Glony, które przetrwały uderzenie planetoidy
Glony żyjące w ocenach żywią się zwykle w procesie fotosyntezy. Geolodzy odkryli jednak gatunek żyjący 66 milionów lat temu, który zyskał zdolność przemieszczania się i najwyraźniej nauczył się jeść otaczające je bakterie. Dominował w przez cały okres załamania się klimatu po słynnym uderzeniu planetoidy, która doprowadziła do wyginięcia dinozaurów i większości gatunków lądowych i morskich. Niezwykła zdolność pomogła tym glonom przetrwać, a potem odbudować morski ekosystem.
Chmura pyłu, sadzy i odłamków uniosła się ponad Ziemię, kiedy 66 milionów lat temu planetoida uderzyła w Ziemię. Planeta na długo pogrążyła się w ciemności, klimat znaczącą się ochłodził, a oceany zmieniły się w nieprzyjazne, kwaśne środowiska. W rezultacie zmian klimatycznych warunki życia tak się pogorszyły, że stopniowo z naszej planety znikał coraz większy odsetek kolejnych grup żywych organizmów – roślin, zwierząt roślinożernych i drapieżników, w tym największych dinozaurów i potężnych gadów morskich.
Nagłe wymieranie nie ominęło też alg morskich… z wyjątkiem jednego, wyjątkowego gatunku glonów. Grupa badawczy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside postanowiła zbadać, jak to się stało, że tego jednego gatunku zupełnie nie dotknęło to samo, co zmiotło z powierzchni ziemi jego krewnych jak i największe bestie lądów i mórz. Geolodzy przebadali duże zbiory dobrze zachowanych skamielin glonów, które pozostały w ekosystemie po okresie wielkiego wymierania i wykonali komputerowe modele symulujące jak mogły wyglądać zwyczaje żywieniowe na przestrzeni czasu. Jak się okazuje, to przetrwanie mogło mieć istotne znaczenie dla utrzymania życia i kierunku, w który potem wyewoluowało. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie „Science Advances”.
– Gdyby glony wyginęły całkowicie, zniknęła by podstawa prawie całego oceanicznego łańcucha pokarmowego. Próbowaliśmy się więc dowiedzieć, co sprawiło, że oceany uniknęły tego strasznego losu i jak ekosystemy ponownie rozwinęły się po tak wielkiej katastrofie – opowiada prof. Andrew Ridgwell, geolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego I współautor badań.
Naukowcy mieli sporo szczęścia, ponieważ udało im się znaleźć skamieliny w skali nano. Znajdowały się one w szybko akumulujących się osadach o dużej zawartości gliny. Takie środowisko pozwala na bardzo dobre zachowanie szczątek. Znalezione szczątki miała otoczki czy może mikropancerze z węglanu wapna. W tych otoczkach badacze zauważyli otwory. Szczegółowe przyjrzenie się tym dziurom wykazało obecność wici – drobnych, włoskowatych struktur, które umożliwiają pływanie najmniejszym organizmom. A umiejętność pływania – o czym dobrze wiedzą biolodzy – jest zawsze bezpośrednio powiązana ze zdobywaniem pożywienia.
Na tej podstawie badacze ustalili, że żywiące się dotąd w procesie fotosyntezy glony najwyraźniejszy wypracowały umiejętność zdobywania pożywienia w innych sposób – korzystając z zasobów znajdujących się wokół nich. Taka podwójna zdolność żywienia się na innych organizmach i przez fotosyntezę nazywa się miksotrofią. Lepiej znane są stworzenia, które żywią się w ten sposób i żyją na lądzie – to muchołówki i rosiczki. W wodzie tego typu zdolność jest praktycznie niespotykana.
Miksotroficzne glony – niewielkie stworzenia stanowiące morski plankton – nauczyły się karmić otaczającymi je bakteriami. Istotny utrzymujące się przy życiu w takie formie zdominowały oceany na około milion lat.
Jak wynikach z modeli opracowanych na postawie lokalizacji i wieku znalezisk, kiedy tylko ciemność spowodowana uderzeniem planetoidy złagodniała, miksotorficzne glony z obszarów przybrzeżnych zaczęły stopniowo rozprzestrzeniać się na otwarte wody oceaniczne. Wkrótce stały się tam dominującą formą życia i umożliwiły stopniową odbudowę łańcucha pokarmowego. Otworzyło to drogę do powrotu większych istot morskich, które niemal całkowicie zniknęły z oceanów po apokaliptycznych czasach.
Wyniki badań ilustrują niezwykłą umiejętność przystosowania się planktonu oceanicznego i jego zdolność do szybkiej ewolucji. Równocześnie jednak widzimy dowody na to, że w przypadku roślin, u których wymiana pokoleń trwa jeden dzień, nagła zmiana klimatu może oznaczać wymarcie w ciągu roku.
Współcześni krewni, czy może potomkowie tych glonów wciąż mają chloroplasty, czyli organella komórkowe umożliwiające żywienie poprzez wykorzystanie światła słonecznego do przetwarzania dwutlenku węgla i wody w pożywienie. Kiedy możliwości fotosyntezy zostały w pełni przywrócone, algi z czasem utraciły zdolność żywienia się innymi stworzeniami i powróciły do tej formy, którą znamy także dzisiaj.
Badania źródłowe: "Algal plankton turn to hunting to survive and recover from end-Cretaceous impact darkness" Science Advances (2020). DOI: 10.1126/sciadv.abc9123
Opracowano na podstawie artykułu To survive asteroid impact, algae learned to hunt opublikowanego na portalu Phys.org.
