الثبات ـ منوعات

منذ الانفجار الكامبري قبل 538.8 مليون سنة، الوقت الذي تم فيه إنشاء العديد من شُعب الحيوانات المألوفة، أدت 5 أحداث انقراض جماعي كبيرة إلى تقليص التنوع البيولوجي لجميع الكائنات.

في العام الماضي، نشر باحثون من الولايات المتحدة دليلا على حدوث واحدة في وقت سابق، منذ حوالي 550 مليون سنة خلال فترة تعرف باسم Ediacaran.

وعلى الرغم من أن المحيطات كانت تعج ببعض الحيوانات المألوفة مثل الإسفنج وقناديل البحر، فإن معظم الحياة خلال هذه الفترة المبكرة من التاريخ البيولوجي تبدو غريبة بالنسبة لنا الآن. وكان العديد من الحيوانات رخو البدن. 

وجمع سكوت إيفانز، عالم الأحياء القديمة بجامعة "فرجينيا تك" وزملاؤه بيانات عن الحفريات النادرة لأنواع الحيوانات الأسفنجية من جميع أنحاء العالم والتي تعود إلى العصر Ediacaran. فوجدوا أن التحولات المفاجئة في التنوع البيولوجي التي تم اكتشافها سابقا لم تكن مجرد عينات تحيز.

نظرا لأن أجزاء الجسم اللينة عادة ما لا تتحلل بسهولة مثل أجزاء التشريح الأكثر صلابة والأكثر تمعدنا، فقد اشتبه الباحثون في أن الغياب النسبي للحيوانات الرخوة الجسم في المراحل المتأخرة من Ediacaran هو ببساطة نتيجة فشل في الحفاظ عليها. لكن سجل الحفريات العالمي يشير إلى خلاف ذلك.

فقد وجد الفريق أن هناك زيادة إجمالية في التنوع البيولوجي بين المراحل المبكرة والمتوسطة من Ediacaran، والمعروفة باسم Avalon (575 إلى 560 مليون سنة) ومراحل البحر الأبيض (560 إلى 550 مليون سنة مضت).

وكتب الفريق في ورقتهم: "وجدنا اختلافات كبيرة في نمط التغذية وعادات الحياة والطبقة البيئية والحد الأقصى لحجم الجسم بين تجمعات أفالون والبحر الأبيض".

وبين هاتين الفترتين الزمنيتين، ظهر عدد أكبر من الحيوانات المتنقلة الأصغر التي تتغذى على الحصائر الميكروبية التي سادت قاع البحر. وفي السابق، كانت العديد من الحيوانات عالقة في مكان مغذيات الترشيح.

ولم تتغير أوضاع التغذية بهذه الطريقة بين البحر الأبيض والمرحلة الأخيرة المعروفة باسم Nama (550 إلى 539 مليون سنة مضت). بدلا من ذلك، يبدو أن 80% من الأنواع المذهلة تختفي بين هاتين المرحلتين من عصر Ediacaran.

وأشارت الأبحاث السابقة إلى أن هذا الانخفاض قد يكون نتيجة الحيوانات المتنقلة التي حفرت أو تركت حفريات أثرية، والتي غيرت البيئة بشكل عميق واستبدلت ببطء مغذيات الفلتر اللاطئة. وتشير هذه الأدلة الحديثة إلى أن الأمر لم يكن كذلك.

وتعرضت جميع أنواع أنماط التغذية وعادات الحياة لخسائر مماثلة، حيث لا يزال هناك 14 جنسا فقط في Nama من بين 70 مجموعة معروفة من مرحلة البحر الأبيض السابقة. وإذا تم الاستيلاء على المزيد من الأنواع المتطورة حديثا، لكان هناك أيضا تداخل زمني بين الأنواع الجديدة والقديمة. وجادل الفريق بأن هذا لم يتم ملاحظته، واستبعد الاستبدال الحيوي.

وكتب إيفانز وزملاؤه: "إن الانخفاض في التنوع بين هذه التجمعات يدل على حدوث انقراض، حيث أن النسبة المئوية للأجناس المفقودة يمكن مقارنتها بتلك التي عانت منها اللافقاريات البحرية خلال الانقراض الجماعي. والعديد من حيوانات البحر الأبيض التي نجت من الانقراض وبقيت في فترة Nama كانت كائنات كبيرة مع مساحة سطح عالية إلى نسبة الحجم. وقد تكون هذه علامة على أن هذه الحيوانات كانت تتكيف للتعامل مع انخفاض الأكسجين المحيطي.

وأوضح الفريق أنه "من خلال تعظيم النسب النسبية للخلايا على اتصال مباشر بمياه البحر، كان من الممكن تكييف تصنيفات مساحة السطح العالية بشكل أفضل نسبيا للبقاء في البيئات منخفضة الأكسجين".

وهناك أيضا أدلة جيوكيميائية حديثة تدعم هذه الفكرة، حيث وجدت دراسة أجريت عام 2018 علامات نقص الأكسجين في المحيطات الواسعة النطاق التي غطت أكثر من 20% من قاع البحر في نهاية Ediacaran.

وخلص الفريق إلى أن "بياناتنا تدعم ارتباطا بين معدل دوران الكائنات الحية في Ediacaran والتغير البيئي، على غرار الانقراضات الجماعية الرئيسية الأخرى في السجل الجيولوجي".

نشر البحث في PNAS.