Als de fossielen zeesponzen blijken te zijn, zouden ze een opmerkelijk vroege start van het dierenleven betekenen
Bleke, wormachtige buizen in 890 miljoen jaar oud gesteente kunnen oude zeesponzen zijn, concludeert een nieuwe studie. Indien bevestigd, zou die controversiële bewering de oorsprong van de vroegste sponzen met ongeveer 350 miljoen jaar terugdringen en de kleine kronkels de oudst bekende fossielen van dieren, verreweg.
Cruciaal is dat deze fossielen zouden impliceren dat dieren ontstonden in omgevingscondities die voorheen onwerkbaar werden geacht voor het leven van dieren, meldt geoloog Elizabeth Turner op 28 juli in Natuur.
Vroeg in de geschiedenis van de aarde had de oceaan meestal geen zuurstof. Pas toen een grote puls van het gas naar de atmosfeer ongeveer 800 miljoen tot 540 miljoen jaar geleden, bekend als de Neoproterozoïsche oxidatiegebeurtenis, bracht het zuurstofgehalte in de lucht binnen 10 tot 50 procent van het moderne niveau, waardoor de hoeveelheid zuurstof in oppervlaktewater van de oceaan (SN: 12/11/19). “Maar sponzen zijn anders dan andere dieren”, zegt Turner van de Laurentian University in Sudbury, Canada. “Van sommige sponzen in de moderne wereld en in het gesteente is bekend dat ze tolerant zijn voor relatief lage zuurstof in vergelijking met het moderne oceaanniveau.”
Tot nu toe dateren de vroegste, ondubbelzinnige fossielen van sponzen van ongeveer 540 miljoen jaar geleden tot het begin van het Cambrium, toen een extreme uitbarsting in de evolutie van de dierlijke diversiteit plaatsvond (SN: 7/29/13). Sommige andere dieren zijn net iets eerder bekend, maar gaan te veel verder terug in de tijd en identiteiten worden minder duidelijk (SN: 3/9/15). Op basis van genetische gegevens en hun relatieve eenvoud wordt algemeen aangenomen dat sponzen de vroegste vorm van dierlijk leven waren.
Maar sommige wetenschappers zijn er niet van overtuigd dat de nieuw beschreven buizen sponsfossielen zijn. “Organismen van overal op de boom des levens kunnen wiebelen, kleine” [branching and rejoining] structuren”, zegt Jonathan Antcliffe, paleobioloog aan de Universiteit van Lausanne in Zwitserland. De fossielen missen kenmerken zoals gemineraliseerde skeletdelen die spicules worden genoemd en die de wezens als sponzen zouden identificeren, zegt hij.
Bovendien past de bevinding “niet bij alles wat we weten over het geheel” [ocean] ecosysteem” met betrekking tot de beschikbaarheid van voedingsstoffen, biomineralen en zuurstof vóór de Cambrische periode, zegt Antcliffe. “Alles wat we weten over de oceanen van de aarde in deze tijdsperiode, vertelt ons dat dieren rond 540 zijn ontstaan [to] 550 miljoen jaar geleden. Het is een legioen aan bewijzen, en om zo’n enorm sterk paradigma omver te werpen, heb je meer nodig dan ‘misschien een spons’.”
Turner vond het netwerk van buizen voor het eerst in 1992 in rotsen van het oude Little Dal-cyanobacteriënrif in het Mackenzie-gebergte in Canada. “Ik vond dit ding dat helemaal niet op zijn plaats was”, zegt ze. “Het was veel complexer qua structuur dan alles wat door cyanobacteriën zou kunnen worden gemaakt.”
Ze zou dan melding hebben gemaakt van de merkwaardige kronkels, maar zonder veel anders om ze aan sponzen te binden, behalve een algemene gelijkenis, ging Turner verder. Maar daarna meer recent onderzoek aantoonde dat sponzen in de rotsen kunnen worden bewaard, net als het bleke wiebelen van de Kleine Dal, keerde ze terug naar haar vondst.
Turner stelt dat veel moderne sponzen geen spicules hebben en dat de nieuw beschreven fossielen vergelijkbaar kunnen zijn. En ze suggereert dat sponzen die dateren van vóór de Neoproterozoïsche oxidatiegebeurtenis mogelijk een bestaan hebben geschraapt in “zuurstofoases” langs microbiële riffen, levend in gaten en rifflanken en niet concurreren met cyanobacteriën om ruimte.
Het is mogelijk dat vroege sponzen veel eerder opkwamen dan de rest van het dierenleven en in een soort “evolutionaire stasis” bleven in zuurstofarme omstandigheden, zegt ze, met de evolutie van latere, complexere dieren die moesten wachten tot het gas meer werd. overvloedig.
Wetenschappers weten al een tijdje over vreemde soorten fossielen in het Little Dal-rif, zegt James Schiffbauer, een paleobioloog aan de Universiteit van Missouri in Columbia die niet bij het onderzoek betrokken was. En “we hebben van moleculaire klokken verwacht dat sponzen eerder aanwezig zouden moeten zijn in het Neoproterozoïcum [Era]”, voegt hij eraan toe, verwijzend naar genetische analyses die schatten dat sponzen lang vóór het Cambrium evolueerden. “Het is gewoon een kwestie van ze te vinden als ze inderdaad bewaard zijn gebleven.”
Toekomstig onderzoek kan de identiteit van de fossielen helpen bevestigen. Turner is van plan meer met de oude buizen te werken, eraan toevoegend dat er meer antwoorden kunnen komen door op de juiste plaatsen te zoeken. “We moeten op zoek naar soortgelijk materiaal met een heel open geest in gesteenten van vergelijkbare leeftijd, en we moeten ook zoeken naar meer complexe dierlijke bewijzen daarin”, in plaats van alleen eenvoudigere organismen zoals microben.