Evolution av djuphavsekosystem

Projektöversikt

Projektperiod: pågående sedan 2004

Medverkande enheter vid museet: Paleobiologi

Fossila avlagringar från djuphavsekosystem, som huvudsakligen finns i upphöjda djuphavssediment längs aktiva kontinentala randområden, används för att beskriva den tidigare biologiska mångfalden i djuphavshabitat och för att upptäcka storskaliga evolutionära mönster, såväl som deras (geologiska) drivkrafter. Projektet omfattar utforskande fältarbete, geokemiska analyser, beskrivningar av nyupptäckta lokaler och fossil (alfa-taxonomi) samt analys av stora datamängder.

Bakgrund och syfte

Djuphavet hyser ett brett och mångfacetterat utbud av unika och extrema livsmiljöer. Huvudfokus för detta projekt ligger på så kallade kemosyntetiska ekosystem såsom metankällor (methane-seeps), som drivs av geokemisk energi. På grund av sitt oberoende av fotosyntetisk primärproduktion anses de ha en egen unik evolutionär historia. Många hypoteser gällande ursprunget och utvecklingen av kemosyntetiska ekosystem bygger på händelser i den geologiska historien, men tar sällan hänsyn till belägg från fossil.

Fokus på mesozoiska och kenozoiska blötdjur

Blötdjur (musslor och sniglar) är de vanligaste och rikligast förekommande fossilen i mesozoiska och kenozoiska djupvattensavlagringar, särskilt vid äldre metankällor. Därför används de som modellgrupp för att förstå utvecklingen av dessa ekosystem. Andra djurgrupper av intresse är brachiopoder (armfotingar), annelider (ringmaskar) och koraller, som också har kalkhaltiga hårda delar, samt ibland fiskrester.

Vetenskapliga resultat

Projektet har gett många nya insikter rörande djuphavsekosystemens utveckling och ekologi. Som ett resultat av det omfattande fältarbetet finns nu på NRM världens största samling av fossila faunor från metankällor. Några av de viktigaste vetenskapliga landvinningarna inkluderar:

• Identifiering av förändrade marina sulfatkoncentrationer som den huvudsakliga drivkraften för utvecklingen av metankällor och faunor vid hydrotermiska öppningar (hydrothermal vent ) (Kiel, 2015);
• nya insikter om brachiopoders ekologi vid äldre metankällor och i svårtolkade livsmiljöer, och deras beroende av metanoxiderande bakterier (snarare än svaveloxiderande) (Kiel & Peckmann, 2019, Kiel et al. 2021);
• upptäckt av de första fossila spåren av den benätande masken Osedax (Kiel et al. 2010);
• upptäckter av de första faunorna vid metankällor av triassisk ålder (Peckmann et al. 2011, Kiel et al. 2017);
• och beskrivning av den inverkan som säldjurens predation haft på den geografiska spridningen av ”levande fossil” Nautilus (Kiel et al. 2022).

Projektet har också resulterat i ett flertal nybeskrivna fossila arter och släkten, från mesozoiska och kenozoiska skikt från hela världen. Exempel inkluderar:

• Mollusker i neogena avlagringar från metankällor i Filippinerna (Kiel et al. 2018, 2022);
• mollusker och kräftdjur i paleogena avlagringar från metankällor i västra sydamerika (Kiel et al., 2019, 2020, 2021);
• mollusker i neogena avlagringar från metankällor i Italien (Kiel & Taviani, 2017; Kiel et al., 2023);
• det första fossila fyndet av djuphavslevande oktokoraller i familjen Chrysogorgiidae (Goedert et al. 2022);
• och den första beskrivningen av fossiliserade äggkapslar av djuphavslevande rödhajar (Treude et al. 2011).