Om dyrenes opståen
Hvis vi kunne tage på en tidsrejse gennem Jordens historie, ville vi blive forbløffede.Tais W. Dahl 2. august

Om dyrenes opståen

Dyrenes opståen fulgte efter en global nedfrysning, ‘Snowball Earth’. Hvis vi kunne tage på en tidsrejse gennem Jordens historie, ville vi blive forbløffede over, hvor livløs vores planet tog sig ud i de første 4.000 millioner år.

Skrevet af Tais W. Dahl | 02 August 2011
Kategori Videnskab | Periode Første Periode

Mere om "Om dyrenes opståen"

Først for godt 500 millioner år siden dukkede havdyr med skeletter, arme og ben op. De komplekse livsformer førte til en ny verdensorden, og kampen stod mellem stadig større organismer med frygtindgydende rovdyr over for armerede, skjoldbærende bytte.

Men hvad var det, der skete så sent i Jordens historie, der pludseligt forandrede forholdene på planeten og dramatisk ændrede evolutionens gang?

I de senere årtier har vi fået en langt bedre forståelse af de begivenheder, som gik forud for dyrenes opståen. Men selv om vi nu kender til en række vigtige hændelser, er det stadigvæk uklart, hvad sammenhængen er mellem kolossale klimaforandringer og evolutionære begivenheder.

Man kan sige, at vi har en række brikker i puslespillet, men endnu tegner sig blot nogle svage billeder af, hvad puslespillet forestiller.

Klipperne på Ella Ø i Nordøstgrønland er dannet i havet for mellem 850 og 450 millioner år siden. Igennem flere hundrede millioner af år er partikler fra havet udfældet på havbunden og har dannet sedimenter, som senere er blevet skubbet op på land som resultat af pladetektoniske bevægelser i jordskorpen.

I dag kan palæontologer og geokemikere undersøge spor i sedimenterne, som kan uddybe historien om klimaets og livets udvikling, da komplekse livsformer opstod fra en overvejende mikrobiel verden.

Puslespillet om dyrenes opståen er illustreret i figuren herunder.

Dyrenes opstaaen

For 715 millioner år siden gennemgik Jorden en global afkøling, der langt overgår de istider, som skabte det danske landskab. Dengang spredte iskapperne sig hele vejen til ækvator, og geologerne finder i dag spor af iskapper på alle kontinenter.

Nogle forskere mener, at isen dækkede både hav og kontinenter, så Jorden har lignet en gigantisk snebold. Denne klimatilstand kaldes “Snowball Earth”.  Selv om isen var udbredt, trivedes livet fortsat i havet i form af cyanobakterier og tidlige algeplanter.

Disse organismer har med stor succes levet af at høste solens lys, på samme måde, som planterne gør i dag. Affaldsproduktet var ilt, som andre mikrober og amøber kunne bruge som brændstof, i samme reaktion som dyr og mennesker forbrænder føde i dag.

Iltindholdet i atmosfæren var dog lavt og udgjorde mindre end 3% af atmosfærens tryk i modsætning til de 21%, vi finder i dag.

Disse forhold medførte, at store dele af havbunden var uden ilt, og at havet indeholdt enorme mængder af opløst jern og kvælende brintsulfid. Under disse forhold ville ingen dyr kunne leve, men livet ville findes i form af mikrober, der blandt andet ånder sulfat og jern.

Disse forhold har ledt til hypotesen om, at dyrenes fremkomst på Jorden skyldtes en stigning i havets og atmosfærens iltindhold. Ideen er kort sagt, at uden rigeligt med ilt var evolutionen af højerestående livsformer umulig, fordi dyrene ikke ville have en chance for at overleve.

For 635 millioner år siden gennemgik jordoverfladen endnu en global afkøling, og det kan ses i geologiske aflejringer (foto 1). Iskapper spredte sig igen på ækvator og denne gang varede istiden måske op mod 5 millioner år.

Nogle forskere mener endda, at både kontinenterne og havets overflade var dækket af is. Snowball Earth hypotesen bliver heftigt debatteret, fordi der endnu ikke er nogen forklaring på, hvordan Jorden skulle have fundet vej ud af en fuldstændig frosset tilstand, og vi ved fra i dag, at isen smeltede, og at livet i havet på en eller anden måde overlevede nedkølingen.

