paleotóp

paleotóp


Páratlan szépségű rovar-fosszília az amerikai eocénből

2021. augusztus 10. - Fitos Attila

Bámulatosan szép állapotban maradt fenn egy közel 50 millió éves rovar fosszíliája az amerikai Green River Formáció eocén rétegeiben. Bár a Denveri Természettudományi Múzeum kiállításán már 1995 óta megtekinthető, Frank Krell és Francesco Vitali csak a napokban jelentették meg hosszas kutatómunkájuk után született tanulmányukat erről a csodaszép ősmaradványról. A rovar a békalábú levélbogárfélék közé tartozik, ezen a csoporton belül pedig nem csak új fajba, de új nembe (genusba) is sorolták. Így lett a neve Pulchritudo attenboroughi, magyarra fordítva ’Attenborough szépsége’. Fajnevét természetesen – mint ahogy már oly sok újonnan felfedezett élő és kihalt élőlény – a híres brit természetfilmesről, Sir David Attenboroughról kapta, a szerzők bevallása szerint tiszteletük jeléül, hiszen ha a legendás naturalista műsorai nem lettek volna, ők sem biztos, hogy természettudományos pályára lépnek. Genus-nevére szintén rászolgál, hiszen a szakemberek egybehangzó véleménye alapján a példány a legkivételesebb megtartású rovarfosszíliák közé tartozik: még szárnyának egykori mintázata is jól kivehető a finom palás kőzet felületén. A cikk szerzői szerint ennek oka az lehet, hogy a kutikula különböző színű, azaz eltérő pigment tartalmú területei vastagságukban is különbözhettek, így a lenyomaton a mintát képviselő vastagabb régiók egy sötétebb elszenesedett bevonattá alakultak át az idők során.

 e8ixjgtvkaa-gyw.jpgPulchritudo attenboroughi (fotó: Frank Krell)

A bogarak rendkívül masszív kis teremtmények amíg életben vannak. Ám amint elpusztulnak, aránylag rövid idő alatt destabilizálódnak és esnek apró darabokra. A földtörténet távlataira szóló fennmaradás szempontjából ez nem jó hír, hiszen a fosszilizálódásra a legjobb esélyt általában a vizes életterek adják, a bogarak pedig a víz felszínén úszva még könnyebben szétesnek. Mire elérik a betemetődésre alkalmas aljzatot, teljesen széthullanak. Épp ezért szenzációs ez a lelet. A rovarfosszíliák zömét egyedülálló szárnyak vagy azok apró darabjai jelentik, a teljes egészében fennmaradó rovarok általában meglehetősen ritkák.

 2_1.jpgA Green River Formáció egykori élővilága (Julius Csotonyi alkotása)

Szerencsére elvétve találunk a Földön olyan földtani képződményeket, amelyek létrejöttekor a különféle környezeti hatások megfelelő kombinációja gyorsabb betemetődést eredményezett, és a fosszíliák szerencsésen kibírták a felszínformáló erők sokmillió éves játékát is. Ilyenek azok a mai Egyesült Államok területén Colorado, Wyoming és Utah államokban található kőzetrétegek is, amelyek a környékükön napjainkban hömpölygő folyó után a Green River Formáció nevet kapták. Ezt a vidéket az apró bogár kövületét rejtő kőzet létrejöttének idején, az eocén korban már a fiatal Sziklás-hegység láncolata uralta, a hegyek között megbújva pedig tavak rendszere terült el, lenyűgözően változatos élővilággal. A tavak mélyén oxigénhiány lépett fel, ami megkímélte a fenék iszapjába süllyedő állati és növényi maradványokat a különféle baktériumoktól és egyéb dögfaló szervezetektől. A nem mindennapi körülményeknek köszönhetően ezekben a rétegekben kivételesen sok élőlény fosszíliája maradt fenn az utókor számára, elképesztően finom részletekkel. Nem csak az édesvízi, de a környező szárazföldeken élő létformák tóba sodródó maradványai is tanulmányozhatók. Így a hal- és rájafélék, valamint krokodilok mellett előkerülnek itt az egykori madarak, denevérek, nagyobb emlősök is, az egyik első főemlős, a Notharctus maradványát pedig szintén ez a kőzet rejtette.

