En ny studie visar att den sena ordoviciska massutrotningen för cirka 445 miljoner år sedan inte bara utplånade 85 procent av marina arter utan också banade väg för käkförsedda ryggradsdjur att frodas. Forskare vid Okinawa Institute of Science and Technology analyserade fossil data för att visa hur isolerade refugier tillät dessa tidiga fiskar att diversifieras efter katastrofen. Händelsen omformade jordens ekosystem fundamentalt och påverkade modern marint liv.
För cirka 445 miljoner år sedan, under ordovicium-perioden, skiftade jorden dramatiskt från ett varmt växthus-klimat till ett kallt istidstillstånd när glaciärer expanderade över det södra superkontinenten Gondwana. Denna förändring torkade ut grunda hav, ändrade havskemin och utlöste den sena ordoviciska massutrotningen (LOME), som eliminerade cirka 85 procent av marina arter i två faser. Den första fasen involverade habitatförstörelse från glaciation, medan den andra, flera miljoner år senare, förde varmare, svavelrika, syrefattiga vatten från smältande iskalotter som överväldigade återhämmande ekosystem. Trots förödelsen skapade LOME möjligheter för överlevande. Käkförsedda ryggradsdjur, eller gnatostomer, som var sällsynta före händelsen, fick en fördel genom att dra sig tillbaka till isolerade marina refugier separerade av djupa havsbarriärer. En studie publicerad i Science Advances av forskare vid Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) använde en omfattande fossil-databas som spänner över 200 år av paleontologi för att spåra förändringar i släktnivå-diversitet. «Vi samlade ihop 200 år av sen ordovicisk och tidig silurisk paleontologi», sade försteförfattaren Wahei Hagiwara, nu doktorand vid OIST. Analysen avslöjade en tydlig trend: massutrotningspulser ledde direkt till ökad speciation hos käkförsedda ryggradsdjur över miljontals år. «Vi har visat att käkfiskar bara blev dominerande för att denna händelse inträffade», noterade huvudförfattaren professor Lauren Sallan vid OIST:s makroevolutionsenhet. Genom att undersöka biogeografi identifierade teamet nycklarrefugier, såsom regioner nu i södra Kina, där tidiga käkfiskar relaterade till moderna hajar överlevde och senare spreds. Käkförsedda ryggradsdjur fyllde ekologiska nischer som lämnats tomma av utrotade käklösa arter och andra, snarare än att utvecklas käkar för att skapa nya roller. «Vår studie pekar på det senare», förklarade Sallan angående om käkar möjliggjorde nischskapande eller utnyttjande. Denna ekologiska omstart, snarare än total utplåning, tillät käkgrupper att så småningom överträffa andra, även om käklösa ryggradsdjur dominerade öppna oceaner i ytterligare 40 miljoner år. Resultaten belyser återkommande «diversitetsåterställning-cykler» i evolutionen och förklarar varför modernt marint liv härstammar från dessa forntida överlevande istället för tidigare former som konodonter och trilobiter.