I tiden før og efter istiderne finder vi masser af spor fra levende organismer. Ofte ser man kolonier af bakterier, der er organiseret hierarkisk i bakteriemåtter med iltproducerende cyanobakterier øverst og svovlbakterier nedenunder.

Man finder fossiler af disse bakteriekolonier gennem hele Jordens historie (foto 2) og også i de grønlandske sedimenter. Idag findes de f.eks i Shark Bay i Vest-australien, men dengang var de langt mere udbredt end i dag (foto 3).

Stromatolitter er kendt gennem de seneste 3,500 millioner år og forekommer hyppigt i sedimenter i tiden før dyrenes opståen. De første dyr var spongier (foto 4), og de ældste spongie-spor er fundet i lagene omkring den Marinoiske istid.

Før dyrenes opståen var alle organismer små, og man må lede med mikroskop for at finde mikrofossiler. Skaller fra skalbærende amøber (foto 5) findes helt tilbage fra før den Sturtianske istid og disse forløbere for dyrene findes på landjorden i dag.

Efter de globale istider skete der noget, der fik alvorlige konsekvenser for livet på Jorden. I klipper fra Australien, Canada og Namibia ser man fossiler fra en nu uddød gruppe af makroskopiske organismer uden ben og knogler, der levede for 575-550 millioner år siden.

Disse flercellede livsformer går under navnet “Ediakara faunaen” og stod typisk på bunden af havet og var omtrent 10 centimeter i diameter (foto 6). Enkelte arter har fællestræk med nulevende bløddyr (foto 7) og polypdyr, såsom gobler og muslinger.

De fleste arter adskiller sig væsentligt fra dyrene, og det har givet anledning til diskussion i forskerkredse. Nogle forskere mener, at dele af Ediakara faunaen var dyrenes forgængere. Andre ser disse organismer som et separat og mislykket forsøg på vejen mod intelligente livsformer.

Ediakara fossilerne er aldrig blevet fundet i Grønland, og det skyldes ikke, at palæontologerne har undladt at lede efter dem. Måske har man endnu ikke ledt de rette steder. En anden mulighed er, at der er et “hul i lagserien” (blog 3) og sedimenterne på Grønland ikke repræsenterer de 25 millioner år, hvor Ediakara faunaen trivedes i havet.

Det kan også være, at Ediakara faunaen enten ikke levede der, hvor sedimenter blev dannet, eller at fossilerne ikke er bevaret i sedimenterne.

En pludselig opblomstring af alle dyr fra alle kendte dyrerækker fulgte efter Ediakara faunaen. Små skalbærende fossiler er fundet overalt i verden (foto 8-9). På Ella Ø finder man disse små dyr i geologiske lag flere hundrede meter over istidsaflejringerne. Det er i de få hundrede meter, at historien om dyrenes oprindelse ligger begravet.

På Grønland er disse lag inddelt i tre formationer. De nederste og ældste lag kaldes Canyon formationen og består af 300 meter skifer og kalksten, der indeholder en form for mikrofossiler, kaldet acritarcher, som typisk findes før Ediakara faunaen i perioden for 630-580 mio. år siden. Oven på Canyon er Spiral Creek formationen blevet aflejret. Den består af en 40 meter tyk pakke af yngre sedimenter udfældet på lavt vand.

Man kunne håbe på, at Spiral Creek har den rette alder og derfor kan indeholde spor fra de klimaændringer, der førte til dyrenes opståen. Vi vil undersøge ilt-forholdende gennem denne periode og forsøge at opnå en bedre aldersbestemmelse af Spiral Creek formationen.

Oven på Spiral Creek hviler en 70 meter tyk sandsten, som blev aflejret under meget lavt vanddybde, måske på en gammel strand. I denne sandsten findes karakteristiske Kambriske ormegange, så vi må kigger i dybereliggende lag, hvis vi vil finde spor fra dyrenes udviklingshistorie.

Vi vil forsøge at bestemme iltindholdet i havet under dyrenes tidligste udviklingshistorie med nye geokemiske metoder anvendt på sedimenter fra Grønland. Sammenholdt med dyrenes udviklingshistorie vil det teste hypotesen om, at iltning i havet gav brændstof til højerestående livsformer. Vi håber at det samtidig kan belyse hvilken rolle de globale istider havde for evolutionens gang.