Een van de grootste crises in de geschiedenis van de aarde werd gekenmerkt door een grote verschuiving op het gebied van schelpdieren, waarbij brachiopoden (lampschelpen) op grote schaal werden vervangen door tweekleppige soorten zoals oesters en mosselen. Dit was het gevolg van de verwoestende massa-uitsterving aan het einde van het Perm, die de evolutie van het leven zo'n 250 miljoen jaar geleden effectief resette.
Onderzoek door paleontologen in Bristol, VK, en Wuhan, China, werpt nieuw licht op deze cruciale verschuiving in mariene ecosystemen terwijl ze overgaan van de oudheid naar de moderne tijd.
Er is een overvloed aan land- en zeeleven, die een uniek ecosysteem vormen. In moderne oceanen wordt de zeebodem gedomineerd door dieren zoals tweekleppige dieren, buikpotigen, koralen, schaaldieren en vissen. Maar deze ecosystemen dateren allemaal uit het Trias, toen het leven terugkeerde van de rand. Slechts één op de twintig soorten overleefde die crisis, en er blijft discussie over hoe nieuwe ecosystemen werden geconstrueerd en waarom sommige groepen het overleefden en andere niet.
Vóór het uitsterven waren brachiopoden de dominante dieren met een schild, maar tweekleppige dieren bloeiden na het uitsterven en pasten zich beter aan hun nieuwe omgeving aan.
“Een typisch voorbeeld is de vervanging van brachiopoden door tweekleppigen”, legt Guo Zhen van de universiteiten van Wuhan en Bristol uit, die het project leidde. "Paleontologen zeiden altijd dat tweekleppige dieren betere concurrenten waren en daarom op de een of andere manier brachiopoden versloegen in deze crisistijd. Er bestaat geen twijfel dat brachiopoden de dominante groep met granaten waren voordat ze uitstierven, en dat tweekleppige dieren daarna het roer overnamen."
Co-auteur Joe Flannery-Sutherland zei: "We wilden de interacties tussen brachiopoden en tweekleppigen gedurende hun lange geschiedenis onderzoeken, vooral tijdens de overgang van het Perm naar het Trias. Daarom besloten we een computationele methode te gebruiken, Bayesiaanse analyse genaamd, om de oorsprong, het uitsterven en het behoud van fossielen te berekenen en te testen of brachiopoden en tweekleppige dieren met elkaar in wisselwerking stonden. Heeft de opkomst van tweekleppige dieren bijvoorbeeld geleid tot de achteruitgang van brachiopoden? "
Professor Michael Benton van de Bristol School of Earth Sciences zegt: ‘We ontdekten dat beide groepen tijdens de crisisperiode vergelijkbare trends in diversificatiedynamiek vertoonden. Dit betekent dat ze niet echt met elkaar concurreerden of op elkaar aasden, maar het is waarschijnlijker dat beide reageerden op vergelijkbare externe factoren, zoals zeetemperaturen en korte crises. Maar de tweekleppige dieren kregen uiteindelijk de overhand en de brachiopoden trokken zich terug naar diepere wateren, waar ze nog steeds aanwezig waren, maar in kleinere aantallen.’
Professor Chen Zhongqiang uit Wuhan merkte op: ‘Het is geweldig om te zien hoe moderne computermethoden zo’n al lang bestaand probleem kunnen oplossen. We dachten altijd dat de massale uitsterving aan het einde van het Perm het einde van de brachiopoden markeerde, en dat is precies wat er gebeurde. Maar zowel brachiopoden als tweekleppige dieren leken zwaar getroffen te worden door de crisis, en beide herstelden zich in het Trias, maar tweekleppige dieren waren beter in staat zich aan te passen aan de hoge oceaantemperaturen. hen een voordeel, en na het Jura explodeerde hun aantal, terwijl de brachiopoden niet zo'n grote rol speelden."
Guo Zhen zei: "Tijdens het onderzoek moest ik meer dan 330.000 records van brachiopoden- en tweekleppige fossielen onderzoeken en sorteren, en vervolgens een Bayesiaanse analyse uitvoeren op de supercomputer van Bristol, wat enkele weken in beslag nam. Ik hou echter van deze methode omdat deze alles miljoenen keren herhaalt om rekening te houden met verschillende onzekerheden in de gegevens en veel rijke informatie te bieden over wat er aan de hand is. "
Professor Benton concludeerde: ‘De massale uitsterving aan het einde van het Perm was de ernstigste ooit, en heeft de evolutie dramatisch gereset. In feite markeerde het Trias 50 miljoen jaar na de crisis een revolutie in het leven op het land en in de zee. Begrijpen hoe het leven herstelde van een bijna uitsterven en vervolgens de basis legde voor moderne ecosystemen, is een van de grote vragen in de macro-evolutie. Ik ben er zeker van dat we hier nog niet het laatste woord hebben gezegd!’