Nationale Akademie der Wissenschaften

Forschungsinteressen

Ich interessiere mich allgemein für die Entwicklung des Lebens, die Entwicklung der Umwelt an der Erdoberfläche und die Beziehungen zwischen diesen beiden Bereichen. Mein besonderes Interesse gilt der Paläontologie des Archaikums und Proterozoikums, der Karbonatsedimentologie und der Biogeochemie. Frühere und aktuelle Projekte umfassen Untersuchungen zu ausgewählten Problemen der Erdgeschichte des Phanerozoikums. Zu den aktuellen Forschungsgebieten gehören sowohl die frühe Evolution des Lebens als auch die Diversifizierung der Tiere im Neoproterozoikum und Kambrium.

Der universelle Lebensbaum ist eine Darstellung der genealogischen Beziehungen aller existierenden Organismen, die in erster Linie auf Vergleichen von Molekularsequenzdaten beruht. Er ist als eine abgeleitete Evolutionsgeschichte zu verstehen, die zum Vergleich mit den in Sedimentgesteinen verschlüsselten direkten Evolutionsaufzeichnungen einlädt. Da Pflanzen und Tiere auf den obersten Hauptästen des Stammbaums angesiedelt sind, müssen paläontologische und biogeochemische Beweise für die viel tiefere Geschichte des Lebens in den Gesteinen des Archaikums und Proterozoikums gesucht werden. Seit mehr als einem Jahrzehnt erforschen wir die systematische Paläontologie, die Paläoökologie und die evolutionäre Interpretation von Fossilien aus dem Proterozoikum.

Gegenwärtig befassen wir uns mit detaillierten Studien von außergewöhnlich gut erhaltenen ein- und mehrzelligen Algen aus Phosphoriten in China, die kurz vor der Ediacaran-Strahlung der Tiere entstanden sind, sowie mit verschiedenen Fossiliengruppen aus ca. 850 Millionen Jahre alten Gesteinen in der Grande Nation. 850 Millionen Jahre alte Gesteine im Grand Canyon, mehrzellige Chromophytenalgen aus 1000 Millionen Jahre alten Schiefergesteinen in Ostsibirien und hervorragend erhaltene Mikrofossilien aus ca. 1700 Millionen Jahre alten Abfolgen im Norden Australiens. Die „Kambrische Explosion“ hat seit Darwin das Interesse der Wissenschaftler auf sich gezogen, aber erst in den letzten Jahren sind genügend Daten über die Molekularbiologie der Entwicklung und die Umweltveränderungen zwischen Neoproterozoikum und Kambrium zusammengekommen, um eine kritische Bewertung dieses bemerkenswerten Intervalls evolutionärer Veränderungen vorzunehmen.

In Harvard haben wir zur Entwicklung chemostratigraphischer Methoden beigetragen, die eine Möglichkeit bieten, Abfolgen an der PC-C-Grenze unabhängig von den Tieren zu korrelieren, die wir bewerten wollen. Wir haben auch an stratigraphischen und radiometrischen Studien mitgewirkt, die den Zeitpunkt dieser Ereignisse genau eingegrenzt haben; wir haben geochemische Daten produziert, die die Hypothese unterstützen, dass der atmosphärische Sauerstoffgehalt anstieg, kurz bevor sich makroskopische Tiere entwickelten; und wir haben gezeigt, dass das Phytoplankton eine Entwicklungsdynamik aufweist, die derjenigen der PC-C-Tiere sehr ähnlich ist, was darauf hindeutet, dass die Ökologie eine wichtige Rolle bei der kambrischen Explosion gespielt hat, die sich über die Königreiche erstreckt.