paleotóp

paleotóp


A születés előtti pillanatok mementója

2021. december 22. - Fitos Attila

Nos, ami ennek a kis oviraptorida embriónak maga volt a tragédia úgy 70 millió évvel ezelőtt (nevezetesen, hogy szegény nem érte meg a születése napját), az a tudomány számára plusz egy ünnepnapot jelentett! Nem túl gyakran kerülnek elő dinoszaurusz tojások, de ha mégis, azok az esetek többségében nem rejtenek magukban embrió maradványokat. Ha pedig de, akkor azok általában nem ennyire teljesek és épek.

Az egyik hatalmas dél-kínai bányavállalat munkatársai több, mint két évtizede, 2000-ben találták a szóban forgó dinoszaurusz tojást, ami aztán bekerült hátra, a nagy raktárba és senki nem foglalkozott vele. Egészen 2015-ig, amikor a vállalat egy saját természettudományi múzeum megnyitására készülvén újra átnézte a raktárakban porosodó őslénytani leleteket. Ekkor egy munkás az egyik repedés felszínén megpillantotta az első kis csontokat, amiből rögtön sejtették, hogy kivételes darabról van szó. A példány preparálása és elemzése évekig tartott, míg tegnap végre megjelenhetett a tanulmány, ami ezt a nem mindennapi kövületet tárgyalja.

Azon felül, hogy a szívszorító pillanat, ami a megszületéshez vezető út utolsó perceiben fosztotta meg az apró kis állatot az élet lehetőségétől ilyen szép állapotban konzerválta a maradványokat, a lelet tudományos jelentősége abban áll, hogy újabb igazolást nyújt ahhoz, amit tulajdonképpen már tudunk. A madarak a theropoda dinoszauruszok egy ágának leszármazottai, így a mai madarak biológiai adottságai több szempontból hasonlatosak az egykori madárszerű dinoszauruszokéhoz. A tárgyalt tojás fosszíliában lévő embrió pontosan olyan simuló pozícióban helyezkedik el, mint a mai madaraknál, akár a csirkéknél is látható közvetlenül a kikelés előtti rövid időszakban.

A kutatásban részt vevő tudósok most igen izgatottak, ugyanis a bányászok közölték: még sok tojás van ám ott, ahonnan ez jött. Így aztán abban reménykednek, hogy további embriót rejtő példányok érkeznek.

Én is ebben reménykedem!

A tanulmány elérhető ide kattintva

embryo_figure_1_3d_reconstruction_lida_xing.jpgexquisitely-preserved-1.jpguntitled_1920_x_2500_px_1.pngA kis raptor embriót tartalmazó tojás rekonstrukciós ábrája, alatta maga a kövület és annak sematikus ábrája (forrás: Hszing et al. 2021)

 

Feltárták egy dinoszaurusz sejtmagját

2021. szeptember 29. - Fitos Attila

A kréta időszak első felében az északkelet-kínai Liaoning tartomány területén egy sekély tavakkal tarkított lapály terült el, amelyet időnként a környező tűzhányók rendkívül finom vulkáni hamuval borítottak be. Ez a finom pernye-takaró aztán jótékonyan megóvta az itt elhullott élőlények testét az oxidáció, az apró lebontó szervezetek és a dögevők pusztításától, amelynek köszönhetően a maradványok kivételes állapotban konzerválódtak az agyagos-márgás kőzetben. Olyannyira, hogy néhány szerencsés lelet esetében az őslénykutatók akár a 125 millió éves állati lágyszövetek fosszílis maradványait is tanulmányozni tudják. Sok olyan ősmaradvány került elő, amely eddig soha nem látott részleteket árult el a tudomány számára a mára eltűnt állatok külsejével vagy életmódjával kapcsolatban. A páratlan épségben megőrződött fosszíliák ezen lelőhelye, amelynek egykori életközösségét Jehol-biótának hívják, leginkább a dinoszauruszok tollazatával kapcsolatos új információk révén vált híressé az elmúlt években-évtizedekben.

