Aangezien onze levende ark rond de zon draait, is de huidige lus vrij cirkelvormig. Maar de baan van de aarde is niet zo stabiel als je denkt. Elke 405 duizend jaar strekt de baan van onze planeet zich uit en wordt 5% elliptischer, en keert dan terug naar een gelijkmatiger traject. Deze cyclus bekend als orbitale excentriciteit, leidt tot veranderingen in het wereldklimaat, maar hoe dit het leven op aarde precies beïnvloedt, was onbekend. Nu suggereert nieuw bewijs dat fluctuaties in de baan van de aarde de biologische evolutie kunnen beïnvloeden.
Een team van wetenschappers onder leiding van paleoceanograaf Luc Beaufort van het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek (CNRS) vond tekenen dat orbitale excentriciteit evolutionaire uitbarstingen van nieuwe soorten bevordert, althans in fotosynthetisch plankton (fytoplankton). Coccolithoforen zijn microscopische, door zonlicht gevoede algen die kalksteenplaten bouwen rond zachte eencellige lichamen. Deze kalkstenen schelpen, coccolieten genaamd, komen zeer veel voor in het fossielenarchief en verschenen voor het eerst ongeveer 215 miljoen jaar geleden in het Boven-Trias. Deze oceanische zwervers zijn zo talrijk dat ze een enorme bijdrage leveren aan de voedingscyclus van de aarde, dus krachten die hun aanwezigheid veranderen, kunnen de systemen van onze planeet beïnvloeden.
Ook interessant:
- Kan een digitale kopie van de aarde de wereld redden van een klimaatcatastrofe?
- Wetenschappers hebben geen asteroïde opgemerkt die heel dicht bij de aarde kwam
Met behulp van geautomatiseerde microscopie met kunstmatige intelligentie hebben Beaufort en zijn collega's 9 miljoen coccolieten gemeten gedurende 2,8 miljoen jaar evolutie in de Indische en Stille Oceaan. Met behulp van goed gedateerde monsters van oceanische afzettingsgesteenten konden ze dat krijgen ongelooflijk gedetailleerde resolutie - ongeveer 2 jaar. De onderzoekers waren in staat om de coccolietgroottebereiken te gebruiken om het aantal soorten te schatten, omdat eerdere genetische studies hadden bevestigd dat verschillende soorten coccolithoforen in de familie Noelaerhabdaceae kunnen worden onderscheiden door celgrootte.
Ze ontdekten dat de gemiddelde lengte van de coccoliet een regelmatige cyclus volgt die overeenkomt met de 405-jarige cyclus van de excentriciteit van de baan. De grootste gemiddelde coccolietgrootte verscheen met een kleine vertraging na de maximale excentriciteit. Dit gebeurde ongeacht of de aarde zich in een glaciale of interglaciale toestand bevond.
"In de moderne oceaan is de diversiteit van fytoplankton het grootst in de tropen, waarschijnlijk als gevolg van hoge temperaturen en stabiele omstandigheden, terwijl de seizoensgebonden omzet van soorten het hoogst is op de middelste breedtegraden vanwege het sterke seizoensgebonden temperatuurcontrast", leggen Beaufort en collega's uit in hun werk
Ze ontdekten dat hetzelfde patroon zich afspeelde op alle grote tijdschalen die ze onderzochten. Naarmate de baan van de aarde elliptischer wordt, worden de seizoenen rond de evenaar meer uitgesproken. Deze diverse omstandigheden moedigden coccolithoforen aan om te diversifiëren en meer soorten te produceren. De laatste evolutionaire fase die het team ontdekte, begon ongeveer 550 jaar geleden - een stralingsgebeurtenis waarbij nieuwe soorten Gephyrocapsa verschenen. Beaufort en zijn collega's bevestigden deze interpretatie met behulp van genetische gegevens van bestaande soorten. Met behulp van gegevens van beide oceanen konden ze ook onderscheid maken tussen lokale en mondiale gebeurtenissen.
Door de snelheid van massaaccumulatie in sedimentmonsters te berekenen, ontdekten de onderzoekers bovendien de potentiële invloed van morfologisch verschillende soorten op de koolstofcyclus van de aarde, die ze kunnen reguleren met behulp van fotosynthese en de productie van kalksteen (CaCO3) schelpen.
In het licht van deze bevindingen en andere ondersteunende studies, suggereren Beaufort en collega's dat de vertraging tussen orbitale excentriciteit en klimaatverandering kan suggereren dat "coccolithoforen mogelijk aansturen in plaats van simpelweg reageren op veranderingen in de koolstofcyclus."
Met andere woorden, deze micro-organismen kunnen, samen met ander fytoplankton, bijdragen aan de klimaatverandering op aarde als reactie op deze orbitale gebeurtenissen. Maar er is meer werk nodig om dit te bevestigen.
Lees ook: