Fosil ‘hantu’ mengungkap mikroorganisme yang selamat dari peristiwa pemanasan laut purba

Berlangganan buletin Teori Keajaiban CNN. Jelajahi alam semesta dengan berita tentang penemuan luar biasa, kemajuan ilmiah, dan banyak lagi.

CNN
–

Penemuan tak terduga dari fosil “hantu” milik mikroorganisme purba dapat memberikan wawasan tentang bagaimana kehidupan berinteraksi dengan perubahan iklim di lautan Bumi.

Melihat melalui mikroskop yang kuat, para peneliti terkejut melihat kesan yang ditinggalkan oleh plankton bersel tunggal, atau nanoplankton fosil, yang hidup jutaan tahun yang lalu – terutama karena mereka menganalisis sesuatu yang lain.

Sebuah studi rinci dari temuan, diterbitkan Kamis di jurnal Sains.

“Penemuan fosil hantu benar-benar kejutan,” kata penulis studi Sam Slater, seorang peneliti di Museum Sejarah Alam Swedia di Stockholm.

Kami sebenarnya mempelajari serbuk sari fosil dari batuan yang sama. Saya belum pernah melihat gaya pelestarian fosil ini sebelumnya, dan penemuan ini sangat mengejutkan karena sidik jari telah ditemukan berlimpah dari bebatuan di mana fosil nano alami langka atau hilang sama sekali. ”

Ketika para peneliti memeriksa serbuk sari di bawah mikroskop elektron, kata Slater, mereka memata-matai “lubang-lubang kecil” di permukaan serbuk sari. Ketika mereka memperbesar untuk melihat kawah dengan kaca pembesar ribuan kali, mereka melihat struktur yang rumit.

Struktur tersebut adalah jejak yang ditinggalkan oleh eksoskeleton nanoplankton yang disebut coccolithophores.

Plankton mikroskopis ini masih ada sampai sekarang, dan mereka mendukung jaring makanan laut, menyediakan oksigen dan menyimpan karbon di sedimen dasar laut. Coccolithophore mengelilingi selnya dengan coccolith, atau pelat berkapur keras, yang dapat membatu menjadi batu.

Meskipun kecil sebagai individu, mereka dapat menghasilkan bunga yang terlihat seperti awan di lautan yang dapat dilihat dari luar angkasa. Begitu mereka mati, kerangka luar mereka hanyut ke dasar laut. Ketika terakumulasi, eksoskeleton bisa berubah menjadi batu seperti kapur.

Fosil hantu muncul ketika sedimen dasar laut berubah menjadi batu. Lapisan lumpur yang terakumulasi di dasar laut menekan lempeng getah keras dengan bahan organik lainnya, seperti serbuk sari dan spora. Seiring waktu, air asam yang terperangkap di dalam rongga berbatu melarutkan jus. Yang tersisa hanyalah kesan pada batu yang pernah mereka buat.

“Pelestarian fosil nano hantu ini benar-benar luar biasa,” kata rekan penulis studi Paul Bowen, profesor mikrobiologi di University College London, dalam sebuah pernyataan.

“Fosil hantu sangat kecil—panjangnya sekitar lima per seribu milimeter, lima belas kali lebih sempit dari lebar sehelai rambut manusia!—tetapi detail pelat aslinya masih cukup terlihat, menempel pada permukaan bahan organik purba, meskipun piring itu sendiri telah memudar, kata Bowen.

Penelitian sebelumnya mencatat penurunan fosil ini selama peristiwa pemanasan global sebelumnya yang mempengaruhi lautan, membuat para ilmuwan percaya bahwa plankton mungkin telah terpengaruh secara negatif oleh pengasaman laut dan perubahan iklim secara umum.

Fosil hantu menceritakan kisah yang sama sekali berbeda, memberikan catatan yang menunjukkan bahwa coctophores berlimpah di laut selama tiga peristiwa pemanasan laut 94 juta, 120 juta dan 183 juta tahun yang lalu melalui periode Jurassic dan Cretaceous.

“Biasanya, ahli paleontologi hanya mencari fosil itu sendiri, dan jika mereka tidak menemukannya, mereka sering berasumsi bahwa komunitas plankton purba telah runtuh,” rekan penulis studi Fifi Vajda, seorang profesor di Museum Sejarah Alam Swedia, mengatakan dalam sebuah pernyataan. .

“Fosil hantu menunjukkan kepada kita bahwa terkadang catatan fosil memperdaya kita, dan ada cara lain di mana nanoplankton berkapur ini dapat diawetkan, yang harus dipertimbangkan ketika mencoba memahami respons terhadap perubahan iklim di masa lalu.”

Para peneliti awalnya berfokus pada Peristiwa Anoksik Kelautan Toarcian, ketika gunung berapi melepaskan peningkatan jumlah karbon dioksida di belahan bumi selatan dan menyebabkan pemanasan global yang cepat 183 juta tahun yang lalu selama awal Jurassic.

Para ilmuwan telah menemukan fosil hantu di Inggris, Jepang, Jerman dan Selandia Baru yang terkait dengan peristiwa ini, serta sampel yang ditemukan di Swedia dan Italia terkait dengan pemanasan laut masing-masing 120 juta tahun dan 94 juta tahun yang lalu.

Memahami fosil hantu dapat membantu peneliti mencari mereka di celah lain dalam catatan fosil dan lebih memahami periode pemanasan sepanjang sejarah Bumi.

Plankton tidak hanya tahan terhadap suhu tinggi—mereka benar-benar terdiversifikasi dan berkembang biak, yang mungkin bukan hal yang baik untuk spesies lain.

Mekarnya plankton yang besar bukanlah tanda bahwa suatu ekosistem sedang dalam masalah, tetapi ketika mekarnya mati dan tenggelam ke dasar laut, pembusukannya menggunakan oksigen dan mengeringkannya dari air, berpotensi menciptakan area di mana sebagian besar spesies tidak dapat bertahan hidup.

“Daripada menjadi korban dari peristiwa pemanasan global sebelumnya, catatan kami menunjukkan bahwa penyebaran plankton berkontribusi pada perluasan zona mati laut – daerah di mana tingkat oksigen di dasar laut terlalu rendah untuk sebagian besar spesies untuk bertahan hidup,” kata Slater.

“Kondisi ini, ketika zona mati meluas dan plankton berkembang biak, mungkin menjadi lebih umum di lautan kita yang semakin memanas secara global,” tambahnya.

Pemanasan global saat ini terjadi lebih cepat daripada peristiwa sejarah ini, dan Slater percaya penelitian ini menunjukkan bahwa para ilmuwan membutuhkan pendekatan yang lebih akurat untuk memprediksi bagaimana spesies yang berbeda akan merespons perubahan iklim global, karena tidak semua dari mereka akan merespon dengan cara yang sama.