42003_2021_2627_fig4_html_closeup.pngA leglátványosabb fotó a sejtekről és a speciális eljárással megfestett sejtmagról, amelyben a sötétebb lila kromatin szálak is látszanak (forrás: Xiaoting et al. 2021)

A Kínai Tudományos Akadémia és a Santungi Tienjü Természettudományi Múzeum munkatársai azonban ezúttal ennél is tovább jutottak. Felfedezték, hogy a páva-méretű mindenevő raptor Caudipteryx egyik példányából, pontosabban a jobb combcsont alsó végéből vett töredék-minta porcszövet maradványt is tartalmaz. Sőt, ez a szövet olyan kitűnő állapotú, hogy mikroszkóp alatt annak sejtjei is tanulmányozhatók a sejtmaggal együtt. Miután a mintából a mai DNS vizsgálatoknál is megszokott módon eltávolították a kalcium ionokat, és 5 mikrométer vastagságú preparátumokat készítettek belőle, egy speciális eljárással megfestették a sejtmagokat. Ennek köszönhetően különféle sejt-struktúrák váltak láthatóvá: a sejtek citoplazmája (azaz kitöltő anyaga) és a sejtmagot ettől elkülönítő membránok festés nélkül is látszanak, ám a sejtmagban így láthatóvá váltak a dinoszaurusz örökítőanyagának egyes maradványai. Ezek az organellumok már nem kövületeknek számítanak, hanem az állat valódi, szerves maradványainak! A jelenlegi vizsgálat az örökítőanyag szempontjából a kromatin szál szintjéig jutott, amely tulajdonképpen a kromoszómán belül a DNS molekulák és a hiszton fehérjék láncba rendeződött anyaga. Ezeknek a kromatin szálaknak a töredékeit sikerült az eljárás során feltárni és fényképen bemutatni.

42003_2021_2627_fig4_html.pngA bal oldali oszlopban a Caudipteryx sejtjeinek fotója és a középső képen egy elvi rajz arról, amit látunk. A jobb oldali oszlopban ugyanez egy mai csirke sejtjeivel. Jelmagyarázat: cm: sejtmembrán; nm: sejtfal-membrán; cy: citoplazma; ct: kromatinszál; nu: sejtmag (forrás: Xiaoting et al. 2021)

A teljes igazsághoz hozzátartozik az is, hogy hasonló eredményeket már tavaly is sikerült felmutatnia egy másik kutatócsoportnak montanai dinoszaurusz maradványokon, amelynek egyébként a jelen tanulmány egyik társszerzője, Alida M. Bailleul is a tagja volt. A kínai kutatók ennek a korábbi munkának az eljárását alkalmazták a liaoningi Caudipteryx példányon, ám véleményem szerint a tanulmányban szereplő fotók – talán a megőrződés magasabb szintje miatt – látványosabbra sikeredtek.

Fontos még azt is megjegyezni, hogy bár a tudósok a jelek szerint gőzerővel dolgoznak azon, hogy előbb vagy utóbb értékelhető genetikai információkkal rendelkezzünk a dinoszauruszokkal kapcsolatban, jelenleg még a fenti látványos eredmények ellenére sem tartunk ott, hogy megfejtsük az őshüllők örökítőanyagának kódját.

Az viszont tény, hogy pár éve még egy ilyen fotó is elképzelhetetlennek tűnt!

organic-molecule-remna.jpgA Jehol-bióta környezetének és a Caudipteryx frissen elhullott példányának művészi rekonstrukciója (forrás: Zheng Qiuyang)


***

Források:

  • Zheng, X. et al. Nuclear preservation in the cartilage of the Jehol dinosaur Caudipteryx. Communications Biology (2021). DOI: 10.1038/s42003-021-02627-8
  • Bailleul, A. M. et al. Evidence of proteins, chromosomes and chemical markers
    of DNA in exceptionally preserved dinosaur cartilage. Natl Sci. Rev. 7,
    815–822 (2020). https://doi.org/10.1093/nsr/nwz206

A madarak körében mindeddig ismeretlen végtagstruktúrát rejtett a borostyánkő

A mianmari borostyánból előkerült madárvégtag egyik ujja aránytalanul nagy méretű volt, ami vélhetőleg a fák törzsében élő szervezetek könnyebb elérésére, egy hatékonyabb táplálékszerzésre való alkalmazkodás eredménye lehetett. Erre eddig sem fosszilis, sem ma élő madaraknál nem ismertünk példát.

