En studie som involverar University of Cambridge har använt virtuella rekreationer av de tidigaste djurekosystemen, kända som marina djurskogar, för att visa vilken roll de spelade i utvecklingen av vår planet.

Med hjälp av toppmoderna datorsimuleringar av fossiler från Ediacarans tidsperiod - för ungefär 565 miljoner år sedan - upptäckte forskare hur dessa djur blandade det omgivande havsvattnet. Detta kan ha påverkat fördelningen av viktiga resurser som matpartiklar och kan ha ökat lokala syrenivåer.

Genom denna process tror forskarna att dessa tidiga samhällen kunde ha spelat en avgörande roll i att forma den initiala uppkomsten av stora och komplexa organismer innan en stor evolutionär utstrålning av olika former av djurliv, den så kallade kambriska "explosionen."

Under långa tidsperioder kan dessa förändringar ha tillåtit livsformer att utföra mer komplicerade funktioner, som de som är förknippade med utvecklingen av nya matnings- och rörelsestilar.

Studien leddes av Naturhistoriska museet och publiceras idag i tidskriften Current Biology .

Dr Emily Mitchell vid University of Cambridges institution för zoologi, en medförfattare till rapporten, sa:"Det är spännande att lära sig att de allra första djuren från 580 miljoner år sedan hade en betydande inverkan på sin miljö, trots att de inte kunde att röra på sig eller simma. Vi har upptäckt att de blandade ihop vattnet och gjorde det möjligt för resurser att spridas bredare – potentiellt uppmuntrande till mer evolution."

Forskare vet från moderna marina miljöer att näringsämnen som mat och syre transporteras i havsvatten och att djur kan påverka vattenflödet på ett sätt som påverkar fördelningen av dessa resurser.

För att testa hur långt tillbaka denna process går i jordens historia, tittade teamet på några av de tidigaste exemplen på marina djursamhällen, kända från stenar vid Mistaken Point, Newfoundland, Kanada. Denna världsberömda fossilplats bevarar perfekt tidiga livsformer tack vare ett täcke av vulkanisk aska (ibland kallad "Ediacaran Pompeii").

Även om vissa av dessa livsformer ser ut som växter, tyder analys av deras anatomi och tillväxt starkt på att de är djur. Tack vare det exceptionella bevarandet av fossilerna kunde forskarna återskapa digitala modeller av nyckelarter, som användes som grund för ytterligare beräkningsanalyser.

Första författaren Dr Susana Gutarra, en vetenskaplig associerad vid Natural History Museum, sa:"Vi använde ekologisk modellering och datorsimuleringar för att undersöka hur virtuella 3D-sammansättningar av Ediacaran livsformer påverkade vattenflödet. Våra resultat visade att dessa samhällen var kapabla till ekologiska funktioner liknande de som ses i dagens marina ekosystem."

Studien visade att en av de viktigaste Ediacaran-organismerna för att störa vattenflödet var det kålformade djuret Bradgatia, uppkallat efter Bradgate Park i England. Bradgatia från Mistaken Point är bland några av de största fossilen som är kända från denna plats och når diametrar på över 50 centimeter.

Genom sitt inflytande på vattnet runt dem tror forskarna att dessa Ediacaran-organismer kan ha kunnat öka lokala syrekoncentrationer. Denna biologiska blandning kan också ha haft återverkningar för den bredare miljön, möjligen gjort andra områden av havsbotten mer beboeliga och kanske till och med drivit på evolutionär innovation.

Dr. Imran Rahman, huvudförfattare och huvudforskare vid Natural History Museum, sa:"Den tillvägagångssätt vi har utvecklat för att studera Ediacaran fossila samhällen är helt ny inom paleontologin, vilket ger oss ett kraftfullt verktyg för att studera hur tidigare och nuvarande marina ekosystem kan forma och påverka sin miljö."

Mer information: Susana Gutarra et al, Ediacaran marina djurskogar och ventilationen av haven, Current Biology (2024). DOI:10.1016/j.cub.2024.04.059

Journalinformation: Nuvarande biologi

Tillhandahålls av University of Cambridge