החוקרים בדקו את הקשר בין ערבוב המשקעים שנגרם, בחלקו, על-ידי תולעים חופרות עם מינרל בשם פיריט, המשחק תפקיד מרכזי בצבירת חמצן. ככל שנוצר יותר פיריט ונקבר תחת הבוץ, החול או החולית, כך רמות החמצן עולות
אחת מהתקופות המשמעותיות ביותר במגוון הביולוגי של כדור הארץ – תקופה של 30 מיליון שנה של שינויים אבולוציוניים מהירים שהולידו אינספור מינים חדשים –התרחשה כנראה בזכות היצור הצנוע ביותר: התולעים.
חפירות של תולעים פרהיסטוריות ובעלי חוליות אחרים לאורך קרקעיות האוקיינוסים עוררו שרשרת אירועים ששחררה חמצן לאוקיינוס ולאטמוספירה ועזרה להניע את מה שמכונה אירוע הבידורסיפיקציה הגדול של תקופת האורדוביק, לפני כ-480 מיליון שנה, על-פי ממצאים חדשים של חוקרים מאוניברסיטת ג’ונס הופקינס שפורסמו בכתב העת Geochimica et Cosmochimica Acta.
“זה באמת מדהים לחשוב כיצד בעלי חיים כה קטנים, שאפילו לא קיימים היום, יכלו לשנות את מהלך ההיסטוריה האבולוציונית בצורה כה משמעותית,” אמרה המחברת הבכירה מאיה גומז, פרופסור עוזרת במחלקה למדעי כדור הארץ והפלנטות. “עם עבודה זו, נוכל לבחון את הכימיה של האוקיינוסים הקדומים ולפרש מחדש חלקים מהרשומה הגיאולוגית.”
כדי להבין טוב יותר כיצד שינויים ברמות החמצן השפיעו על אירועים אבולוציוניים בקנה מידה גדול, גומז וצוות המחקר שלה עדכנו מודלים המפרטים את התזמון והקצב של עליית החמצן לאורך מאות מיליוני שנים.
הם בדקו את הקשר בין ערבוב המשקעים שנגרם, בחלקו, על-ידי תולעים חופרות עם מינרל בשם פיריט, המשחק תפקיד מרכזי בצבירת חמצן. ככל שנוצר יותר פיריט ונקבר תחת הבוץ, החול או החולית, כך רמות החמצן עולות.
החוקרים מדדו פיריט מתשעה אתרים לאורך חוף מפרץ צ’סאפק במרילנד, המהווה כלי עזר לקביעת תנאי האוקיינוס הקדומים. אתרים עם אפילו כמה סנטימטרים של ערבוב משקעים הכילו הרבה יותר פיריט מאשר אלה ללא ערבוב ואלה עם ערבוב עמוק.
“הממצאים מאתגרים הנחות קודמות שהקשר בין פיריט לערבוב משקעים נשאר זהה בכל בתי הגידול ובמהלך הזמן”, אמרה גומז.
ההנחה המקובלת הייתה שכאשר בעלי חיים מערבלים את המשקעים על-ידי חפירה בקרקעית האוקיינוס, פיריט שהיה נחשף לחמצן במים – היה מיד נהרס, תהליך שלבסוף היה מונע מחמצן להצטבר באטמוספירה ובאוקיינוס. משקעים מעורבים נתפסו כהוכחה לכך שרמות החמצן נותרו יציבות.
הנתונים החדשים מציעים שכמות קטנה של ערבוב משקעים במים עם רמות חמצן נמוכות מאוד הייתה חושפת פיריט קבור, גופרית ופחמן אורגני לכמות מספקת של חמצן כדי להניע את היווצרות הפיריט.
התנאים צריכים להיות בדיוק נכונים. צריך להיות מעט ערבוב כדי להביא את החמצן לתוך המשקעים, אבל לא כל כך הרבה שהחמצן הורס את כל הפיריט ואין הצטברות נטו,” אמר קאלב הנצסו, דוקטורנט באוניברסיטת ג’ונס הופקינס והמחבר הראשי של המאמר.
כאשר החוקרים יישמו את הקשר החדש הזה בין פיריט לעומק ערבוב המשקעים במודלים קיימים, הם מצאו שרמות החמצן נותרו יחסית נמוכות ויציבות במשך מיליוני שנים ואז עלו בתקופה הפלאוזואית, עם עלייה תלולה בתקופת האורדוביק.
החמצן הנוסף ככל הנראה תרם לאירוע הבידורסיפיקציה הגדול במהלך האורדוביק, כאשר מינים חדשים התפתחו במהירות, אמרו החוקרים.
“תמיד הייתה השאלה כיצד רמות החמצן קשורות לרגעים בהיסטוריה שבהם הכוחות האבולוציוניים מתחזקים עד שנראה גיוון גדול יותר של חיים על-פני כדור הארץ,” אמרה גומז. “התקופה הקמברית גם היא עברה אירוע ספריציה המונית, אבל המודלים החדשים מאפשרים לנו לשלול את החמצן ולהתמקד בדברים אחרים שעשויים להניע את האבולוציה באותו זמן.”
