Künstler die Darstellung eines gepanzerten Fisch, der lebte 455 Millionen Jahren. Abbildung: Nobumichi Tamura
Die Bedingungen, unter denen die frühen Lebensformen entstand und explodierte in die viele Tier-Gruppen, die wir heute sehen, ist ein Mysterium, das hat verwechselt Wissenschaftler seit Jahrzehnten. Neue Forschung schlägt flach marinen Umgebungen wurden einer kritischen testbed für diese frühen Tiere, die den perfekten Raum für Sie zu entwickeln, die physischen Merkmale, die für Sie erforderlich, um sich über Ihre nearshore-docking-Station.
Mikroben waren die einzige form von Leben auf der Erde für Tausende von Millionen von Jahren. Aber dann passierte etwas außergewöhnliches: von komplexen, mehrzelligen Organismen, einschließlich der Tiere, erschienen. Scheinbar über Nacht, diese neuen Lebensformen diversifiziert in alle Arten von verrückten Kreaturen, die Erweiterung zu füllen nahezu jeden Winkel des Planeten. Der Lebensraum, in dem diese entscheidende transformation stattgefunden hat, ist jedoch wenig verstanden, aufgrund eines Mangels an fossilen beweisen. Neue Forschung veröffentlichte heute in der Wissenschaft postuliert die Theorie, dass die flachen, nearshore-Umgebungen waren entscheidend für diese biologische revolution, und dass alle Vertebraten-Gruppen, die heute lebt, entstand aus dieser Art von marine-Umgebungen zwischen 480 Millionen bis 360 Millionen Jahren.
Eine faszinierende Implikation dieser Forschung ist, abgesehen von der Bereitstellung von neuen details über den Ursprung der komplexen Wirbeltieren, ist, dass es könnte uns etwas darüber, wie Leben entsteht oder kann entstehen—auf anderen bewohnbaren Planeten. Ohne seichtes Wasser, diese neue Forschung schlägt vor, Anfang Leben könnte stecken bleiben in einer primitiven Modus.
Vor der neuen Studie, die Biologen vermuteten, dass die frühen wirbeltiere in Erscheinung getreten sind und sich in seichten Gewässern, aber einige Gaben an, dass Sie sich in Süßwasser, in den offenen Ozean, oder auch bei den Korallenriffen. Beweise fehlen, doch die Wissenschaftler konnten nicht sicher sein, welche dieser Interpretationen richtig war.
Ein Teil des Problems, nach Lauren Sallan, der führende Autor der neuen Studie und einen Forscher an der Universität von Pennsylvania, hat zu tun mit der schieren Mangel an Fossilien. Der Fossilbericht der wirbeltiere ist ziemlich erbärmlich für zig-Millionen von Jahren nach Ihrem Debüt während der kambrischen Explosion, sagte Sie, aber die Wissenschaftler in der Lage gewesen, zu entdecken, bits und Stücke von Knochen, und die ungeraden ganzen Körper fossilen, aus der ordovizischen Periode ab etwa 480 Millionen Jahren. Aber nichts wurde gefunden in versteinerter ökosysteme wie Korallenriffe. Dann in der Silur-Periode, beginnend etwa 443 Millionen Jahren, eine große Anzahl von jawed und jawless Tiere plötzlich alle auf einmal, merkte Sallan. Die große Frage, die Wissenschaftler wurden gefragt, weshalb und unter welchen Bedingungen—diese dramatische transformation stattgefunden hat.
Sallan, sagte new developments in quantitative Methoden sind endlich ermöglicht, die Wissenschaftler testen Sie Ihre Theorien über die angestammten Lebensräume der wirbeltiere, im Gegensatz zu nur Vermutungen.
“Wir haben zusammen eine Datenbank von über 2.700 frühen Wirbeltieren vorkommen von 480 Millionen Jahren bis 360 Millionen Jahren, beim Fischen erlebt ein Massensterben, und bestimmt welchen Umgebungen diese Fossilien kamen ursprünglich aus,” Sallan sagte Gizmodo. “Wir haben den Stammbaum des frühen Fische und mathematische Modelle zur Rekonstruktion der angestammten Lebensräumen für verschiedene Arten von Wirbeltieren. Dabei zeigte sich, dass alle wichtigen Gruppen, von jawless Fische jawed Fische, die sich in einem sehr eingeschränkten band der Küstengewässer, sowie shoreward der Lagune. Wir verglichen dann die wirbeltier-Rekord auf, für Wirbellose Tiere wie Muscheln und Korallen, die zeigten, dass bereits die Fische gediehen und abwechslungsreich in viel flacheren Gewässern als erwartet.”
Das seichte Wasser der Lagunen entlang der Mitte der paläozoischen Küste, diese Forschung schlägt vor, Sie dienten als Sprungbrett für alle großen Gruppen der frühen wirbeltiere, die über einen Zeitraum von 100 Millionen Jahren. Da diese Kreaturen sich weiterentwickelt und diversifiziert, Ihren Körper angepasst in einer Weise, die schließlich erlaubte Ihnen, sich auch in neuen Umgebungen; robuste, langlebige Tiere blieb nearshore oder zog in Süßwasser-Lebensräumen wie Seen und Flüsse, während die zarte, flexible Kreaturen gewagt, zu tief im Wasser zu vermeiden, die zunehmend feindliche Konkurrenz, das Forscher spekulieren.
“Unsere Studie legt nahe, dass es war ein wiederholtes ‘invasion der Ozeane” von Wirbeltieren, der anfangs in flachen Gewässern und verschoben, um die Riffe und offshore-Einstellungen,”, sagte Sallan. “Diese erforderlichen spezifischen änderungen wie flexible Körper, genauso wie die invasion an land benötigt der bisherigen Entwicklung von spezifischen Eigenschaften wie Lunge und Extremitäten. Aber wir sehen nicht alle weiteren wichtigen Diversifikation, die durch diese Verschiebungen offshore. Wir finden auch, dass viele der frühen Vertebraten-Gruppen drangen in die Gewässer.”
Diese Studie erstreckt sich nur auf die ersten Phasen der Vertebraten-evolution. Mit Blick auf zukünftige Forschung, Sallan sagte, dass Ihr team würde gerne wissen, ob dieser ur-Wasser, die Wiege beibehalten, durch die Zeit, oder wenn andere Umgebungen, wie Korallen, irgendwie dazu beigetragen, die Entstehung von neuen Fisch-Gruppen.
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Die Diversifizierung der frühen wirbeltiere war abhängig von der Anwesenheit von flachen Gewässern, diese Forschung schlägt vor. Eine relevante Frage ist, ob ähnliche Einschränkungen existieren anderswo, nämlich auf bewohnbaren Exoplaneten. Eine überraschende Erkenntnis aus der Astronomie ist, dass die meisten bewohnbaren erdähnlichen Planeten, die möglicherweise waterworlds. Auf solchen Planeten wäre ohne die flachwasserbereiche mit tiefen Gewässern, welche die ganze Welt. Es ist möglich, dass mikrobielle Leben entstehen könnte auf waterworlds, und selbst weiterentwickeln in primitive Fisch-ähnliche Kreaturen, aber ohne nearshore-Umgebungen, die diese Organismen möglicherweise nicht in der Lage zu absolvieren, um die nächste Stufe der evolutionären Komplexität.
Es ist noch ein anderes mögliches Zeichen dafür, dass die Bedingungen, die erforderlich sind, um die Unterstützung der Entstehung von intelligentem Leben im Kosmos sind überaus selten.
[Wissenschaft]
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