Około 445 milionów lat temu na Ziemi zaszły dramatyczne zmiany, a masowe wymieranie radykalnie zmieniło życie morskie. Masowe wymieranie w późnym ordowiku (LOMA) unicestwiło około 85% gatunków oceanicznych w wyniku rozszerzania się lodowców i dramatycznych zmian klimatycznych. Jednak ten kataklizm był nie tylko niszczycielski: stworzył możliwości dla jednego rzędu wzniesienia się na szczyt drabiny ewolucyjnej: kręgowców szczękowych. Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie Science Advances potwierdza, że wymieranie to bezpośrednio przyspieszyło dominację ryb szczękowych, wyznaczając trajektorię ewolucyjną wszystkich kręgowców, w tym ludzi.
Świat ordowiku przed katastrofą
Przed I wojną światową planetę zdominował superkontynent Gondwana, otoczony ciepłymi, płytkimi morzami. Nie było polarnych czap lodowych, a w oceanach kwitło życie. Stworzenia takie jak kondonty wielkookie, maleńkie trylobity, a nawet skorpiony wielkości człowieka, z powodzeniem przystosowały się do swojego środowiska. Wśród nich byli przodkowie gnathostomów – kręgowców szczękowych. Ale ten świat miał się wkrótce zmienić.
Faza wymierania dwufalowego
Wymieranie przebiegało w dwóch etapach. Początkowo klimat szybko zmienił się z ciepłego w lodowaty, gdy Gondwana zamarzła, eliminując siedliska w płytkich wodach. Następnie, miliony lat później, lód stopił się, a gatunki, które przeżyły, utonęły w ciepłych, pozbawionych tlenu wodach. Większość kręgowców wycofała się do odizolowanych ostoi – ośrodków różnorodności biologicznej chronionych przez głębokie oceany. To właśnie w tych strefach zdecydowaną przewagę uzyskały kręgowce szczękowe.
Szczęki do podnoszenia: baza danych o przetrwaniu
Naukowcy zebrali wieloletnie dane paleontologiczne, aby zrekonstruować ekosystemy z tego okresu. Analiza wykazała wyraźny związek między masowym wymieraniem a późniejszym wzrostem różnorodności kręgowców szczękowych. Ci, którzy przeżyli, byli skupieni w stabilnych ostojach, takich jak współczesne południowe Chiny, gdzie pojawiły się pierwsze skamieliny przypominające rekiny. Przez miliony lat ewoluowały, aby kolonizować inne ekosystemy.
Szansa na wakat środowiskowy
Badanie sugeruje, że szczęki nie ewoluowały, aby wypełnić nową niszę; raczej kręgowce szczękowe wypełniały nisze pozostawione przez wymarłe bezszczęki i stawonogi. Znajdując się na ograniczonych obszarach z dużą ilością dostępnej przestrzeni, szybko dywersyfikowali swoją działalność. Przypomina to ewolucję zięb Darwina na Wyspach Galapagos, które przystosowały swoje dzioby do korzystania z nowych źródeł pożywienia.
Cykl resetowania różnorodności
POMV nie wymazał wszystkiego, co było czyste; resetuje strukturę ekologiczną. Wczesne kręgowce przejęły role zajmowane wcześniej przez kondonty i trylobity, odbudowując ekosystemy z nowymi graczami. Ten „cykl resetowania różnorodności” powtarza się po innych masowych wymieraniach, gdzie ewolucja zmierza w kierunku podobnych konstrukcji. Badanie potwierdza, że dominacja kręgowców szczękowych nie była tylko dziełem przypadku – była bezpośrednim skutkiem POMV.
Ostatecznie badania te rzucają światło na to, dlaczego wyewoluowały szczęki, dlaczego kręgowce szczękowe odniosły sukces i dlaczego współczesne życie morskie można prześledzić od tych, którzy przeżyli. Odkrywając te długoterminowe wzorce, biologia ewolucyjna zyskuje lepszy wgląd w definiujące siły, które ukształtowały życie na Ziemi.
