Da vores levende ark kredser om solen, er dens nuværende sløjfe ret cirkulær. Men Jordens kredsløb er ikke så stabil, som du tror. Hvert 405 tusinde år strækker vores planets bane sig og bliver 5% mere elliptisk og vender derefter tilbage til en mere jævn bane. Denne cyklus kendt som orbital excentricitet, fører til ændringer i det globale klima, men præcis hvordan det påvirker livet på Jorden var ukendt. Nu tyder nye beviser på, at udsving i Jordens kredsløb kan påvirke den biologiske evolution.
Et team af videnskabsmænd ledet af palæoceanograf Luc Beaufort fra Frankrigs Nationale Center for Videnskabelig Forskning (CNRS) fandt tegn på, at orbital excentricitet favoriserer evolutionære udbrud af nye arter, i det mindste i fotosyntetisk plankton (fytoplankton). Coccolithophores er mikroskopiske, sollys-fodrede alger, der bygger kalkstensplader omkring bløde encellede kroppe. Disse kalkstensskaller, kaldet coccoliths, er ekstremt almindelige i fossiloptegnelsen, og dukkede først op for omkring 215 millioner år siden i Øvre Trias. Disse havdrifter er så mange, at de yder et enormt bidrag til Jordens næringsstofkredsløb, så kræfter, der ændrer deres tilstedeværelse, kan påvirke vores planets systemer.
Også interessant:
- Kan en digital kopi af Jorden redde verden fra klimakatastrofe?
- Forskere lagde ikke mærke til en asteroide, der kom meget tæt på Jorden
Ved hjælp af automatiseret mikroskopi med kunstig intelligens målte Beaufort og hans kolleger 9 millioner kokkolotter over 2,8 millioner års evolution i det Indiske og Stillehav. Ved at bruge veldaterede prøver af oceaniske sedimentære bjergarter var de i stand til det få utrolig detaljeret opløsning - omkring 2 tusind år. Forskerne var i stand til at bruge coccolith-størrelsesintervallerne til at estimere antallet af arter, fordi tidligere genetiske undersøgelser havde bekræftet, at forskellige arter af coccolithophores i familien Noelaerhabdaceae kan skelnes efter cellestørrelse.
De fandt ud af, at den gennemsnitlige længde af coccoliten følger en regulær cyklus, der svarer til den 405-årige cyklus af kredsløbets excentricitet. Den største gennemsnitlige coccolitstørrelse viste sig med en lille tidsforsinkelse efter den maksimale excentricitet. Dette skete, uanset om Jorden var i istid eller mellemistid.
"I det moderne hav er fytoplanktondiversiteten størst i troperne, sandsynligvis på grund af høje temperaturer og stabile forhold, mens sæsonbestemt omsætning af arter er højest på mellembreddegrader på grund af stærk sæsonbetinget temperaturkontrast," forklarer Beaufort og kolleger i deres arbejde
De fandt ud af, at det samme mønster udspillede sig på alle de store tidsskalaer, de undersøgte. Efterhånden som Jordens kredsløb bliver mere elliptisk, bliver årstiderne omkring dens ækvator mere udtalte. Disse forskellige forhold tilskyndede coccolithophores til at diversificere og producere flere arter. Den sidste evolutionære fase, som holdet opdagede, begyndte for omkring 550 år siden - en strålingsbegivenhed, hvor nye arter af Gephyrocapsa dukkede op. Beaufort og hans kolleger bekræftede denne fortolkning ved hjælp af genetiske data fra eksisterende arter. Ved hjælp af data fra begge oceaner var de også i stand til at skelne mellem lokale og globale begivenheder.
Ved at beregne hastigheden af masseakkumulering i sedimentprøver fandt forskerne desuden ud af den potentielle indflydelse af morfologisk forskellige arter på Jordens kulstofkredsløb, som de kan regulere ved hjælp af fotosyntese og produktion af kalkstensskaller (CaCO3).
I lyset af disse resultater og andre understøttende undersøgelser foreslår Beaufort og kolleger, at forsinkelsen mellem orbital excentricitet og klimaændringer kan tyde på, at "coccolithophores kan være drivkraften frem for blot at reagere på ændringer i kulstofkredsløbet."
Med andre ord kan disse mikroorganismer sammen med andet fytoplankton bidrage til Jordens klimaændringer som reaktion på disse orbitale begivenheder. Men der er behov for yderligere arbejde for at bekræfte dette.
Læs også: