Hoe de ijstijd van snowball earth de opkomst van meercellig leven bevorderde

AmsterdamOngeveer 700 miljoen jaar geleden beleefde de aarde een periode die bekend staat als Sneeuwbalaarde, waarbij gletsjers tot aan de evenaar reikten. Tijdens deze tijd begonnen meercellige organismen te verschijnen. Een miljard jaar daarvoor waren eencellige eukaryoten de voornaamste levensvormen op aarde, maar hun dominantie eindigde toen meercellig leven begon te bloeien.

Meercelligheid ontstond bij dieren, planten en schimmels. Deze gelijktijdige ontwikkeling roept vragen op. Waarom duurde het meer dan een miljard jaar om te gebeuren? Sommigen denken dat de zuurstofniveaus hoog genoeg moesten zijn, maar dit idee verklaart de timing niet volledig.

Een nieuwe studie in het tijdschrift Proceedings of the Royal Society B onderzoekt hoe de unieke omstandigheden van de Snowball Earth-periode mogelijk de ontwikkeling van meercellig leven hebben gestimuleerd.

• Toegenomen viscositeit van de oceaan
• Tekort aan hulpbronnen

De voormalige SFI-onderzoeksstagiair in complexiteit en huidige Ph.D.-student aan het MIT, William Crockett, is de hoofdauteur van de studie. Crockett vindt het verrassend dat barre omstandigheden zoals een ijzige planeet grotere en complexere organismen kunnen ondersteunen. Hij dacht dat soorten zouden uitsterven of kleiner zouden worden.

De auteurs gebruikten schaaltheorieën om hun idee te onderzoeken. Ze stelden dat een vroeg dierlijk voorouder zich gedroeg als zwemmend wier, maar prooien at in plaats van zonlicht te gebruiken voor energie. Tijdens de Sneeuwbalaarde-periode konden deze organismen groter en complexer worden. Op zijn beurt zouden eencellige organismen zoals bacteriën kleiner zijn geworden.

Toen de gletsjers smolten, konden grotere organismen zich verder verspreiden. Volgens de studie verminderde tijdens Snowball Earth het gebrek aan zonlicht en lagere fotosynthese de hoeveelheid voedingsstoffen in de zee. Grotere organismen konden meer water aan en hadden een grotere kans om te overleven onder deze barre omstandigheden.

Christopher Kempes, professor aan het SFI, benadrukt het belang van deze bevindingen. Ze geven inzicht in een cruciale verandering in de evolutie. Kempes stelt dat het begrijpen van hoe meercelligheid ontstond, kan verklaren hoe we zijn geëvolueerd van eenvoudige organismen naar complexe samenlevingen. Hij beweert dat het niet alleen toeval is en dat we belangrijke evolutionaire veranderingen kunnen voorspellen.

Deze studie komt overeen met de nieuwste bevindingen in de paleontologie. Jack Shaw, voormalig SFI Omidyar postdoctoraal onderzoeker, en Carl Simpson van de Universiteit van Colorado, Boulder, hebben ook aan dit onderzoek meegewerkt. Zij bevestigen dat het model strookt met paleontologisch onderzoek.

Crockett stelde dat hun onderzoek nieuwe ideeën aanreikt die kunnen helpen bij het ontdekken van kenmerken van oude organismen in fossielen. Daarnaast introduceert het onderzoek nieuwe methoden voor toekomstig onderzoek, wat kan helpen om te bestuderen hoe fysieke factoren de lichamen van organismen beïnvloeden.

Kempes legt de voordelen van de studie uit. Het biedt een manier om de geschiedenis van de aarde te begrijpen. Het helpt onderzoekers de huidige ecologie te bestuderen en te onderzoeken hoe organismen in laboratoria functioneren. Deze kennis is nuttig voor wetenschappers die onderzoeken hoe leven verandert en groeit in verschillende omgevingen.

Een recente studie wijst erop dat de Snowball Earth-periode meer deed dan alleen de planeet bedekken met ijs; het zou hebben bijgedragen aan de ontwikkeling van meercellig leven.