Als je bijna 540 miljoen jaar geleden naar de oceaanbodem zou kunnen duiken, net voorbij het punt waar de golven beginnen te breken, je zou een explosie van leven vinden - tientallen wormachtige dieren en andere zeedieren die complexe gaten en structuren in de modder en het zand graven - waar de omgeving voorheen grotendeels onvruchtbaar was.

Dankzij onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang door een door de Universiteit van Saskatchewan (USask) geleid internationaal onderzoeksteam, deze snelle toename van de biodiversiteit - een van de twee van zulke grote gebeurtenissen over een tijdspanne van 100 miljoen jaar 560 tot 443 miljoen jaar geleden - maakt deel uit van een duidelijker beeld dat ontstaat van de oude oceanen van de aarde en het leven daarin.

"We kunnen aan de sporenfossielen zien - sporen, paden, saai, en graaft dieren in die achtergelaten zijn - dat deze specifieke omgeving van de oceaanbodem, de zee, diende als een 'smeltkroes' voor het leven, " zei USask paleobioloog Luis Buatois, hoofdauteur van het artikel. "In de komende miljoenen jaren, het leven breidde zich vanuit dit gebied uit naar diepere wateren en naar binnen in ondiepere wateren."

Het onderzoek is het resultaat van meer dan 20 jaar werk van Buatois en het team dat honderden rotsformaties op locaties over elk continent heeft onderzocht.

"Tot nu, deze twee gebeurtenissen - de Cambrische explosie en de Grote Ordovicische Biodiversificatie-gebeurtenis - zijn vooral begrepen door de studie van lichaamsfossielen - de schelpen, schilden en botten van oude zeedieren, " zei Buatois. "Nu kunnen we vol vertrouwen zeggen dat deze gebeurtenissen ook worden weerspiegeld in de sporen van fossielen die het werk onthullen van die zachte wezens wiens vlezige weefsels zeer snel rotten en dus slechts zeer zelden worden bewaard."

Voor de eerste keer, het team heeft bewijs getoond van dieren die actief hun ecosysteem "engineeren" - door de bouw van overvloedige en diverse holen op de zeebodem van de oceanen van de wereld in deze oude tijd.

"Onderschat nooit waartoe dieren in staat zijn, " zei USask paleobioloog Gabriela Mángano, co-auteur van het artikel. "Ze kunnen hun fysieke en chemische omgeving wijzigen, andere dieren uitsluiten of ze laten bloeien door nieuwe hulpbronnen te creëren. En ze deden zeker al deze dingen in deze oude zeeën."

De technische inspanningen van de sporenfossiele producerende dieren hebben mogelijk de basis gelegd voor een grotere diversiteit in het zeeleven. De onderzoekers identificeerden een tijdsverschil van 20 miljoen jaar tijdens de Cambrische explosie (de tijd waarin de meeste grote groepen dieren voor het eerst in het fossielenbestand verschijnen) tussen diversificatie in sporenfossielen en in fossielen van dierenlichamen, wat suggereert dat de latere dieren gebruik maakten van veranderingen waardoor ze nog meer konden diversifiëren.

Het onderzoek helpt ook bij het oplossen van een grote vraag uit het geochemische record, wat erop wees dat een groot deel van de oude oceaan zuurstofarm was en ongeschikt voor leven. Zoals oceanen vandaag, de Cambrische oceaan had bepaalde gebieden die vol leven waren, terwijl anderen niet over de noodzakelijke voorwaarden beschikten om het te ondersteunen.

"Het feit dat de verspreiding van sporenfossielen aantoont dat er plekken waren waar het leven bloeide, grenzend aan andere verstoken van dierlijke activiteit gedurende de vroege Cambrische periode, is een sterk argument voor het idee dat zones met voldoende zuurstof om een ​​diversiteit aan dieren samen te ondersteunen, bestond met zuurstofarme wateren in diepere gebieden, "zei Mángano. "Het is een situatie vergelijkbaar met wat er gebeurt in moderne oceanen met minimale zuurstofzones in het buitenste deel van het continentale plat en het bovenste deel van de continentale helling, maar zuurstofrijke in ondieper water."

Het onderzoek zou vanuit een evolutionair perspectief nieuwe inzichten kunnen bieden in het belang van uitgebreide rotsformaties van een vergelijkbare vintage gevonden in Canada en elders, en de samenleving helpen zich voor te bereiden op de komende uitdagingen.

"Het begrijpen van veranderingen die vroeg in de geschiedenis van onze planeet plaatsvonden, kan ons helpen de huidige uitdagingen in moderne oceanen het hoofd te bieden, vooral met betrekking tot zuurstofveranderingen, ' zei Buatois.