Główną zagadkę w historii kręgowców — dlaczego rodowody ryb wydają się nagle pojawiać w zapisie kopalnym długo po ich powstaniu — powiązano z masowym wymieraniem w późnym ordowiku (LOM), kataklizmem, który miał miejsce około 445–443 milionów lat temu. Nowa analiza pokazuje, że wymieranie nie było tylko okresem strat, ale zasadniczą restrukturyzacją wczesnych ekosystemów morskich, która utorowała drogę do rozkwitu ryb szczękowych i bezszczękowych.
Tajemnica zaginionych skamieniałości
Przez dziesięciolecia paleontolodzy zauważali dziwną lukę: linie rodowe kręgowców wydają się pojawiać stosunkowo nagle w środkowym paleozoiku, mimo że ich początki sięgają okresu kambru. Typowe wyjaśnienia obejmują niekompletne zapisy kopalne lub „rodowód duchów” (gatunki, które istniały, ale nie pozostawiły śladów). Jednakże badania prowadzone przez Wahei Hagiwarę i Lauren Sallan z Instytutu Nauki i Technologii na Okinawie sugerują bardziej radykalny powód: POMV w rzeczywistości resetuje pole ewolucji kręgowców.
Jak wymieranie zmieniło życie morskie
Wymieranie późnego ordowiku było wydarzeniem dwuetapowym charakteryzującym się szybkimi zmianami klimatycznymi, wahaniami składu chemicznego oceanów, zlodowaceniami i zmianami poziomu morza. Warunki te spustoszyły życie morskie, powodując rozległe straty wśród wczesnych kręgowców szczękowych (gnathostomów) i prymitywnych ryb bezszczękowych, takich jak konodonty. To zniszczenie spowodowało długi okres niskiej różnorodności biologicznej, zwany „przepaścią Talimaa”, który trwał miliony lat.
Kluczowym wnioskiem jest to, że gatunki, które przeżyły, nie po prostu odrodziły się równomiernie na całym świecie. Zamiast tego podzielili się na izolowane „raje” – obszary, w których warunki pozwalały im przetrwać. Ta zlokalizowana ewolucja doprowadziła do powstania unikalnych linii rodowych, które ostatecznie ponownie zaludniły oceany.
Kwitnące szczęki w izolacji
Pierwsze ostateczne dowody istnienia kręgowców szczękowych pojawiają się w południowych Chinach, jednym z tych kluczowych ostoi. Te wczesne rekiny i ich krewni przez miliony lat pozostawały ograniczone geograficznie, ewoluując w izolacji, zanim rozprzestrzeniły się na inne ekosystemy. Ten wzorzec odzwierciedla odrodzenie po innych masowych wymieraniach, takich jak wymieranie pod koniec dewonu, podczas którego odbudowa różnorodności biologicznej zajmuje dziesięciolecia.
Badania potwierdzają, że okres powymierający nie polegał na szybkiej ekspansji, ale na stopniowej dywersyfikacji w izolowanych kieszeniach. To wyjaśnia, dlaczego współczesne życie morskie wywodzi swoje korzenie od tych, którzy przeżyli, a nie od wcześniejszych, obecnie wymarłych grup, takich jak konodonty.
„Integrując lokalizację, morfologię, ekologię i różnorodność biologiczną, możemy wreszcie zobaczyć, jak wczesne ekosystemy kręgowców odbudowały się po poważnych wstrząsach środowiskowych” – mówi profesor Sallan.
Naukowcy zgromadzili nową, obszerną bazę danych dotyczącą skamieniałości kręgowców paleozoicznych, aby zrekonstruować te starożytne ekosystemy i określić ilościowo dramatyczny wzrost różnorodności gnathostomów po drugiej wojnie światowej. Dowody wskazują, że wymieranie nie było tylko porażką dla wczesnych ryb – ale stało się katalizatorem innowacji ewolucyjnych, które je zdefiniowały.
Podsumowując, masowe wymieranie w późnym ordowiku nie tylko zniszczyło życie; zmienił swoją trajektorię, tworząc warunki dla pojawienia się kręgowców szczękowych i ostatecznie wpływając na przebieg ewolucji ryb. Badania te zapewniają nowe ramy dla zrozumienia, w jaki sposób główne wydarzenia ewolucyjne mogą być napędzane nie tylko przetrwaniem, ale także wyjątkową presją restrukturyzacji ekologicznej.
