10. september 2019

Bliver Jordens iltniveau styret af dyrene?

Ilt

Forskere har for første gang målt, hvordan mængden af alger og Jordens iltniveau påvirker hinanden -  det man kunne kalde ”Jordens hjerterytme”. Undersøgelser af 540 millioner år gammelt kalk tyder på, at det ikke kun er iltniveauet, der påvirker dyr, men at dyrene derimod kan være med til at regulere iltniveauet.

Dyrelivets historie er bevaret i klipper formet af urgamle have.
Foto: Artem Kouchinsky

For ikke mindre end 540 millioner år siden skete der et kæmpe boom i mangfoldigheden blandt dyr på Jorden. De første større dyr udviklede sig i det, der i dag kendes som den kambriske eksplosion. I den efterfølgende tid udviklede dyrene sig og voksede sig større, men i takt med dyrenes udvikling, faldt iltniveauet i atmosfæren, og det bremsede udviklingen midlertidigt, mens efterfølgende iltning og opblomstring af alger tilførte energi til fødekæden og satte fut i eksplosionen af liv.

Nu har forskere fra GLOBE Institute på Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet, i et nyt videnskabeligt studie fundet ud af, at dyrene formentlig selv har været med til at regulere iltniveauet og dermed til indirekte at kontrollere deres egen udvikling.

”Vi er for første gang lykkedes med at måle ”Jordens hjerterytme” – forstået som dynamikken mellem iltniveauet og produktiviteten på Jorden. Vi har fundet ud af, at det ikke kun er miljøet og iltniveauet, der påvirker dyrene, men at det højst sandsynligt også er dyrene, der påvirker iltniveauet,” siger lektor bag studiet Tais Wittchen Dahl fra GLOBE Institute.

Muddergravende dyr sænkede iltniveauet
For at forstå, hvad der styrer iltniveauet på Jorden, har forskerne kigget på kalksten aflejret på havbunden, under den kambriske eksplosion for 540-520 millioner år siden. Forholdet mellem uran-238 og uran-235 i den gamle kalk har afsløret, hvor meget ilt der har været i verdenshavet på det pågældende tidspunkt. Forskerne har på den måde kunnet se nogle kraftige skift mellem to ekstreme tilstande, hvor havbunden var dækket af henholdsvis iltholdige eller iltfri vandmasser. Og det er disse global-skala svingninger, de mener, at dyrene selv har været med til at forårsage.

Under den kambriske eksplosion udviklede havdyrene sig, blev større, begyndte at bevæge sig på havbunden, æde hinanden og fik skeletter og skaller. Særligt er udviklingen af bevægelse interessant, fordi dyrene pløjede gennem havbundens mudder. Det gjorde, at meget af det fosfat, der var i vandet, i stedet blev bundet i havbunden. Fosfat er næringstof for alger i havet, og alger laver fotosyntese, som danner ilt.

”Mindre fosfat gav færre alger, som over geologisk tid førte til mindre ilt på Jorden. De iltfattige forhold gjorde, at de større dyr flyttede sig. Fordi dyrene var væk, kunne iltniveauet igen stige og skabe gunstige leveforhold, og så gentog processen sig,” forklarer Tais Wittchen Dahl.

”På den måde var de muddergravene dyr selv med til at kontrollere iltniveauet og bremse den ellers eksplosive udvikling af liv. Det er helt nyt, at vi kan sandsynliggøre, at der er den her dynamik mellem dyrene og miljøet. Og det er en meget vigtig opdagelse for forståelsen af de mekanismer, der styrer iltniveauet på Jorden.”

Liv på andre planeter
Forståelsen af hvilke mekanismer, der kontrollerer iltniveauet på vores planet, er ikke kun vigtig for livet på Jorden. En bedre forståelse af dynamikken mellem ilt og liv, Jordens hjerterytme, vil også bringe os tættere på at kunne forstå eventuelt liv på andre planeter.

”Ilt er en biomarkør – altså noget af det, man kigger efter, når man leder efter liv andre steder i universet. Og hvis livet i sig selv er med til at kontrollere iltniveauet, vil det være meget mere sandsynligt, at der også findes liv de steder, hvor der findes ilt,” siger Tais Wittchen Dahl.  

Fortolkningen af de millioner af år gamle dynamikker er det tætteste, man kan komme på at lave et globalt eksperiment. Da det ikke er muligt at gå ud at teste, hvordan man kan påvirke det globale iltniveau i dag, må forskerne i stedet ty til fortiden for at få en forståelse af de dynamikker, der udgør Jordens hjerterytme – og måske blive klogere på livet på vores egen og på andre planeter.

Projektet er blevet til med støtte fra VILLUM Fonden og Det Frie Forskningsråd - FNU.

Læs hele studiet 'Atmosphere-ocean oxygen and productivity dynamics during early animal radiations'  i det videnskabelige tidsskrift PNAS.


Kontakt:
Lektor Tais Wittchen Dahl
+45 35 32 23 56
tais.dahl@ign.ku.dk

Pressemedarbejder Amanda Nybroe Rohde
+45 23 64 94 25
amanda.rohde@sund.ku.dk