Det bästa med jobbet, säger Bridget Wade, är studenterna: en labbgrupp med master- och doktorandforskare, många av dem från andra länder, som arbetar med klimatförändringar, evolution och reparationen av den geologiska tidsskalan. Den andra delen är mikroskopet. Varje dag är olik den förra, och de flesta av dem böjer hon sig över okularet och betraktar märkvärdigt fossilt plankton från årmiljoner tillbaka. Ingenting av detta var planerat. Hon sökte till universitetet för att läsa engelsk litteratur och kom inte in på sina betyg, något hon i dag räknar som vändpunkten i sitt liv, även om hon påpekar att hon fortfarande ägnar större delen av sin tid åt att läsa och skriva, så kanske ligger de två världarna inte så långt ifrån varandra.
Det som ligger under linsen är planktoniska foraminiferer, encelliga marina protister ungefär stora som ett sandkorn. Skalen består av kalciumkarbonat, och när djuren dör sjunker skalen ned i de marina sedimenten och hopas, år efter år, till ett långt och läsbart arkiv. Wade utgår från borrkärnor genom detta arkiv, tagna av International Ocean Discovery Program, räknar arter för att mäta hastigheten hos evolution och utdöenden, och läser av de syre- och kolisotoper som är inneslutna i skalen för att rekonstruera havstemperaturer, glaciala och interglaciala cykler och produktiviteten i forntida hav.
Gruppen är väldig och mycket gammal. Foraminifera betyder hålbärare på latin, efter de porer som förbinder kamrarna i ett mångkammigt skal, och mer än 50 000 arter är erkända, fossila såväl som nu levande. De flesta är mindre än en millimeter. De flesta lever på eller i havsbottnen; endast ett fyrtiotal nu levande arter svävar fritt i vattenmassan, utlämnade åt strömmarna, och det är dessa som regnar ned överallt. Deras hopade skal täcker havsbottnen världen över, ett arkiv som sträcker sig omkring 560 miljoner år tillbaka.
Någonstans i det arkivet ligger en gåta som har förblivit olöst i sjuttio år. Många planktoniska foraminiferer bygger snäckliknande, spiralvridna skal, och vissa arter uppvisar en stark preferens för att vrida sig åt ett bestämt håll, vänster eller höger. I början av 1950-talet, när de första borrkärnorna från havsbottnen gjorde det möjligt att arbeta sig lager för lager genom staplade sediment, lade den schweiziske mikropaleontologen Hans Bolli märke till att preferensen inte var fast: hos flera arter förändrades den över tid. År 1959 sorterade den marine geologen David Ericson, kärnspecialist vid Columbia University’s Lamont Geological Observatory, hundratals skal av Neogloboquadrina pachyderma från Nordatlanten och fann vad som såg ut som ett svar. Under istiderna vred sig skalen åt vänster, under varmare perioder åt höger. Han kunde inte förklara varför en spiral skulle bry sig om klimatet, men han misstänkte att temperaturen styrde.
Temperaturhypotesen överlevde i decennier och föll sedan sönder från två håll. År 2006 publicerade Kate Darling, i dag hedersprofessor vid University of Stirling, genetiska resultat som visade att de vänster- och högervridna varianterna av N. pachyderma inte alls är varianter utan två skilda arter, var och en med sin egen vridningsriktning. År 2013 undersökte den evolutionära paleobiologen Yurika Ujiié, i dag professor vid Kochi University i Japan, kiraliteten hos flera foraminiferarter insamlade i flera hav och fann att den inte följde temperaturen. Det fanns också en rent begreppslig svårighet: det är svårt att se vilken fördel en vridningsriktning skulle kunna ge en encellig organism utan någon uppenbar höger- eller vänstersidighet. Redan tidigare hade arbeten vid en borrplats i södra Stilla havet varnat för att vridningen hos N. pachyderma inte stabiliserades i sitt nutida mönster förrän i tidig pliocen, och därför inte alls kan användas för att läsa av temperaturer i äldre faunor.
Det som drog in Wade var geografin. Efter årtionden med sedimentkärnor märkte hennes grupp att flera foraminiferarter tycktes byta skalriktning vid ungefär samma tidpunkt på olika breddgrader i Atlanten, Indiska oceanen och Stilla havet. Hos en art såg skiftet nästan ögonblickligt ut, såväl i tropikerna som på höga breddgrader. Vad det än var som skedde var det inte begränsat till ett enda havsbäcken. Gruppen sammanställde därför fem decenniers publicerade vridningsräkningar och analyserade mönstren hos flera planktoniska arter 56 miljoner år tillbaka, och i varje enskilt fall fann de skiften spridda över flera bäcken och klimatzoner. Paragloborotalia siakensis gick från blandad till vänstervriden för 15 miljoner år sedan. Globorotalia scitula vände två gånger, till vänstervridning för 15 miljoner år sedan och till högervridning för 10 miljoner år sedan. Det framstår som verkligt gåtfullt, skrev författarna, att en art kan existera i miljontals år med vridningen åt ett håll och sedan plötsligt kasta om utan någon synbar orsak.
