Världen förändrades för alltid för cirka tre miljoner år sedan, har forskare trott. Vid den tidpunkten förband för första gången ett band av torr mark Nord- och Sydamerika, när Isthmus of Panama frigjorde sig från det omgivande vattnet. Den nya landbryggan gjorde det möjligt för växter och djur att resa fritt mellan de två kontinenterna och kolonisera nya världar. Den förändrade också havsströmmarna och inledde en istid.
Nu ifrågasätts detta läroboksdatum. Syd-nord-förbindelsen skedde för cirka 15 miljoner år sedan och kanske till och med tidigare, inte för ynka tre miljoner, hävdar Camilo Montes, geolog vid Andesuniversitetet i Bogotá. I en rad studier under de senaste fyra åren har Montes och en liten men högljudd grupp av evolutionsbiologer och geologer föreslagit detta äldre datum som till stor del grundar sig på åldern på stenar och fossiler som grävts fram i samband med utvidgningen av Panamakanalen nyligen. “Det arbete som stöder detta nya datum är vackert. Det är helt enkelt en vattentät historia”, säger Peter Molnar, geolog vid University of Colorado Boulder.
Den äldre åldern är vetenskapligt sett omskakande. Om den stora istiden för cirka tre miljoner år sedan inte utlöstes av holmen betyder det att en annan, okänd faktor spelade en viktig roll för att bestämma denna dramatiska naturliga klimatsvängning. Det gör det också svårare att förklara varför några av Amerikas mest karismatiska arter – kamelliknande djur som alpacka och lama, bedårande sengångare och utdöda jätteterrorfåglar – inte rörde sig mellan kontinenterna förrän för cirka tre miljoner år sedan.
På grund av konsekvenserna förväntade sig Montes mothugg. Vad han har fått är dock en häftig vetenskaplig strid. Anthony Coates, paleobiolog vid Smithsonian Tropical Research Institute i Panama och försvarare av det tidigare accepterade datumet – han gjorde en stor del av forskningen bakom det – skrockar för idén om ett 15 miljoner år gammalt samband och kallar analysen “slarvig” och “slarvig”. Han och ett team av 30 andra forskare kastade ner handsken i en artikel i Science Advances från 2016 och hävdade att de nyblivna forskarna hade otillräckliga data för att stödja sin nya teori. Montes, å sin sida, säger att Coates ännu inte har lyckats täppa till de hål i den gamla modellen som öppnats av de nya resultaten.
Här är vad forskarna är överens om: När den stora sydliga landmassan som kallas Gondwanaland bröts upp för cirka 180 miljoner år sedan började den platta av jordskorpan som bär Sydamerika sin långa vandring från dagens Afrika till sin nuvarande plats. För 50 miljoner år sedan var Central- och Sydamerika åtskilda av hundratals kilometer och en havssträcka på två kilometers djup. Denna djupa centralamerikanska havsväg (CAS) skapade en skarp avgränsning inte bara mellan de nord- och sydamerikanska landmassorna utan också mellan deras arter. För 15-20 miljoner år sedan hade CAS blivit mycket grundare, men höll fortfarande landområdena åtskilda. Geologiska och fossila data som Coates hade samlat in på 1960- och 70-talen visade att Panama inte helt överbryggade klyftan förrän cirka tre miljoner år före idag.
År 2008 fick Montes ett forskningsanslag på 1 miljon dollar från Panamakanalmyndigheten när en nyare, djupare kanal höll på att byggas för att möjliggöra passage av allt större lastfartyg. Montes ville förfina dateringarna av stenarna i området med hjälp av magnetiska och kemiska analyser för att ge mer exakta dateringar av fossiler. Han förväntade sig helt och hållet att datumen skulle konvergera kring den accepterade åldern för isthmusstängningen – men det gjorde de inte. I stället fann han att stenarna var 10 miljoner till 15 miljoner år gamla.
Förvirrad över diskrepansen vände sig Montes till en typ av kristall som kallas zirkon för att lösa problemet. Zirkoner fångar ofta in och bevarar små mängder radioaktivt uran i sina kärnor när de bildas. Detta uran sönderfaller i en jämn takt, likt en klockas tickande, vilket gör det perfekt för att datera gamla stenar. Med hjälp av prover från San Blasbergen, som sträcker sig längs Panamas nordöstra kust och in i Colombia, visade Montes att denna vulkaniska bergskedja började bildas för cirka 70 miljoner år sedan och hade bidragit till att stänga holmen senast för cirka 10 miljoner år sedan. Han presenterade sina första resultat om att isthmusens bildning var äldre och mycket mer komplicerad än vad man tidigare trott vid The Geological Society of America 2012.
