Den moderna biosfärens uppkomst - tydning av tidiga tecken

Sammanfattning

Livets och jordens utveckling är i ständigt samspel. Vi kartlägger den proterozoiska biosfärens utveckling i samarbete med geokemister och sedimentologer som kan bidra med att belysa organismernas livsmiljöer.

Sen livets början var Jordens biosfär var nästan uteslutande mikrobiell. Men för drygt en halv miljard år sedan etablerade de flercelliga organismerna sin dominans. Med nya analys- och avbildningsmetoder och den ökande biologiska kunskapen om hur levande organismer är besläktade vill vi skapa en helt ny förståelse av hur biosfären förvandlades från en mikrobmatta till den mångskiftande organismvärld vi ser idag.

Bland de nu levande organismerna kan man se ett tjugotal exempel på flercellighet som har utvecklats oberoende av andra. Om flercellighet utvecklade i andra, nu utdöda, grupper kan vi se genom att studera den fossila lagerföljden. Stora organismer är energikrävande, och en av de fenomen som vi undersöker i detta projekt är förhållandet mellan storlek och syrenivån i atmosfär och hav.

Vi hittar hela tiden nya fyndställen där ömtåliga vävnader har bevarats. Ett exempel är befruktade ägg av tidiga djur. Genom att utsätta dem för röntgenstrålning genererad i en synkrotron kan vi utföra mikrotomografi (samma teknik som skiktröntgen på sjukhus) på dessa sandkorn och se detaljer mindre än en tusendels millimeter. Tredimensionella digitala objekt kan sedan undersökas i en kraftull dator: skäras på längden och på tvären, mätas, göras genomskinliga, färgas, m.m., utan att någonting förstörs.

Vi har nyligen upptäckt att de embryo-liknande fossil verkar ha varit encelliga organismer som kunde bilda fortplantningskroppar inuti ett vilohölje. Kanske är dessa en föregångare till djuren, och deras celldelningsmekanismer ärvdes av "proto-djur" som anpassade dem till att bilda flercelliga individer. För att svar på denna fråga måste vi nu mikroröntga tusentals fossila "sandkorn" för att förstå hur deras livscykel såg ut.

Djurens närmaste flercelliga släktingar är svamparna. Trots att svamparna troligen har funnits minst lika länge som djuren har vi få fossil av dem. Nyligen har vi börjat hitta många och välbevarade svampfossil i nära varma källor i djuphaven, flera hundra meter ned i berget. Med hjälp av röntgentomografi kan vi se hur de borrar i mineral och lever i symbios med andra organismer. Vi hoppas kunna belysa svamparnas proterozoiska evolution genom att att söka efter svampar i bergarter som representerar denna djupa miljö i forntiden.

Forskningen stöds av Vetenskapsrådet (VR)

Projektdeltagare vid museet

Stefan Bengtson (projektledare)

Therese Sallstedt (forskare)

Artem Kouchinsky (forskare)

Magnus Ivarsson (forskare)

Externa projektdeltagare

University of Bristol, England

Université de Poitiers, Frankrike

Curtin University, Perth, Australien

University of Southern Denmark, Odense, Danmark