Eftersom vår levande ark kretsar runt solen är dess nuvarande slinga ganska cirkelformad. Men jordens bana är inte så stabil som du tror. Vart 405 tusen år sträcker sig vår planets omloppsbana och blir 5% mer elliptisk och återgår sedan till en jämnare bana. Denna cykel känd som orbital excentricitet, leder till förändringar i det globala klimatet, men exakt hur det påverkar livet på jorden var okänt. Nu tyder nya bevis på att fluktuationer i jordens omloppsbana kan påverka den biologiska evolutionen.
Ett team av vetenskapsmän ledda av paleoceanografen Luc Beaufort från Frankrikes National Centre for Scientific Research (CNRS) hittade tecken på att orbital excentricitet gynnar evolutionära utbrott av nya arter, åtminstone i fotosyntetisk plankton (fytoplankton). Coccolithophores är mikroskopiska, solljusmatade alger som bygger kalkstensplattor runt mjuka encelliga kroppar. Dessa kalkstensskal, kallade coccoliter, är extremt vanliga i fossilregistret och uppträdde först för cirka 215 miljoner år sedan i övre trias. Dessa havsdrivare är så rikliga att de ger ett enormt bidrag till jordens näringscykel, så krafter som förändrar deras närvaro kan påverka vår planets system.
Också intressant:
- Kan en digital kopia av jorden rädda världen från klimatkatastrof?
- Forskare märkte inte en asteroid som kom väldigt nära jorden
Med hjälp av automatiserad mikroskopi med artificiell intelligens mätte Beaufort och hans kollegor 9 miljoner kokoliter under 2,8 miljoner år av evolution i Indiska och Stilla havet. Med hjälp av väl daterade prover av oceaniska sedimentära bergarter kunde de skaffa sig otroligt detaljerad upplösning - cirka 2 tusen år. Forskarna kunde använda coccolitstorlekarna för att uppskatta antalet arter eftersom tidigare genetiska studier hade bekräftat att olika arter av coccolithophores i familjen Noelaerhabdaceae kan särskiljas efter cellstorlek.
De fann att den genomsnittliga längden på coccoliten följer en regelbunden cykel som motsvarar den 405 000-åriga cykeln för omloppsbanans excentricitet. Den största genomsnittliga coccolitstorleken dök upp med en liten tidsfördröjning efter maximal excentricitet. Detta hände oavsett om jorden var i ett glacialt eller interglacialt tillstånd.
"I det moderna havet är mångfalden av växtplankton störst i tropikerna, sannolikt på grund av höga temperaturer och stabila förhållanden, medan säsongsbetonad omsättning av arter är högst på medelbreddgrader på grund av stark säsongsbetonad temperaturkontrast", förklarar Beaufort och kollegor i sitt arbete
De fann att samma mönster spelade ut på alla de stora tidsskalor de undersökte. När jordens bana blir mer elliptisk blir årstiderna runt dess ekvator mer uttalade. Dessa olika förhållanden uppmuntrade coccolithophores att diversifiera och producera fler arter. Den sista evolutionära fasen som teamet upptäckte började för cirka 550 XNUMX år sedan - en strålningshändelse under vilken nya arter av Gephyrocapsa dök upp. Beaufort och hans kollegor bekräftade denna tolkning med hjälp av genetiska data från existerande arter. Med hjälp av data från båda haven kunde de också skilja mellan lokala och globala händelser.
Dessutom, genom att beräkna hastigheten för massackumulering i sedimentprover, upptäckte forskarna den potentiella påverkan av morfologiskt olika arter på jordens kolcykel, som de kan reglera med hjälp av fotosyntes och produktion av kalkstensskal (CaCO3).
I ljuset av dessa fynd och andra stödjande studier, föreslår Beaufort och kollegor att eftersläpningen mellan orbital excentricitet och klimatförändringar kan tyda på att "kokolitoforer kan driva snarare än att bara reagera på förändringar i kolcykeln."
Med andra ord kan dessa mikroorganismer, tillsammans med andra växtplankton, bidra till jordens klimatförändringar som svar på dessa orbitala händelser. Men ytterligare arbete krävs för att bekräfta detta.
Läs också: