall en een internationaal team van medewerkers probeert duidelijkheid te verschaffen over deze kwesties. Voor deze studie is Stigall werkte samen met Cole Edwards (Appalachian State University), een sedimentair geochemicus, en collega-paleontologen Christian Mac Ørum Rasmussen (Universiteit van Kopenhagen) en Rebecca Freeman (Universiteit van Kentucky) om te analyseren hoe veranderingen in het fysieke aardesysteem tijdens het Ordovicium deze snelle toename in diversiteit hadden kunnen bevorderen.

In hun krant Stigall en collega's tonen aan dat de belangrijkste puls van diversificatie tijdens de GOBE tijdelijk beperkt is en plaatsvond in het Midden-Ordovicium Darriwilian Stadium (ongeveer 465 miljoen jaar geleden). Veel veranderingen in het fysieke aardesysteem, inclusief oceanische koeling, verhoogde beschikbaarheid van voedingsstoffen, en verhoogde atmosferische zuurstof accumuleren in het interval voorafgaand aan het Darriwilian.

Deze fysieke veranderingen waren noodzakelijke bouwstenen, maar op zichzelf waren niet genoeg om de vonk van diversificatie te ontsteken.

Het ontbrekende ingrediënt was een methode om populaties van soorten afwisselend te verbinden en te isoleren door middel van vicariance en verspreiding. Die vonk vindt uiteindelijk plaats in het Darriwiliaanse stadium wanneer zich ijskappen vormen boven de zuidpool van de Ordovicium-aarde. Het toenemen en afnemen van deze ijskappen zorgde ervoor dat de zeespiegel steeg en daalde (vergelijkbaar met het Pleistoceen), die zorgde voor de alternatieve verbinding en ontkoppeling die nodig was om snelle diversiteitsaccumulatie mogelijk te maken.

Stigall en haar medewerkers vergeleken dit met het samenstellen van bouwstenen die nodig zijn om een ​​drempel te passeren.