A természetes szelekción alapuló evolúció elméletének kialakításában Charles Darwin egyik fő inspirációja a Galápagos-szigeteki pinty fauna különös alakgazdagságának megfigyelése volt. A brit természettudós bámulatosnak találta, hogy a különböző környezeti feltételek milyen változatosságot képesek kialakítani az apró madarak körében. Valószínűleg hasonló megfigyeléseket tehetett volna a mai Mianmar területén is 99 millió évvel ezelőtt, amikor a néhai Tethys-óceán északkeleti szigetvilágának partvidékén a fák gyantája tonnaszámra kövült meg, hogy aztán napjaink őslénykutatóinak szinte feldolgozhatatlan mennyiségű munkát adjon. A világhírű Hukawng-völgy borostyánkövéből, a burmitból leggyakrabban előkerülő zárványok – mint minden hasonló lelőhelyen – rovarok, pókok és ezerlábúak, ám mindezek mellett már több alkalommal publikáltak madaraktól származó maradványokat is az ősi élet kutatói. Most pedig egy olyan ősmadár végtagjának maradványa került elő a különleges fosszília-együttesből, amely a csoport egy eddig ismeretlen evolúciós ágának nyomait őrzi. 

205293_web.jpgAz Elektorornis chenguangi táplálékszerzés közben - rekonstrukció (illusztráció: Csongda Csang)

Az utóbbi évek burmittal kapcsolatos őslénytani bejelentéseinek javát jegyző pekingi kutatócsoport egyik tagja, a Kínai Földtudományi Egyetem munkatársa, Lida Hszing még 2014-ben jutott hozzá a kétes hírű borostyánkő kereskedők révén a szóban forgó, alig 4 cm átmérőjű darabhoz. A példány korábbi tulajdonosai közül mindenkinek az volt a meggyőződése, hogy egy gyík végtagja található a megkövesedett gyantában. Ez egyáltalán nem gyakori, de azért nem is példátlan ebben a formációban. A tudós azonban már a vásárlás pillanatában tudta, hogy egy madár végtagja rejtőzik a borostyán mélyén, a lelet valódi jelentősége pedig csak a későbbi kutatómunka során bontakozott ki.
Az egykori állat jobb alsó végtagja maradt fenn a kőben, az is már erősen oszlásnak indult, mire a gyanta végül konzerválta az utókor számára. A bomlás eredményeként a lágyszövet szétesett, a borostyánban is több helyen láthatók az egykor levált bőr foszlányai. Mindezek ellenére a szakemberek szabad szemmel is könnyen azonosítani tudták a végtag csonttani bélyegeit, és az is látható volt, hogy az élőlény négy ujja közül az egyik bizarr módon jóval hosszabb, közel másfélszer akkora, mint a többi.

205295_web.jpgAz Elektorornis chenguangi végtagját rejtő 99 millió éves borostyánkő (Fotó: Lida Hszing)

A későbbi, részletesebb vizsgálatok során a már jól bevált gyakorlat szerint mikro-CT-s letapogató berendezéssel is szóra bírták a fosszíliát, amelynek köszönhetően meg tudták alkotni a fogságba esett testrész 3D modelljét is. Az ily módon zavartalanul tanulmányozhatóvá és összehasonlíthatóvá vált végtagról kiderült, hogy egykori gazdája egy verébnél is kisebb ősi madár volt, amely a krétában gyakori, de a dinoszauruszokkal együtt kihalt Enantiornithesek csoportjába sorolható. Az ősmaradvány továbbá a jellegzetesen megnyúlt ujj miatt nemcsak új fajként, de új nemzetségként is leírható. A szakemberek az újonnan felfedezett, és a Current Biology című tudományos folyóiratban július 11-én bemutatott állatot az Elektorornis chenguangi névre keresztelték, amely nagyjából annyit tesz: 'Csen Kuang gyantába veszett madara'. Csen Kuang az egyik helyi borostyánkő múzeum kurátora.

 gr1_lrg.jpgA végtagról a mikro-CT eljárás alapján készített rekonstrukciós rajz (Forrás: Lida Hszing)