Nya fossildata gav ytterligare stöd för Montes hypotes. Evolutionsbiologerna Christine Bacon vid Göteborgs universitet i Sverige och Carlos Jaramillo vid Smithsonian Tropical Research Institute analyserade evolutionsträden för 3 589 arter som finns i både Nord- och Sydamerika och som korsade holmen. Uppgifterna, som publicerades i Proceedings of the National Academy of Sciences i maj 2015, visade på flera stora förflyttningar över holmen, inklusive en så långt tillbaka som för 23 miljoner år sedan. För Bacon bidrog arter som reste från norr till söder till Sydamerikas enorma biologiska mångfald, och om organismerna började resa tidigare än förväntat kan denna biologiska mångfald ha tagit mycket längre tid att uppstå och utvecklas än vad man tidigare trott.
Coates anser inte att Montes zirkondata är tillräckliga för att skriva om historien. Inte heller Bacons fossildata är det, säger han. Arter korsar öppna hav hela tiden. Det är så öar som Hawaii och öarna i Karibien befolkades. Och även om det fanns en tidig migration, visar Coates fossila uppgifter att stora däggdjur som sengångare och lamas förfäder började korsa holmen i massor först för cirka tre miljoner år sedan. För att motbevisa Montes och Bacon har Coates pekat på marina fossil som visar att identiska små varelser som foraminifera (små encelliga organismer med skal) kan hittas i både östra Stilla havet och Karibien fram till för ungefär tre miljoner år sedan. Detta tyder på att det fanns en sträcka av öppet hav fram till detta datum, vilket gjorde det möjligt för foraminifera att passera obehindrat. “Många växter och djur kan korsa öppet hav, men marint liv kan inte bara gå över torra land”, säger Coates.
Coates och några andra geologer tror att det som nu är dagens Panama kan ha börjat titta upp över vågorna tidigt, men att det förblev en serie öar fram till för cirka tre miljoner år sedan, då holmen slutligen stängdes. Coates jämför denna process med det som för närvarande sker i Indonesien. Den australiensiska plattan gränsar för närvarande till den eurasiska plattan, men de två landmassorna var inte alltid så nära varandra och höll tydligen djurarter åtskilda. Skorpplattorna rör sig fortfarande, och forskarna förutspår att öarna i en del av Indonesien så småningom kommer att bilda en sträcka av torrt land, ungefär som Isthmus of Panama gjorde flera miljoner år tidigare. Det är den indonesiska modellen som Coates och 35 andra författare citerar i sitt motargument i Science Advances från augusti 2016 mot Montes och kollegors arbete.
Montes-modellen lämnar en del frågor obesvarade, säger Andrew Crawford, biolog vid University of the Andes, även om han säger att han “lutar åt” det äldre datumet. Crawford har föreslagit en hypotes i en studie i Geology från 2016, med Bacon som medförfattare, som skulle kunna förklara både den tidiga isthmusen och den sena ankomsten av många djur. Före istiden kan det som nu är centralamerikansk djungel ha varit mycket torrare savann, vilket kan ha stört stora djurs förflyttning eftersom de inte kunde anpassa sig till de torra förhållandena och hitta lämplig föda. “Grodor kan fysiskt bestiga berg, men de gör det inte på grund av miljöhinder som regn och kyla”, säger Crawford och menar att miljöhinder kan ha stört utbytet av arter.
Då finns mysteriet med den tre miljoner år gamla istiden. Forskare har i allmänhet trott att CAS:s stängning försköt havsströmmarna, som förändrade vädermönstren genom att föra fuktig tropisk luft till Arktis via Golfströmmen. Denna luft släppte sin fuktighet på de kyliga nordliga breddgraderna, vilket blev grunden för massiva isskikt som till slut täckte stora delar av det norra halvklotet. Men om havsvägen mellan Central- och Sydamerika blockerades flera miljoner år innan istiden började – vilket Montes hävdar – måste forskarna hitta en annan utlösande faktor. Molnar säger att geologer och oceanografer har föreslagit en rad olika hypoteser, även om ingen av dem anses vara en definitiv förklaring.
“Istället för att vara oense borde vi vara ute och samla in mer data”, säger Bacon. De kontinenter hon studerar slogs så småningom samman till en enhetlig massa, men det är en gissning om huruvida, eller när, den vetenskapliga förståelsen av isthmusen kommer att ge samma resultat.