ยูคาริโอตอายุ 809 ล้านปีเปลี่ยนแคลเซียมฟอสเฟตเป็นเกราะ
เดนเวอร์ — Life on Earth เข้าสู่เกมเปลือกหอยเร็วกว่าที่เคยคิดไว้ 200 ล้านปี สล็อตแตกง่าย ยูคาริโอตฟอสซิล ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนซึ่งรวมถึงสัตว์และพืช ที่ค้นพบในแคนาดานั้นถูกประดับด้วยแผ่นแร่ชั้นคล้ายเกราะ นักบรรพชีวินวิทยา Phoebe Cohen กล่าวในวันที่ 27 กันยายนในการประชุมประจำปีของสมาคมธรณีวิทยาแห่งอเมริกา เมื่ออายุประมาณ 809 ล้านปี การค้นพบนี้เป็นหลักฐานที่เก่าแก่ที่สุดของสิ่งมีชีวิตที่ควบคุมการก่อตัวของแร่ธาตุ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าไบโอไมเนอรัลไลเซชัน
ต้นกำเนิดใหม่ของการเกิด biomineralization เกิดขึ้นพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญซึ่งเป็นจุดสิ้นสุดของช่วงเวลาที่เรียกว่า “พันล้านที่น่าเบื่อ” ( SN: 11/14/15, p. 18 ) Erik Sperling นักบรรพชีวินวิทยาจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับ การค้นพบ. “มีเรื่องใหญ่เกิดขึ้นกับเคมีของมหาสมุทร” เขากล่าว “มันน่าสนใจที่จะเห็นการตอบสนองทางชีวภาพ”
ยูคาริโอตโบราณเหล่านี้สร้างโครงกระดูกภายนอกโดยใช้กระบวนการที่แตกต่างจากจุลินทรีย์ที่ทำเปลือกหอยในปัจจุบันมากที่สุด โคเฮนผู้ศึกษาระบบนิเวศโบราณที่วิทยาลัยวิลเลียมส์ในวิลเลียมสทาวน์ รัฐแมสซาชูเซตส์ กล่าวว่า เอกลักษณ์ดังกล่าวให้ข้อมูลเชิงลึกว่าความสามารถในการทำแร่พัฒนาขึ้นครั้งแรกอย่างไร
“เราสามารถระบุสภาวะเฉพาะที่เอื้อต่อการวิวัฒนาการของยูคาริโอตตัวแรกเพื่อให้เกิด biomineralize ในประวัติศาสตร์โลก” เธอกล่าว “มันวาดภาพที่สวยงามของนิเวศวิทยา วิวัฒนาการ และสภาพแวดล้อมที่นำไปสู่นวัตกรรมที่น่าทึ่งนี้”
การสวมโครงกระดูกภายนอกของแร่ธาตุช่วยปกป้องจุลินทรีย์จากสัตว์กินเนื้อและก่อให้เกิดขั้นตอนที่สำคัญในวัฏจักรคาร์บอนสมัยใหม่ เปลือกหอยทำให้จุลินทรีย์ในทะเล เช่น แพลงก์ตอนพืชบางชนิดจมเร็วขึ้นหลังจากที่พวกมันตาย โดยเอาคาร์บอนออกจากมหาสมุทรตอนบน หลักฐานที่ชัดเจนก่อนหน้านี้ของการเกิด biomineralization ของยูคาริโอตมีขึ้นเมื่อประมาณ 560 ล้านปีก่อนในสัตว์ที่มีลักษณะคล้ายปะการังยุคแรก
ฟอสซิลแปลก ๆ ที่ค้นพบในช่วงปลายทศวรรษ 1970
และปกคลุมไปด้วยแผ่นแร่ที่มีรูปร่างเหมือนวงกลม สี่เหลี่ยมจัตุรัส และ “ซีเรียลรังผึ้ง” (ตามที่โคเฮนอธิบายไว้) บอกเป็นนัยว่าทักษะนี้พัฒนาขึ้นเร็วกว่ามาก แต่การค้นพบนี้ทำให้เกิดคำถามมากมาย เทคนิคการออกเดททำให้อายุของฟอสซิลอยู่ที่ไหนสักแห่งในช่วง 100 ล้านปี จาก 811 ล้านถึง 717 ล้านปีก่อน และนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถปฏิเสธได้ว่าแร่ธาตุที่คล้ายเกล็ดของฟอสซิลก่อตัวขึ้นหลังจากสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ตาย