Det bästa fallet var Pulleniatina obliquiloculata: en ovanligt detaljerad fossil dokumentation, fortfarande levande i dag, närvarande i tropiska hav överallt. Under de senaste 860 000 åren har den vridit sig nästan uteslutande åt höger. Dessförinnan kastade den om, globalt, med några tusen års mellanrum. ”Det var en stor överraskning, för om det hade varit en lokal händelse vore det lättare att tänka sig en lokal miljöförändring”, sade Wade. Lokalt var det inte.
Släktet erbjuder en ovanligt god provbänk. Pulleniatina uppstod under sen miocen, och dess sex morfoarter har tillsammans med vridningsförändringarna och en betydande lucka i den atlantiska dokumentationen i decennier använts för att korrelera tropiska och subtropiska djuphavsavlagringar: en nyligen genomförd studie kalibrerade om 183 publicerade Pulleniatina-bioevent världen över mot en dokumentation av släktets hela historia, borrad i utbredningsområdets centrum i den västra Stillahavsvarmpölen. Räkningar med högre upplösning från två borrkärnor på var sin sida om det indonesiska genomflödet, en i Stilla havet och en i Indiska oceanen, visade sedan något ännu märkligare. Genom isotopmätningar på enskilda exemplar fann forskarna att vänster- och högervridna skal hämtade ur ett och samma sedimentprov kunde skilja sig avsevärt i både kol och syre, vilket antyder att de två populationerna levde ekologiskt åtskilda; i ett fall skilde de sig också i storlek. Den föreslagna förklaringen var att stora svängningar i vridningsförhållandet orsakas av kryptiska populationer som ersätter varandra i konkurrensdrivna svep, en evolutionsform som annars oftare förknippas med asexuella organismer.
Det är i allt väsentligt den hypotes som Wades syntes för fram. Haven ser enhetliga ut men är det inte: de är uppdelade i livsmiljöer som skiljer sig i temperatur, strömmar, ultraviolett ljus, kemi och syre, och en till synes global art kan dölja flera genetiskt skilda, kryptiska arter. Om en av dessa dolda arter förvärvade någon bred fördel kunde den sprida sig med strömmarna och genom sin egen framgång i ett gigantiskt populationssvep, föra en enda vridningsriktning till dominans och prägla in händelsen i fossildokumentationen. ”Att de kastar om betyder, enligt min mening, att de har artbildats”, sade Darling, som inte deltog i studien. Wade grep efter en mer närliggande jämförelse: det liknar en aning hur en covid-19-variant blev talrik på en plats och sedan, med ett litet överlevnadsövertag gentemot en annan genetisk variant, svepte fram till dominans nästan överallt.
Omformulerad på det sättet är kiraliteten ingen anpassning alls utan en markör: en synlig etikett på en osynlig händelse. Ersättningar av det slaget skulle normalt inte lämna några spår och blir läsbara först när de konkurrerande grupperna råkar skilja sig i vridningspreferens, vilket är skälet till att skiftena talar för ekologisk artbildning driven av habitatuppdelning i det öppna havet snarare än för reproduktiv isolering enbart. Det finns tecken på samma uppdelning på annat håll: hos Globorotalia truncatulinoides förkalkas vänstervridna exemplar djupare ned i vattenmassan än högervridna, och perioder då de vänstervridna dominerade pekar mot att det permanenta språngskiktet i temperaturen låg djupare.
Alla är inte beredda att låta skal falla samman med arter. Vridningsriktningen tycks visserligen ha en genetisk grund, varnar Ujiié, men det betyder inte nödvändigtvis att höger- och vänstervridna individer utgör skilda genetiska populationer. Och den äldre frågan står orörd: varför skulle en hel population över huvud taget vrida sig åt ett och samma håll, när gott om arter delar upp sig ungefär hälften på varje håll? Julie Meilland, forskare vid Cerege i Frankrike, som inte ingick i studien, odlar foraminiferer och finner att hennes vridningsförhållanden inte alltid stämmer med vad fossilarbetet skulle förutsäga. ”Jag tror att det kan handla om gener, om rekombination, om att de försöker utvecklas, om miljön, och också om tur och helt enkelt om livet”, sade hon.