Eddig összesen öt Enantiornithes-féle maradvány került elő a mianmari borostyánból, és azok tüzetes vizsgálatát követően mind az ötöt juvenilis, azaz a felnőttkort még el nem érő példányként tartják számon. Ezzel szemben a most előkerült madárka – apró mérete ellenére – kifejlett példánynak bizonyult a csonttani elemzés alapján.
A kutatómunka során megpróbáltak fényt deríteni arra is, hogy miért alakult ki ez a nyilvánvalóan specialista életmódra utaló különös végtag az egykori partvidéki erdőben elpusztult kismadárnál. Végül arra jutottak, hogy nem ismerünk sem a kihalt, sem a ma élő madarak közül olyat, amely végtagjain az Elektororniséhoz hasonló egyedüli meghosszabbodott lábujjal bírt.
(Megjegyzés: némileg árnyalja a képet, hogy a tanulmányban ezt az egyedülálló tulajdonságot bemutatni hivatott összehasonlító ábrán - B jellel ellátva - látható egy a kréta időszak korai szakaszában élt Enantiornithes-féle, az Eopengornis végtagja is, amely - ha nem is épp annyira, de az Elektororniséhoz hasonló mértékben megnyúlt harmadik ujjal rendelkezik)
Közvetlen őslénytani és aktualista példák hiányában maradt hát a spekuláció a szakemberek számára. Ha kicsit kitágítjuk a látókörünket, és nem csak a madarakra irányul a figyelmünk, találunk azért olyan állatokat ma is a bolygón, amelyek hasznot húznak megnyúlt ujjaikból. Madagaszkár szigetén őshonos például a fura kinézetű, macska nagyságú félmajom, a véznaujjú maki. A nevét adó karcsú ujjak közül mellső végtagjain a középső ujj hosszabb a többinél, amit arra használ, hogy a korhadó fatörzsekben élő ízletes rovarokhoz könnyebben hozzájusson. Nem kizárt hát, hogy a jellegzetes képlet az Elektorornis esetében is egy hasonló, speciális táplálékszerző stratégia eredményeként alakult ki az alsó végtagokon. Ez az elképzelés – noha a bizonyítása a ma rendelkezésre álló adatok alapján lehetetlen – beleillik a Hukawng-bióta borostyán zárványainak tudományos feldolgozása során a lelőhely egykori őskörnyezetéről eddig alkotott képbe.

Akármi is volt az egyedi módon megnyúlt ujjacskák kialakulásának oka, a lelet érdekes újdonságot jelent a pusztán fosszíliák alapján egyébként nagyon nehezen megismerhető ősi életközösségek palettáján.

***

Források:

 

*

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


Tengeri lények a százmillió éves fenyőgyanta csapdájában

Mianmar legendás késő-kréta borostyánkő lelőhelye, a polgárháború sújtotta Kachin tartományban található Hukawng-völgy tonnaszámra ontja magából a letűnt élet maradványait páratlan épségben konzerváló fosszilis gyantát. A zárványok közül bizonyos időközönként az élővilág fejlődéstörténetének megismerése szempontjából felbecsülhetetlen értékű leletek bukkannak elő. Legtöbbször az egykori élőlények olyan tulajdonságai is tanulmányozhatók egy borostyánkőben megőrződött fosszília esetén, amelyről más módon fennmaradt ősmaradványoknál nem is álmodhatunk.  A Paleotópon mi is rendre beszámoltunk az utóbbi idők legizgalmasabb felfedezéseiről, a ma ismert legkorábbi kaméleonoktól az ősi bélyegeket magán viselő madárfiókán át a pórul járt tollas dinoszaurusz bébi tökéletes épségben fennmaradt farkáig.

A héten újfent egy nem mindennapi hír rázta fel az őslénytan iránt érdeklődő közvéleményt a közel százmillió éves életközösséggel kapcsolatban. Ezúttal egy kínai kutatók által vezetett nemzetközi kutatócsoport olyan élőlényeket írt le a lelőhelyről, amire szélsőségesen ritka esetben van példa. Egy kicsit nagyobb, mint 3 cm átmérőjű borostyán csiszolatban több szárazföldi organizmus mellett csodával határos módon tengeri élőlények maradványai is fennmaradtak. A kövület eleve szokatlanul nagy változatosságban és egyedszámban tartalmaz szárazföldi eredetű ízeltlábúakat (szárnyasokat, csótányokat, férgeket, ezerlábúakat és pókokat), de mellettük tengeri életmódot folytató, vagy többnyire a tengerek árapály zónájában élő állatok is felfedezhetők a mintában. Az ászkaféléket eddig csak szárazföldi vagy édesvízi fajok képviselték a burmitban, ezúttal azonban sósvízi csoportok képviselőinek egyedeit is sikerült beazonosítani. Mindezek mellett tengeri csigák négy példányát is tartalmazza a bezáró anyag, amelyek közül kettő van olyan jó megtartású, hogy nemzetség szintjén is meghatározható.

ammonite-pic-1.jpgAz alig több, mint 3 cm átmérőjű burmit darab bámulatos gazdagságban tartalmazza a 100 millió éves ökoszisztéma különféle szárazföldi és tengeri létformáit (A kép forrása: Yu et al. 2019).