โคเฮนและเพื่อนร่วมงานได้ทบทวนฟอสซิลที่น่าสนใจเหล่านี้อีกครั้ง นักวิจัยระบุอายุฟอสซิลที่ 809 ล้านปี ให้หรือใช้เวลาสองสามล้านปีโดยการระบุอายุของหินดินดานที่อุดมด้วยสารอินทรีย์อย่างแม่นยำซึ่งอยู่ต่ำกว่าฟอสซิลในบันทึกไม่กี่เมตร กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนช่วยให้นักวิจัยเห็นว่าแต่ละแผ่นเป็นเส้นใยแร่ที่มีความยาว โคเฮนกล่าวว่าการออกแบบที่ซับซ้อนและเป็นระเบียบนี้ต้องสร้างขึ้นโดยเจตนาโดยสิ่งมีชีวิตที่ควบคุมการก่อตัวของแร่
แผ่นแร่เองก็แปลก จุลินทรีย์สมัยใหม่ส่วนใหญ่สร้างเปลือกจากแคลเซียมคาร์บอเนต แต่เปลือกโบราณนั้นทำจากแคลเซียมฟอสเฟต ซึ่งเป็นผลึกเดียวกับที่ใช้ในเคลือบฟันของมนุษย์ ทุกวันนี้ ฟอสเฟตมีอยู่อย่างจำกัดในสิ่งแวดล้อม และจุลินทรีย์ส่วนใหญ่หลีกเลี่ยงไม่ให้สูญเสียไป
นักวิจัยพบว่านั่นอาจไม่ใช่ปัญหามากนักในลุ่มน้ำทางทะเลที่ยูคาริโอตอาศัยอยู่ การวิเคราะห์หินที่อยู่รอบๆ ฟอสซิลระบุว่าปริมาณออกซิเจนในน้ำที่ยูคาริโอตอาศัยอยู่นั้นไม่สอดคล้องกัน ระดับออกซิเจนที่ผันผวนดึงฟอสเฟตจากตะกอนที่อยู่ข้างใต้ลงไปในน้ำ ซึ่งมันสามารถใช้ทำแร่ได้ เงื่อนไขที่เอื้ออำนวยเหล่านี้บวกกับความจำเป็นในการปกป้องจากการปล้นสะดม ( SN: 28/11/15, หน้า 13 ) น่าจะเป็นตัวขับเคลื่อนวิวัฒนาการครั้งแรกของการสร้างแร่ธาตุทางชีวภาพ โคเฮนกล่าว ในที่สุดสภาพแวดล้อมก็เปลี่ยนไปและสายพันธุ์ที่ทำเปลือกหอยเหล่านี้ก็ตายไป
เนื่องจากเทคโนโลยีการสแกนและซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์มีความซับซ้อนมากขึ้น การสร้างใหม่สามมิติจึงน่าจะได้รับความนิยมในหมู่นักบรรพชีวินวิทยา บางคนกำลังคัดลอกฟอสซิลโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อให้พวกเขาสามารถสัมผัสตัวอย่างที่พวกเขาเคยฝันถึงการจัดการเท่านั้น เราะห์มานกล่าวว่าแอปพลิเคชั่นที่เขาเห็นนั้นน่าทึ่ง
ชุดข้อมูลที่รวมกันใหม่นี้ช่วยให้นักวิจัยตรวจสอบสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงและการสูญพันธุ์ของประชากรสัตว์ขนาดใหญ่ 31 ตัว ซึ่งรวมถึง 13 อย่างที่รวบรวมจาก DNA โบราณ ทีมพบว่าการตายนั้นสอดคล้องอย่างใกล้ชิดกับตอนของภาวะโลกร้อนอย่างกะทันหัน โดยไม่พบความเกี่ยวข้องใดๆ กับช่วงเวลาที่หนาวเย็นโดยเฉพาะ ผู้เขียนร่วม Konrad Hughen นักบรรพชีวินวิทยาจากสถาบัน Woods Hole Oceanographic Institution ในรัฐแมสซาชูเซตส์กล่าวว่าความฉับพลันของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจถึงตายมากกว่าการที่อากาศอุ่นหรือเย็นลง
“เมื่อโลกร้อน คุณจะสูญเสียเสื้อโค้ทและสูญเสียไขมันบางส่วน และตอนนี้คุณก็ปรับตัวได้แล้ว” เขากล่าว “แต่คุณทำไม่ได้ถ้าสภาพอากาศเปลี่ยนแปลงเร็วเกินไป” หากไม่ปรับตัวให้เข้ากับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างรวดเร็ว สัตว์เหล่านี้มีความเสี่ยงต่อกิจกรรมของมนุษย์ เช่น การล่าสัตว์ ฮิวเกนกล่าว และสูญพันธุ์ไปในที่สุด สล็อตแตกง่าย
