Han ska avslöja de tidigaste djurens hemligheter

7 december 2020

Ben Slater vid ett mikroskop

Ben Slater, paleontolog vid institutionen för geovetenskaper vid Uppsala universitet, studerar mikroskopiskt små fragment av organismer som levde alldeles före den kambriska explosionen.

För ungefär 580 miljoner år sedan hände något som för alltid skulle förändra jorden. Komplext liv uppstod och de första djuren såg dagens ljus. Vilka var de här varelserna? Och hur levde de? Det vill Ben Slater, paleontolog vid Uppsala universitet, med hjälp av ny teknik, ta reda på.

Vi vet idag väldigt lite om de första djuren eller hur de uppstod. Fossilfynden är få och inte alldeles lätta att tolka. Men på några få platser i världen, i närmare 580 miljoner år gamla bergarter, har avtryck från mycket tidiga komplexa, flercelliga mjukvävnadsdjur hittats. Vissa påminner om maneter eller sjöpennor, och en del liknar ingenting som vi känner till.  De här märkliga fossilen brukar benämnas ediacarafaunan efter den geologiska tidsperioden ediacara (635–541 miljoner år sedan) som de levde under.

Vid den här tiden såg jorden mycket annorlunda ut mot idag. Till exempel låg de kontinenter som fanns koncentrerade söder om ekvatorn.

– Det var en främmande värld som vi knappt skulle känna igen. Det fanns inga växter, så marken var öde och väldigt bergig. Syrehalten var mycket lägre än idag.  Det fanns gott om liv i havet, men innan djuren utvecklades fanns ingenting som rörde sig längs havsbotten eller simmade. Livet var fortfarande statiskt, berättar Ben Slater.

Nyupptäckt fossil

Nyligen tilldelades han ett bidrag från Vetenskapsrådet för att under fyra år utforska ediacaras gåtfulla djurliv. Mer exakt innebär det att han ska undersöka en nyupptäckt sorts fossil, så kallade SKF, vilket står för små kolhaltiga fossiler.

– Det är i huvudsak små fragment av djur och andra organismer och de har inte studerats från ediacara tidigare, säger Ben Slater.

Den sorts fossil Ben Slater ska undersöka kallas
SKF och är inte ens en millimeter stora. Fotot
visar sådana fossil, i det här exemplet
mikroskopiska fragment av djur från kambrium.
Foto: Ben Slater

De SKF han ska studera är 580-540 miljoner år gamla och från senare delen av ediacaraperioden, alltså från den tid då de första djuren utvecklades. Svårigheten är att fragmenten är ytterst små, inte ens en millimeter stora, och inbäddade i sten. För att komma åt själva fossilen använder han sig av en ny teknik. I korthet går det ut på att först lösa upp stenen i syra och sedan filtrera ut det organiska materialet som därefter kan studeras under mikroskop. Förutom vanligt mikroskop kommer dessa mycket små fossiler studeras i svepelektronmikroskop som gör det möjligt att se detaljer på nanometernivå.

Undersöka ekosystemen

Den riktigt stora utmaningen blir att identifiera fragmenten för att i nästa steg försöka pussla ihop dem och skapa en bild av hur djuren såg ut. Vad han vill undersöka är hur ediacarafaunan är besläktad med yngre fossil och med dagens livsformer. Mikrofossilen kan också ge svar på hur ekosystemen var uppbyggda.

– Vi vill ta reda på vilken sorts habitat de första djuren levde i. Hur såg ekosystemet ut? Till exempel hoppas vi hitta, förutom fossiler från djuren själva, kvarlevor från andra organismer som byggde upp ekosystemen: de sjögräs, alger och bakterier som delade djurens miljö. Det kommer hjälpa oss att bestämma de tidigaste djurens kost och ekologi, säger Ben Slater.

Ediacarafaunan verkar försvinna vid övergången till den efterföljande tidsperioden kambrium (541-485 miljoner år sedan), då något som skulle kunna beskrivas som en milstolpe i evolutionen skedde – den kambriska explosionen som innebar att en mycket kraftig diversifiering av djuren. Under en relativt kort tidsperiod dök många av de största djurgrupperna upp. Trilobiter och andra leddjur, blötdjur och ryggradsdjurens gemensamma förfäder är bara några exempel på djur dem som utvecklades under den här tiden.

Vad hände med djuren?
– Vi fokuserar på vad som finns nära gränsen mellan ediacara och kambrium. Vi vet inte vad som hände med djuren från ediacara. Kanske skedde ett massutdöende? Eller kanske är ediacarafaunan de tidigaste släktingarna till de mer välkända djurgrupperna som kommer senare? säger Ben Slater som känner sig ganska säker på att hitta några av förfäderna till kambriums varelser redan under ediacara.

En bit skiffer som bildades för mer än en halv miljard  år sedan döljer rester av det djurliv som fanns vid den tiden. Foto: Johan Wahlgren.

En teori till vad som satte igång den kambriska explosionen är att nya rovdjur uppkom vilket i sin tur kan ha drivit på utvecklingen mot att allt fler djur utrustades med hårda skal och hårda exoskelett som ett skydd mot angrepp. Andra grävde ner sig i bottensedimentet. Båda överlevnadsstrategierna har lämnat fossila spår.

– Jag tycker att det här är det mest intressanta tiden i hela livets historia på jorden. Den utgör en brytpunkt mellan den gamla mikrobiella världen under prekambrium och de moderna, dynamiska ekosystemen vi ser idag. Djurens utveckling har för alltid förändrat hur vår jord ser ut, och det är här allt börjar, säger Ben Slater.