 

Forrás:

Frank‐Thorsten Krell et al, Attenborough's beauty: exceptional pattern preservation in a frog‐legged leaf beetle from the Eocene Green River Formation, Colorado (Coleoptera, Chrysomelidae, Sagrinae), Papers in Palaeontology (2021). DOI: 10.1002/spp2.1398

 

kovess_minket_facebookon_hogy_elsokent_ertesulj_minden_posztrol.gif

Ha tetszett a cikk, iratkozz fel hírlevelünkre, hogy ne maradj le az új tartalmakról!


 

 

Mit üzen nekünk egy 310 millió éves állat központi idegrendszere?

Az állatok különféle vázelemei, csontjai, héjai, esetleg páncélelemei aránylag sokáig fennmaradnak azok tulajdonosainak elhullását követően is, így jóval nagyobb eséllyel őrződnek meg az élővilág történelmének évmilliós távlataiban, mint a lágy részek. A puhább szövetek fosszilis maradványainak felfedezése viszont annyira ritka eseménynek számít, hogy az őslénytan eredményeit számon tartó közönség számára egy-egy ilyen lelet publikálása általában valóságos szenzációt jelent. Szerencsére a földtörténet szinte minden időszakára jut azért néhány kivételes lelőhely bolygónkon, ahol a különféle környezeti hatások megfelelő kombinációjának hála az átlagosnál gyakrabban kerül elő az élőlények lágy részeiről is árulkodó maradvány. Azonban ezeknek a különleges helyeknek a száma mégiscsak elenyésző.
Az ilyen egyedülálló, szaknyelven lagerstättének is nevezett lelőhelyek közé tartozik az Amerikai Egyesült Államok Illinois államában található Mazon Creek Formáció is, amelynek 310 millió éves üledékes kőzeteiben egy akkoriban itt kanyargó folyó deltatorkolatának ősi élővilága alussza örök álmát. A körülmények itt úgy alakultak, hogy az elhullott növények és állatok bomlása során felszabaduló szén-dioxid az aljzat iszapjában kioldódott vas-oxiddal egyesülve vas-karbonáttá alakult, ami az élőlények maradványai köré kemény sziderites gumókat hozott létre. Ezek a gumók aztán a továbbiakban egyfajta légmentes koporsóként védelmezték a fosszíliákat, megőrizve sok-sok élőlény lágytestének legapróbb részleteit is. A formáció egyik legismertebb ősmaradványa a rejtélyes, rendszertani helyzetét tekintve máig megfejtésre váró Tullimonstrum, amely egyben Illinois állam hivatalos fosszíliája is (igen, az USA-ban ilyen is van!).

ddf26mv-011b3c4f-e98f-43ce-93c2-f68b0b0a1dfd_1.pngA Mazon Creek Formációból előkerült tőrfarkú rák-féle, az Euproops rekonstrukciója (alkotó: Andrew Kerr, forrás: DeviantArt)

A Geology tudományos folyóirat hasábjain tegnap megjelent egy tanulmány, amely egy innen, a Mazon Creek lagerstätte rétegeiből előkerült mindössze pár milliméteres, de annál jóval nagyobb jelentőséggel bíró tőrfarkú rákféle maradványaival kapcsolatos eredményeket teszi közkinccsé.

Hogy mitől jelentős? Nos, a vas-oxidos aljzat különleges körülményeinek köszönhetően ezúttal a lágyszövetek között fennmaradtak az állat központi idegrendszerére utaló nyomok is! Ráadásul a nem mindennapi lelet nem csak az ízeltlábúak idegrendszerére vonatkozó evolúciós változásokkal kapcsolatban hordoz új információt a tudomány számára, hanem az idegpályák megőrződésének egy eddig kevésbé ismert módja miatt a lágyszövetek fosszilizálódását kísérő fizikai és kémiai folyamatokra vonatkozó eddigi ismeretekhez is hozzájárul.

 

Miért fontos?

