Fosile din China mută cu milioane de ani apariția animalelor complexe: o fereastră asupra tranziției Ediacaran-Cambrian

Sursa foto: Apnews

O descoperire paleontologică majoră din sud-vestul Chinei oferă oamenilor de știință prima imagine clară a momentului în care viața animală a făcut tranziția de la forme simple, bidimensionale, la organisme complexe, tridimensionale care au dominat ecosistemele și au deschis calea pentru apariția formelor de viață familiare astăzi. Mai mult de 700 de fosile recuperate din provincia Yunnan, datate la aproximativ 539 de milioane de ani, arată că multe grupuri de animale au evoluat cu milioane de ani înainte de momentul pe care îl consideram până acum punctul de plecare al vieții animale complexe.

Descoperirea și locul ei

Echipe de cercetători de la Universitatea Oxford și Universitatea Yunnan au excavat și analizat o succesiune de straturi fosilifere expuse de-a lungul unei șosele, la scurtă distanță de situl natural de patrimoniu mondial al UNESCO de la Chengjiang. Locul, deși aparent neimpresionant la prima vedere, conține straturi diferite „în care poți merge practic prin timp geologic”, după cum a explicat Frankie Dunn, paleontolog la Muzeul de Istorie Naturală al Universității Oxford și coautor al studiului publicat în revista Science. Pe o porțiune din această expunere stratigrafică științificii au găsit un adevărat instantaneu al momentului în care forțele evolutive și ecologice au concurat pentru a remodela biosfera planetei.

Ce arată fosilele: trecerea la viața tridimensională

Până acum, multe dintre organismele asociate cu sfârșitul perioadei Ediacaran erau considerate ființe cu mod de viață bidimensional, care se răspândeau pe fundul mării fără a se deplasa vertical în coloana de apă. Descoperirea din Yunnan demonstrează însă că printre aceste forme stranii se află și rămășițe ale unor animale capabile de mișcare tridimensională, de deplasare verticală și de hrănire activă în mediul acvatic. Această modalitate de viață — traversarea coloanei de apă și consumul de alți organisme — era până acum asociată cu perioada Cambriană, iar fosilele chineze sugerează că astfel de inovații au apărut cu cel puțin patru milioane de ani mai devreme decât se credea.

O trăsătură cheie observată în noile specimene este simetria bilaterală: corpuri care prezintă similaritate între partea stângă și cea dreaptă, precum și diferențierea unor regiuni corporale care vor evolua în cap și anus la majoritatea animalelor moderne. Ross Anderson, coleg la Muzeul de Istorie Naturală din Oxford și coautor al studiului, a subliniat că, deși până acum oamenii de știință detectaseră urmele unei astfel de simetrii în traseele fosile, abia acum dispunem de exemplare care arată concret cine a produs aceste urmă.

Implicații pentru cronologia evolutivă

Găsirea acestor fosile în sedimente atribuite finalului Ediacaranului reduce decalajul temporar față de ceea ce genomica sugerase anterior: analizele genetice indicau deja că divergența timpurie a multor încrengături animale — inclusiv strămoși comuni cu nevertebratele moderne — ar fi putut avea loc în Ediacaran. Absența fosilelor corespunzătoare până acum alimentase dezbaterea dintre dovezile geologice și cele moleculare, fenomen rezumat în termeni simpli de cercetători ca disputa „roci versus ceasuri” (rocks versus clocks). Frankie Dunn a comentat că datele de la noul sit „arată că, de fapt, rociile și ceasurile ar putea fi într-o înțelegere mai apropiată decât credeam”.

Astfel, noile descoperiri sprijină ideea că ceea ce a fost numit explozia cambriană — un episod geologic în care organismele complexe au apărut rapid în evidența fosilă — ar fi fost precedat de o perioadă de transformări subtile și de acumulare a inovațiilor evolutive în Ediacaran. Așadar, începutul vieții animale complexe nu ar fi fost un eveniment izolat, ci rezultatul unor schimbări care au debutat deja înainte de intervalul clasic atribuit exploziei cambriane.

