Een al lang bestaande vraag is beantwoord: hoe massale uitstervingen de weg vrijmaakten voor mosselen en oesters

Bij een van de grootste crises in de geschiedenis van de aarde, gekenmerkt door een grote verschuiving op het gebied van schelpdieren, werden brachiopoden, vaak ‘lampschelpen’ genoemd, op grote schaal vervangen door tweekleppige exemplaren. Classificeren Zoals oesters en mosselen. Dit gebeurde als gevolg van de verwoestende massale uitsterving aan het einde van het Perm, die de evolutie van het leven ongeveer 250 miljoen jaar geleden effectief resette.

Onderzoek door paleontologen in Bristol, VK, en Wuhan, China heeft nieuw licht geworpen op deze cruciale transitie toen oceaanecosystemen veranderden van oud naar modern.

Het leven op het land en in de zee is rijk en vormt bepaalde ecosystemen. In moderne oceanen domineren dieren zoals tweekleppige dieren, buikpotigen, koralen, schaaldieren en vissen de zeebodem. Maar deze ecosystemen dateren allemaal uit het Paleolithicum Trias Toen het leven terugkwam van de rand. Tijdens die crisis overleefde slechts één op de twintig soorten, en er is een lang debat geweest over hoe nieuwe ecosystemen werden gebouwd en waarom sommige groepen overleefden en andere niet.

Brachiopoden domineerden de dieren zonder schild vóór het uitsterven, maar tweekleppige dieren bloeiden daarna op en pasten zich beter aan hun nieuwe omstandigheden aan.

“Een klassiek geval was de vervanging van tweekleppige dieren door brachiopoden”, legt Chen Guo uit Wuhan en Bristol uit, die het project leidde. “Paleontologen zeiden altijd dat tweekleppige dieren betere concurrenten waren en versloegen op de een of andere manier brachiopoden tijdens deze crisisperiode. Er bestaat geen twijfel dat brachiopoden vóór het uitsterven de belangrijkste groep dieren met een schild vormden, en daarna werden vervangen door tweekleppige dieren.”

Diversiteit van brachiopoden en tweekleppige dieren in de afgelopen 500 miljoen jaar, waaruit een omschakeling blijkt tussen brachiopoden en tweekleppige dieren nabij de Perm-Trias-grens. Krediet: Chen Guo et al

“We wilden de interacties tussen brachiopoden en tweekleppigen gedurende hun lange geschiedenis onderzoeken, en vooral in de Perm-Trias-weergave”, zegt deelnemer Joe Flannery Sutherland. “Dus besloten we een computationele methode te gebruiken, Bayesiaanse analyse genaamd, om de snelheid van ontstaan, uitsterven en behoud van fossielen te berekenen, en om te testen of brachiopoden en tweekleppige dieren met elkaar interageerden. Heeft de opkomst van tweekleppigen bijvoorbeeld de achteruitgang van de soort veroorzaakt? brachiopoden?”

“We ontdekten dat de twee groepen in feite vergelijkbare trends in diversificatiedynamiek delen in tijden van crisis”, zegt professor Michael Benton van de Bristol School of Earth Sciences. “Dit betekent dat ze niet echt met elkaar concurreerden of op elkaar jaagden, maar hoogstwaarschijnlijk allebei reageerden op soortgelijke externe factoren, zoals de temperatuur van het zeewater en kortetermijncrises. Maar tweekleppige dieren kregen uiteindelijk de overhand, en tweekleppige dieren trokken zich terug naar diepere wateren, waar ze nog steeds gevonden.” , maar in kleinere aantallen.

Professor Zhongqiang Chen uit Wuhan merkte op: “Het was fascinerend om te zien hoe moderne computationele methoden zo’n al lang bestaande vraag kunnen beantwoorden.

“We hebben altijd gedacht dat de massa-uitsterving aan het einde van het Perm het einde betekende van de brachiopoden, en dat was het geval. Maar het lijkt erop dat zowel brachiopoden als tweekleppige dieren zwaar werden getroffen door de crisis, en beide herstelden zich in het Trias, maar tweekleppige dieren konden zich aanpassen aanzienlijk.” Beter bij hogere omgevingstemperaturen. Dus dat gaf hen het voordeel, en toen Jura-Hun aantal is enorm gestegen en de brachiopoden hebben niet veel gedaan.

“Ik moest in de loop van het onderzoek meer dan 330.000 fossiele brachiopoden en tweekleppige dieren onderzoeken en registreren, en vervolgens de Bayesiaanse analyse uitvoeren, die weken en weken duurde op de supercomputer van Bristol,” zei Zhen Guo. “Maar ik vind dit leuk. methode omdat het alles miljoenen keren herhaalt om rekening te houden met alle soorten onzekerheid in de gegevens en veel rijke informatie geeft over wat er gebeurde.

“De massale uitsterving aan het einde van het Perm was de grootste die ooit is geregistreerd, en heeft de evolutie dramatisch gereset”, concludeerde professor Benton. “Inderdaad, 50 miljoen jaar na de crisis zag het Trias een revolutie in het leven op het land en in de zee. Begrijpen hoe het leven terugkeerde van bijna-vernietiging en zo de basis legde voor moderne ecosystemen is een van de grote vragen in de macro-evolutie. Ik weet zeker dat we hier nog niet het laatste woord hebben gezegd!

Referentie: “Bayesiaanse analyses suggereren dat tweekleppige dieren niet de oorzaak waren van de val van brachiopoden na de massale uitsterving van het Perm-Trias” door Zhen Guo, Joseph T. Flannery-Sutherland, Michael J. Benton en Zhong-Qiang Chen, 9 september 2023 , Natuurcommunicatie.
doi: 10.1038/s41467-023-41358-8