دراسة جديدة ترسم خريطة فجر الحياة الحيوانية

ربط باحثون بين التغيرات في مستويات سطح البحر والأكسجين البحري وتطور الحيوانات المبكرة في دراسة تجمع بين التحليل الأحفوري والبيانات الجيولوجية من 580 إلى 510 مليون سنة مضت، مما يعزز فهمنا للتنوع البيولوجي المبكر.

يُظهِر جدول زمني تم تطويره حديثًا للحفريات الحيوانية المبكرة وجود صلة بين مستويات سطح البحر وتغيرات الأكسجين في البحر وظهور أقدم أسلاف الحيوانات الحديثة. توفر هذه الدراسة رؤى حول القوى التي حفزت تطور الكائنات الحية الأولى، والتي نشأت منها جميع المجموعات الحيوانية الرئيسية.

قام فريق من جامعة إدنبرة بدراسة مجموعة من الصخور والحفريات من الفترة الزمنية المعروفة باسم العصر الإدياكاري-الكامبري – وهي فترة زمنية تمتد من 580 إلى 510 مليون سنة مضت. وقد شهدت هذه الفترة انفجارًا في التنوع البيولوجي وفقًا للسجلات الحفرية، وهو ما حير العلماء منذ تشارلز داروين.

التعقيد التطوري في العصر الإدياكاري

كانت جميع الحيوانات المبكرة التي عثر عليها من هذا العصر من سكان البحر، في وقت كانت فيه مستويات الأكسجين في الهواء والمحيط أقل بكثير مما هي عليه اليوم.

في حين كانت أشكال الحياة الأولى قبل هذا الوقت عبارة عن كائنات وحيدة الخلية ومتعددة الخلايا، بدأت الكائنات في العصر الإدياكاري تصبح أكثر تعقيدًا، مع وجود خلايا متعددة منظمة في مخططات الجسم التي سمحت لها بالتغذية والتكاثر والتحرك عبر قاع المحيط.

كما شهد هذا العصر ظهور ما يسمى بالحيوانات ثنائية الجانب – والتي تتميز بخطط جسم متناظرة، على غرار معظم الحيوانات في عصرنا الحالي. صِنف بما في ذلك البشر.

من خلال تجميع البيانات من مصادر مختلفة – بما في ذلك التأريخ الإشعاعي والمعلومات الجيوكيميائية حول طبقات الصخور التي تم العثور فيها على الحفريات – قام الفريق برسم خريطة لجميع الاكتشافات الحفرية الرئيسية ومجموعات البيانات البيئية المختلفة على جدول زمني واحد.

وقد سمح التسلسل الزمني الجديد للفريق بدراسة اتجاهات التنوع البيولوجي خلال الفترة المعنية بمزيد من التفصيل مقارنة بالماضي.

وقد جمع الباحثون هذه الاكتشافات مع أدلة كيميائية أخرى من السجل الجيولوجي ــ مؤكدين بذلك وجود صلة بين التغيرات الكبرى في مستويات سطح البحر العالمية، والفترات التي اكتسبت فيها البيئات البحرية الضحلة المزيد من الأكسجين، وظهور وتنوع المجموعات الحيوانية المبكرة.

التنوع البيولوجي والظروف البيئية

وقد أفسحت هذه الديناميكية المجال أمام العديد من الانفجارات الهامة في التنوع البيولوجي، والمعروفة باسم تجمعات أفالون، والبحر الأبيض، والكامبري، حيث تشير كل منها إلى وصول مجموعات حيوانية جديدة وانحدار مجموعات أخرى.

ومن خلال إعادة بناء الظروف البيئية في أعمق العصور، تفتح الدراسة آفاقاً جديدة للقوى والضغوط القديمة التي شكلت أقدم أشكال الحياة على كوكبنا.

كما حدد الفريق أيضًا فجوات في السجل الأحفوري، مما يشير إلى أن المعرفة الحالية حول الحيوانات المبكرة متحيزة بسبب مجموعات المواقع في جميع أنحاء العالم حيث تم العثور على الحفريات ودراستها.

قال الدكتور فريد بوير من كلية علوم الأرض بجامعة إدنبرة: “إن بناء جدول زمني لتطور الحيوانات في وقت مبكر باستخدام سجل الصخور مهمة شاقة، ولا يمكن تحقيقها إلا من خلال البحث الدولي ومتعدد التخصصات. لكن النهج العالمي المتكامل أمر بالغ الأهمية. فهو يكشف عن التحيزات في سجلاتنا، بينما يكشف أيضًا عن أنماط في ظهور الحفريات، ودورات مستوى سطح البحر، والأكسجين البيئي”.

قالت ماريانا يلاليس أجيلفيس، طالبة الدكتوراه في كلية علوم الأرض والتي شاركت في تأليف الدراسة: “إن معرفة العوامل التي تحرك التنوع البيولوجي تشكل جزءًا أساسيًا من المعرفة في لغز الحياة. أشعر بأنني محظوظة جدًا لأنني تمكنت من البناء على عقود من البحث العالمي متعدد التخصصات، والمساهمة في فهم أفضل للدور الذي يلعبه مستوى سطح البحر في تطور الحيوانات المبكر”.

المرجع: “ضوابط مستوى سطح البحر على الإشعاعات الحيوانية في العصر الإدياكاري والكامبري” بقلم فريد ت. بوير وراشيل أ. وود وماريانا ييلاليس، 31 يوليو 2024، التقدم العلمي.
DOI: 10.1126/sciadv.ado6462

تم تمويل هذه الورقة من قبل مجلس بحوث البيئة الطبيعية (NERC).