Ny forskning visar att mänsklig aktivitet väsentligt förändrar sätten att bevara marina organismer, med bestående effekter som både kan förbättra och försämra fossilregistret. Resultaten publiceras i tidskriften Biogeosciences .
"Vi förändrar inte bara miljön, vi ändrar också karaktären på arkivet som arkiverar denna information", säger Michal Kowalewski, Thompson ordförande för ryggradslösa paleontologi vid Florida Museum of Natural History.
"Dessa förändringar kan vara både bra och dåliga. Å ena sidan kan mänskliga aktiviteter hindra fossilregistret från att bevara användbar information om pågående förändringar. I andra situationer kan mänskliga handlingar faktiskt förbättra kvaliteten på den fossila posten som för närvarande bildas, och därmed ge mer information."
Om de inte redovisas korrekt kan dessa effekter på fossilregistret leda till feltolkning av data som är avgörande för bevarandeinsatser. Människor började förändra ekosystemen långt innan de systematiskt började studera dem. På många ställen är det enda sättet som forskare kan veta hur ett ekosystem såg ut innan människornas ankomst är att se tillbaka på de senaste fossila rekorden.
"Vi använder fossiler i bevarandet för att förstå övergången från naturliga, orörda miljöer till de vi har idag," sa Kowalewski. När forskare vet hur ett förstört ekosystem såg ut innan det ändrades, vet de vad de ska sikta på när de försöker återställa det.
Kowalewski och hans kollegor är specialiserade på marin paleoekologi och var medförfattare till studien med fokus på fossila bäddar i världshaven. I dessa miljöer, säger författarna, finns det flera sammankopplade faktorer som påverkar fossiliseringen, inklusive den hastighet med vilken sediment ackumuleras på havsbotten, i vilken utsträckning djur gräver sig igenom sedimentet, på vilket djup rester begravs och hur snabbt vissa fossiler sönderfalla med tiden.
Alla dessa faktorer kan och har påverkats av människor. Metoden med bottentrålning, där ett nät dras längs havsbotten, blandar och kärvar sediment och infunderar det med syre som bryter ner organiska rester.
På en global skala beräknas bottentrålning sparka upp lika mycket sediment i vattenpelaren som deponeras i haven från alla världens floder.
"Jag blev förvånad när jag arbetade med den här studien att effekterna av bottentrålning är så utbredda", säger huvudförfattaren Rafal Nawrot, paleontolog vid universitetet i Wien. Nawrot studerar förändringar i marina ekosystem som har inträffat sedan den senaste istiden, ett område där det är avgörande att känna till de olika faktorer som hjälper eller hindrar fossilisering.
Han berättade om en studie där han och kollegor fann en tydlig brist på stora skal från sedimentkärnor som borrats i havsbotten. "Med tanke på vad vi nu vet om intensiteten av trålning i några av de områden vi arbetade i, kan det här mönstret bara vara en artefakt av deras avlägsnande av nät som släpas genom havsbotten."
Ändringar av fossilregistret kan också vara indirekta. Lokala utrotningar orsakade av mänsklig aktivitet och introduktion av invasiva arter kan både förhindra och förbättra fossiliseringsprocessen. Författarna ger exemplet med röda kungskrabbor (Paralithodes camtschaticus), som avsiktligt introducerades till Barents hav mellan Ryssland och Finland på 1960-talet. Där hade de få naturliga rovdjur och deras befolkning exploderade.
Röda kungskrabbor äter nästan allt de kan få klorna på och krossar skalen på sitt bytesdjur. Detta orsakade en kraftig minskning av antalet grävande ryggradslösa djur, som syresätter sediment.
Färre grävande organismer betyder mindre syre i sedimentet, vilket innebär bättre bevarande. Men fler skalkrossande krabbor innebär att det finns färre skal som kan bevaras. Utan det rätta historiska sammanhanget kan framtida paleontologer som försöker reda ut det här händelseförloppet gå därifrån upprörda.
Dessa och andra mänskligt drivna förändringar kan vara särskilt svåra att tolka eftersom de efterliknar naturliga processer som erosion eller arters migrationer. I vissa fall kan mänsklig aktivitet radera fossila arkiv helt eller förvirra forskningsansträngningar genom att tillföra massor av främmande material till en miljö.
"Vissa processer förekommer inte naturligt alls, som strandpåfyllning," sa Kowalewski. När delar av en strand sköljs bort av orkaner eller stigande havsnivåer betalar lokala myndigheter ofta för att fartyg ska transportera sediment från djupvattenmiljöer – där naturlig erosion är försumbar – till kusten, fossiler och allt.
I andra fall är fossilerna själva målet för omlokalisering.
"Ostron som levde för hundratusentals år sedan kan tas bort från ett område och läggas till den moderna havsbotten i ett annat för att underlätta återställandet av dagens ostronrev," sa Kowalewski.
Så hur börjar forskare reda ut de olika naturliga och mänskliga krafterna som påverkar fossiliseringen? Det är komplicerat, sa Nawrot. "Det beror på målet med studien, men det finns sätt att kringgå dessa problem."
En strategi som nyligen har blivit mer genomförbar är radiokoldatering. Forskare använder denna metod för att uppskatta åldern på relativt unga fossiler, men fram till nyligen har höga kostnader inneburit att den bara kunde användas sparsamt.
När man analyserar en sedimentkärna borrad i moderna havsbottnar, där organismer på toppen kan vara tusentals år yngre än de på botten, skulle forskare vanligtvis bara välja ett fåtal fossiler för radiokoldatering. Detta gav tillförlitlig information men dålig upplösning, och om sedimentet omedvetet hade blandats av bottentrålning kunde resultaten bli missvisande.
"Du skulle inte vara medveten om det här problemet om du inte tog flera prover per lager, vilket inte är ett utbrett tillvägagångssätt. Vi tycker att det borde användas mycket oftare," sa Nawrot.
Forskare kommer också att behöva bli mer kreativa med de typer av statistiska analyser de använder för att tolka data. Den här typen av metoder tar tid att utveckla och testa, men de blir sakta vanligare och forskare närmar sig en bättre förståelse för hur människor påverkar det historiska arkivet av liv på jorden.
"Förändringar i den geologiska historiken kan vara fingeravtryck av mänsklig aktivitet och kan i sig avslöja något om historien om ett ekosystem," sa Kowalewski.
Martin Zuschin från universitetet i Wien, Adam Tomašových från Slovakiska vetenskapsakademin och Daniele Scarponi från Università di Bologna är också medförfattare till studien.
Mer information: Rafał Nawrot et al, Idéer och perspektiv:Mänsklig påverkan förändrar det marina fossila rekordet, Biogeosciences (2024). DOI:10.5194/bg-21-2177-2024
Tillhandahålls av Florida Museum of Natural History