Az a kevés, amit az ősi ízeltlábúak központi idegrendszeréről tudunk, a vizsgálható kövületeket tekintve többnyire két forrásból táplálkozik. Egyrészről borostyánkő zárványokból, tehát az egykori fák gyantájába ragadt ízeltlábúak maradványaiból, másrészt a kambrium során keletkezett Burgess-pala típusú kőzetrétegek páratlan állapotban fennmaradt leleteiből.
A borostyánkő fogságába esett rovarok és egyéb ízeltlábúak maradványai sok esetben az egykori élőlény minden porcikájának legapróbb részleteit is látni engedik (erről érdemes blogunk egy korábbi cikkét is elolvasni), a legújabb technológiával pedig a kívülről nem látható idegrendszer elemei is kifogástalanul tanulmányozhatók.
Azonban ami az állattörzs teljes időskálájának lefedését illeti, az ízeltlábú zárványok vizsgálatának lehetőségei korlátozottak: a legkorábbi ilyen lelet a földtörténeti középidő triász időszakából származik, azaz “mindössze” 230 millió éves. Ez hatalmas idő, de a csoport 540 millió éves történelmének mégis csak kevesebb, mint a fele.

decoding-the-secrets-o-2.jpgEgy százlábú és egy hangya, 23 millió éves mexikói borostyánkőben (fotó: Greg Edgecombe, forrás: Russell D.C. Bicknell et al)

A lágyrészeket finom elszenesedett hártyaként bámulatos részletességgel konzerváló kambriumi Burgess-pala típusú rétegek már jóval idősebbek, körülbelül 500-520 millió évesek. Ezekkel a maradványokkal az ízeltlábúak evolúciójának legkorábbi szakaszába nyerhetünk bepillantást.

decoding-the-secrets-o-3.jpgEgy kambriumi ízeltlábú, a kínában Burgess-típusú szelvényből előkerült Chengjiangocaris kunmingensis kitűnő állapotú fosszíliája és idegrendszerének rekonstrukciója (illusztráció: Javier Ortega-Hernández, forrás: Russell D.C. Bicknell et al)

Az újonnan bemutatott karbon időszaki tőrfarkú lelet pedig a rendelkezésre álló két kor közé esik, így egy mindeddig ilyen szempontból még feltérképezetlen időszakkal kapcsolatban juthatunk új információkhoz.

A kövület másik jelentősége, hogy a lágyrészek megőrződésének egy eddig ismeretlen mechanizmusára világít rá. A vizsgált tőrfarkú rák példány, amely egyébként a kizárólag a karbonból ismert Euproops danae fajhoz tartozik, ugyanolyan sziderites konkrécióban fosszilizálódott, mint a Mazon Creek egyedülálló kövületeinek többsége.
Annyi az újdonság, hogy ennél az Euproops példánynál a központi idegrendszer elemeinek anyaga egy fehér színű agyagásvánnyal, kaolinittel cserélődött ki. Egészen pontosan a lágyrészek eltűnése után keletkező üres teret töltötte ki ez az anyag utólag, így maradhatott fenn annak formája. Tulajdonképpen az a szerencsénk, hogy az utólagosan benyomuló anyag színe ennyire eltér a bezáró kőzet színétől, máskülönben nehezen lettek volna képesek a kövületet vizsgáló szakemberek felismerni, vizuálisan elkülöníteni ezeket a szerveket a többi lágyszövettől. 

decoding-the-secrets-o.jpg

decoding-the-secrets-o-1.jpgA vizsgált fosszília és a szóban forgó, kaolinittal kitöltött központi idegrendszer közeli képe, valamint rekonstrukciós ábrája (forrás: Russell D.C. Bicknell et al)

A harmadik pont, amire a tanulmány kitér a lelet kapcsán, az a tőrfarkú rákfélék evolúciójához köthető érdekes megfigyelés. Ha visszaemlékezünk az iskolai biológia órákra, talán beugrik, hogy a tőrfarkú rákokat gyakran emlegették, amikor az élő kövületekre kellett példákat felhozni. És valóban, vannak olyan fajaik, amelyek lényegi tulajdonságaikat tekintve zavarba ejtően változatlanok maradtak hosszú évszázmilliók során. A tőrfarkú félék tágabb értelemben vett csoportja, a Xiphosura osztály fosszilis fajai azonban morfológiai és ökológiai szempontból is jelentős változásokon estek át és komolyan diverzifikálódtak hosszú történetük során.
Ennek ellenére az az összehasonlító vizsgálat, amit a tanulmány szerzői végeztek a szóban forgó maradvány és a ma élő tőrfarkú rákfélék központi idegrendszere kapcsán, azt mutatja, hogy komolyabb változás nem történt ezekben a szervekben az eltelt 310 millió év alatt. Morfológiai szempontból a karbon időszaki maradványon vizsgálható elemek, azaz az idegpályák szemhez és végtagokhoz vezető pályái, valamint a nyelőcső felé vezető pályák a fosszilis és mai állatoknál is alapvetően a ma élő rokonokéval azonos jellemzőket mutatnak.

