Om du kunde dyka ner till havsbotten för nästan 540 miljoner år sedan precis förbi den punkt där vågorna börjar brytas, du skulle hitta en explosion av liv – mängder av maskliknande djur och andra havsdjur som tunnlade komplexa hål och strukturer i leran och sanden – där miljön tidigare hade varit mestadels karg.

Tack vare forskning publicerad idag i Vetenskapliga framsteg av ett internationellt forskarlag som leds av University of Saskatchewan (USask), denna snabba ökning av biologisk mångfald – en av två sådana stora händelser över en tidsperiod på 100 miljoner år för 560 till 443 miljoner år sedan – är en del av en tydligare bild av jordens uråldriga hav och livet i dem.

"Vi kan se från spåren av fossiler - spår, spår, tråkigt, och gräver efter kvarlevda djur – att denna speciella miljö på havsbotten, offshore, fungerade som en "degel" för livet, " sa USask paleobiolog Luis Buatois, huvudförfattare till artikeln. "Under de kommande miljonerna åren, livet expanderade från detta område utåt till djupare vatten och inåt till grundare vatten."

Forskningen är kulmen på över 20 års arbete från Buatois och teamet som undersökte hundratals klippformationer på platser på alla kontinenter.

"Tills nu, dessa två händelser – den kambriska explosionen och den stora biodiversifieringshändelsen i ordovicium – har mest förståtts genom studiet av kroppsfossiler – skalen, ryggsköld och ben av forntida havsdjur, " sade Buatois. "Nu kan vi med tillförsikt säga att dessa händelser också återspeglas i spåret av fossiler som avslöjar arbetet hos de mjuka varelser vars köttiga vävnader ruttnar mycket snabbt och därför endast mycket sällan bevaras."

För första gången, teamet har visat bevis på att djur aktivt "konstruerat" sitt ekosystem - genom konstruktionen av rikliga och mångsidiga hålor på havsbotten i världshaven i denna antika tid.

"Underskatta aldrig vad djur kan göra, " sa USask paleobiolog Gabriela Mángano, medförfattare till tidningen. "De kan modifiera sin fysiska och kemiska miljö, utesluta andra djur eller låta dem blomstra genom att skapa nya resurser. Och de gjorde definitivt alla dessa saker i dessa gamla hav."

De spår fossilproducerande djurens ingenjörsinsatser kan ha lagt grunden för en större mångfald i det marina livet. Forskarna identifierade en tidsfördröjning på 20 miljoner år under den kambriska explosionen (den tidpunkt då de flesta av de större grupperna av djur först dyker upp i fossilregistret) mellan diversifiering i spårfossiler och i fossiler av djurkroppar, vilket tyder på att de senare djuren utnyttjade förändringar som gjorde det möjligt för dem att diversifiera sig ännu mer.

Forskningen hjälper också till att lösa en stor fråga från det geokemiska dokumentet, vilket tydde på att mycket av det gamla havet var utarmat på syre och olämpligt för liv. Som hav idag, det kambriska havet hade vissa områden som var fulla av liv, medan andra saknade de nödvändiga förutsättningarna för att stödja det.

"Det faktum att spår av fossil utbredning visar att det fanns platser där liv blomstrade i närheten av andra utan djuraktivitet under hela den tidiga kambriska perioden är ett starkt argument för tanken att zoner med tillräckligt med syre för att upprätthålla en mångfald av djur. existerade med syrefattiga vatten i djupare områden, " sa Mángano. "Det är en situation som liknar vad som händer i moderna hav med syreminimumszoner i den yttre delen av kontinentalsockeln och den övre delen av kontinentalsluttningen, men syresatta på grundare vatten."

Forskningen kan ge nya insikter ur ett evolutionärt perspektiv om betydelsen av omfattande stenformationer av liknande årgång som finns i Kanada och på andra håll, och hjälpa samhället att förbereda sig för kommande utmaningar.

"Att förstå förändringar som ägde rum tidigt i vår planets historia kan hjälpa oss att möta nuvarande utmaningar i moderna hav, särskilt med avseende på syreförändringar, sa Buatois.