Material biologic și ecologie: ce a schimbat totul

Conform observațiilor autorilor, tranziția spre animale tridimensionale a avut consecințe ecologice majore: organismele au început să se hrănească unele pe altele, să amestece sedimentele și să modifice procesele biogeochimice ale oceanelor. Duncan Murdock, curator la muzeul Oxford și autor al unor părți din lucrare, a explicat că odată ce animalele au început să se deplaseze, să proceseze sedimentele și să consume alte organisme, au schimbat planeta într-un mod ireversibil. Planetă pe care trăim astăzi este, în opinia sa, construită pe fundațiile stabilite în perioadele Ediacaran și Cambrian.

O altă explicație vehiculată de specialiști pentru apariția bruscă aparentă a formelor complexe este legată de condițiile de mediu: viața pe Pământ a început acum aproximativ 3 miliarde de ani, dar au trecut alte 2,4 miliarde de ani până când au apărut animalele complexe. Un factor limitator important a fost acumularea oxigenului în oceane la niveluri suficiente pentru susținerea unor metabolismelor mai active și a dezvoltării unor structuri corporale mai complexe. Charles Marshall, paleontolog la Universitatea din California, Berkeley, a remarcat că „explozia cambriană a părut bruscă datorită sistemului de dezvoltare deja bogat care era la dispoziție”.

Reacții ale comunității științifice

Majoritatea specialiștilor consultați au apreciat importanța descoperirii, considerând-o un pas deosebit de important pentru completarea imaginii evolutive. Emily Mitchell, paleontolog la Universitatea Cambridge, care nu a participat la studiu, a declarat că lucrările actuale „au mult sens” deoarece perioada Ediacaran conține animale și trebuie să fi existat o etapă tranzitorie între aceste organisme și fauna cambriană, dar până acum nu exista o dovadă clară a acestei tranziții.

Există însă și opinii mai prudente: unii cercetători, precum Jonathan Antcliffe de la Universitatea din Lausanne, și-au exprimat rezerve privind cantitatea de dovezi necesare pentru a eticheta în mod ferm anumite specimene drept animale complexe. Chiar și așa, majoritatea experților contactați de publicațiile internaționale au considerat că interpretarea oferită de echipa care a publicat în Science este convingătoare.

Întrebări deschise și noi direcții de cercetare

Descoperirea nu doar că răspunde unor întrebări, ci și deschide altele: de ce și cum s-a produs această tranziție la scală globală? Care au fost feedback-urile dintre procesele geologice și cele biologice care au facilitat apariția animalelor tridimensionale? Frankie Dunn a subliniat interesul pentru înțelegerea nu doar a momentului în care s-a întâmplat transformarea, ci și a mecanismelor care au condus la ea: dacă există retroacțiuni între pământ și viață sau între diferitele forme de viață care au făcut inevitabilă mișcarea către un episod similar exploziei cambriane.

Oamenii de știință vor continua să studieze aceste depuneri din Yunnan pentru a identifica mai multe specii, a determina modul lor de viață și impactul lor asupra mediului. Fiecare nou specimen poate oferi detalii despre anatomie, modul de hrănire și modurile de interacțiune ecologică care au dominat această perioadă de tranziție.

Contextul mai larg al cercetării

Studiul publicat în Science se înscrie într-un efort științific mai amplu de reconciliere a informațiilor provenite din paleontologie cu cele obținute prin analize moleculare. Pe măsură ce situri fosilifere noi sunt investigate și tehnicile de datare și analiză devin tot mai precise, imaginea evoluției animalelor devine din ce în ce mai detaliată și mai nuanțată.

Această descoperire ilustrează modul în care o concentrație excepțională de fosile, plasată într-un context stratigrafic bine înțeles, poate schimba perspective care păreau bine stabilite. Ea arată, de asemenea, cât de importantă este colaborarea internațională între paleontologi și geologi pentru a reconstrui povestea vieții pe Pământ.

Articolul principal care prezintă aceste rezultate a fost semnat de Seth Borenstein, cu contribuții de la jurnalista Associated Press Siobhan Starrs din Londra, și a sintetizat interpretările autorilor studiului și reacțiile comunității științifice la noile dovezi.

Mai multe detalii despre această cercetare și implicațiile sale pot fi găsite în materialul publicat de AP News, care prezintă constatările și comentariile cercetătorilor implicați.