 ***

Források:

  • Russell D.C. Bicknell et al, Central nervous system of a 310-m.y.-old horseshoe crab: Expanding the taphonomic window for nervous system preservation, Geology (2021). DOI: 10.1130/G49193.1
  • A Phys.org híradása a tanulmányról

 

***

 

Ha tetszett a cikk, iratkozz fel hírlevelünkre, hogy ne maradj le az új tartalmakról!


Egy bizarr tünemény az idő mélyéről: az Opabinia

2020. augusztus 10. - Fitos Attila

Valamivel több, mint 500 millió évvel ezelőtt, a kambrium időszak során a világ óceánjaiban beálló környezeti feltételek olyan lehetőségeket teremtettek, aminek hatására az addig teljesen más utakat járó, és főként az Ediacara-életközösségből ismert állatvilág komoly fejlődésen eshetett át. Ez volt az a periódus, amikor gyakorlatilag majdnem az összes ma ismert állattörzs kialakult – és azokon kívül még jópár, amelyek azóta már kihaltak. Csalánozók, pörgekarúak, tüskésbőrűek, puhatestűek, ízeltlábúak és férgek egész sereglete bukkan fel a kambriumi fosszíliarekordban, földtörténeti léptékben szinte egy szempillantás alatt. Ennek az evolúciós bonanzának a során – állítólag az akkor még kevésbé fejlett génkészletnek köszönhetően – több olyan, mai szemmel abszurd élőlény is megjelent, amelyek aztán végül hellyel-közzel sikeresnek bizonyultak az élet nagy küzdelmében, így új fajként kifejezetten hosszú ideig fennmaradhattak. Ennek köszönhető az elsőként a kanadai Burgess-palában felfedezett, majd később még a világ más pontján is feltárt, meghökkentően változatos, és bizarr élőlényeket felsorakoztató ősi fauna is. Ennek az életközösségnek volt a tagja egy mindösszesen 7-9 cm hosszú állat, az Opabinia, amely apró termete ellenére korának egyik jelentős ragadozója volt. Ízekre tagolt testét oldalt kopoltyúkat takaró lebenyek szegélyezték, hátrafelé fokozatosan keskenyedő farkán pedig három pár váltott állású, V betűt formázó, penge alakú képlet helyezkedett el. Ez még nem is tenné különösebben furcsává kinézetét, ám fejéből pontosan 5 szem állt ki, amelyek mindegyike egy-egy nyélen foglal helyet, szájába pedig egy porszívócsőhöz hasonló hajlékony nyúlvány végén helyet foglaló, rágószervekkel ellátott fogóval húzta be a tengeraljzaton élő áldozatait.

opabinia_regalis_life_restoration.jpgAz Opabinia regalis rekonstrukciós ábrázolása (Nobu Tamura illusztrációja)

Az Opabinia nemet a kanadai Sziklás-hegységben, Brit Columbia tartományban található Burgess-pala Formáció felfedezője, Charles Doolittle Walcott írta le még 1912-ben. Az akkoriban előkerült, és Opabinia regalis fajként publikált 9 példányon, valamint néhány töredéken kívül, amelyeket ő különálló rendszertani egységként Opabinia media névvel illetett, más helyről nem ismerünk egyértelműen beazonosítható példányokat. Az 1960-as években orosz tudósok a szibériai Norilszk környékéről jelentettek egy új fajt, amelyet ők Opabinia norilica néven írtak le, de ezek a kövületek annyira rossz megtartásúak, hogy a tudományos közvélemény egyelőre nem fogadja el őket, mint az Opabinia genus tagjait.

opabinia_smithsonian.jpgAz Opabinia regalis egyik legszebb fosszilis példánya a Burgess-palából a washingtoni Smithsonian Museum gyűjteményében (fotó: Simon Conway Morris, Oxford University Press, 1998)

Az Opabinia felfedézésével vált igazán érzékelhetővé az, hogy mennyire keveset tudunk a rég letűnt korok váz nélküli, azaz fosszilizálódásra csak nagyon kivételes esetekben alkalmas élőlényeiről, és hogy ez milyen hiányossá teszi az élet történetének evolúciós dinamikájával kapcsolatos ismereteinket is. Amikor a brit paleontológus, Harry Blackmore Whittington 1975-ben megjelentette híres összegző tanulmányát a különös lényről, már javában zajlott egy komoly vita az élővilág korai evolúciójáról. A ’kambriumi robbanás’ elmélete valamikor az ötvenes-hatvanas években bontakozott ki, majd a hetvenes évek elején Niles Eldredge és Stephen Jay Gould alkották meg a bakugrásokkal tarkított evolúciós dinamika teóriáját, amelynek a ’Punctuated Equilibrium’, azaz a ’szaggatott egyensúly’ nevet adták. Az elmélet lényege, hogy az evolúció az idő nagy részében statikus, vagy csak kis változások jellemzik, míg bizonyos időközönként a környezeti változások komolyabb ugrásokat váltanak ki a fajképződésben.

burgess_scale_cor.pngA Burgess-palából előkerült gerinctelen állatok méretbeli ábrázolása egy kifejlett Homo sapienshez viszonyítva (forrás: Wikipedia)

Ugyanebben az időben azonban arra is fény derült, hogy az élővilág már a kambriumot megelőző korokban, azaz a proterozoikumban komolyabb fejlődésnek indult, amellyel kapcsolatban – szintén a fossziliák hiányából fakadóan – még a kambriuminál is szegényesebb a tudásunk. A ritka kivételre kiváló példát jelentenek a fent is említett ediakara időszaki lelőhelyek.

source.gif_972x656

Az Opabiniát – néhány más hasonló nemmel egyetemben – mindenesetre Whittington nem sorolta a ma is ismert, a modern állatokat is magába foglaló szélesebb taxonómiai csoportokba, hanem a kambrium fajképződéshez kedvező, katalizáló környezetének egyik olyan, átvitt értelemben vett „kísérleti eredményeként” értelmezte ezeket az állatokat, amelyek aztán előbb vagy utóbb letűntek az élet színpadáról. Az ezt követő évtizedek során további fosszíliák kerültek elő, amelyek szintén ezt a rég letűnt csoportot, a későbbiekben Dinocarididának elnevezett osztályt gyarapítják. Talán a leghíresebb közülük a kambriumi tenger arányait nézve igazi monstrumként jellemezhető ragadozó lény, az Anomalocaris. Az Opabinia azonban mindig is a kambriumi robbanással kapcsolatos elméleti kutatások ikonikus alakja marad.

20191201_radiodonta_amplectobelua_anomalocaris_aegirocassis_lyrarapax_peytoia_laggania_hurdia.png

A Dinocarididák Radiodonta rendjének tagjai: Amplectobelua symbrachiata (balra fent), Anomalocaris canadensis (jobbra fent), Aegirocassis benmoulai (=Aegirocassis benmoulae, középen), Peytoia nathorsti (=Laggania cambria, balra lent), Lyrarapax unguispinus (középen lent), and Hurdia victoria (jobbra lent). Forrás: Wikipedia

 

20191114_gilled_lobopodians_opabinia_pambdelurion_kerygmachela.png

A Dinocarida osztály kopoltyús lobopodái: Opabinia regalis (fent), Pambdelurion whittingtoni (balra lent) és Kerygmachela kierkegaardi (jobbra lent). Forrás: Wikipedia

 

***

Források:

A legnagyobb szárazföldi ízeltlábú

Ősállati rekorderek sorozat

A valaha élt legnagyobb szárazföldi ízeltlábú jelenlegi ismereteink szerint a késő-karbon, kora-perm buja erdőségeinek ős-ezerlábúja, az Arthropleura volt.
A kb. 300 millió éve élt nemzetség néhány fajának egyedei fél méter szélesek voltak, hosszuk pedig elérhette a 2,3 métert!

süti beállítások módosítása