Ám annak ellenére, hogy sem tengeri csigákat, sem sósvízi ártéri ászkaféléket nem írtak még le szárazföldi borostyánból, a legnagyobb meglepetést mégis a most publikált fosszíliacsoport egy másik tagja okozta. A földtörténeti középidő több szempontból is meghatározó, ikonikus ősmaradványai közé tartoznak azok a többnyire csigaház alakú szilárd vázzal rendelkező puhatestűek, amelyeknek legközelebbi ma is élő rokonai a polipok és tintahalak. Gyakorlatilag a mezozoikum teljes időtartama alatt jelen voltak az egész világon a tengerekben, és – bár nem tudjuk, éltek-e náluk nagyobb változatosságban és egyedszámban jelen lévő, de szilárd vázzal nem rendelkező más élőlények a világ sós vizeiben – kétségtelen, hogy az ammoniteszek maradványai számítanak a kor legelterjedtebb kövületének. A csoport tudományos jelentősége hatalmas, hiszen globális elterjedtségük, gyors evolúciójuk, ezáltal rövid fajöltőjük és fosszilizálódásra kiválóan alkalmas, változatos morfológiájú külső aragonit vázuk miatt a legkiválóbb korjelző kövületek. Ám mivel csak tengerekben éltek, így szárazföldi üledékképződési környezetben, pláne borostyánkőben való felbukkanásuk világszenzációnak számít. Márpedig most ez történt, ebben a mintában ugyanis gyönyörű épségben tanulmányozható egy 12 mm átmérőjű példány.

20130930214124_ammonite_digital_reconstruction.jpgAz ammoniteszek szilárd külső aragonitvázú tengeri puhatestűek voltak, ma élő legközelebbi rokonaik a polipok és tintahalak (forrás: Wikimedia Commons)

Azt nem tudni biztosan, hogy valaha került-e elő hasonló kövület, ugyanis a kitermelt mianmari borostyánkő nagy része magángyűjtők kezébe kerül és el sem jut tudományos körökbe, de a tanulmány vezető szerzője, Tingting Yu elmondása szerint ez az első alkalom, hogy megkövült növényi gyantából ammoniteszt írtak le. A vázat komputertomográfiás eljárással részleteiben elemezték, és az ammoniteszt a Puzosia nemzetség egy fiatal példányaként azonosították. Ez az információ nem mond ellent semmilyen korábbi kutatási eredménynek a képződmény korát illetően. Más kormeghatározási eljárások a borostyán vulkanikus eredetű bezáró kőzetét 98-99 millió évesre datálták, ami része a Puzosia időbeli elterjedésének. Ilyen szempontból az új lelet tehát egy pozitív visszaigazolása volt az eddigi kormeghatározási vizsgálatoknak.

01-amber-200433.jpgA Puzosia nemzetséghez tartozó, alig több, mint 1 cm átmérőjű fiatal ammonitesz példány külső váza a vizsgált burmit mintában (Forrás: Yu et al. 2019).

 

De hogyan kerülhettek tengeri élőlények egy szárazföldi növény gyantájába?

Több lehetséges magyarázatot is felsorol a tanulmány, de mindezek között a legvalószínűbb, hogy maga a fa, amely a gyantát termelte – és amely egyébként korábbi kutatások alapján az araukária fenyőfélék csoportjába tartozott –, egy homokos tengerpart közvetlen szomszédságában élt. Innen pottyanhatott a korábban már szárazföldi rovarokat magába kebelező gyantagombóc a tengerparti fövenyre, majd az anyag az itt fekvő elhagyott, tengeri eredetű héjmaradványokat és az árapályzónában élő, arra szaladgáló ászkarákokat is fogságába ejtette. A csigák és az ammonitesz váz teljesen üresek, csupán homok tölti ki őket, így nagyon valószínű, hogy ezek a példányok jóval elhullásuk után, hosszú szállítódást követően sodródtak ki a partra. Egy másik, kevésbé valószínű feltételezés szerint, ha a gyantát termelő fenyő esetleg mégsem közvetlenül a tengerpart közelében állt, a tengeri maradványokat egy szökőár, vagy egy trópusi vihar sodorhatta távolabbra, és így válhattak aztán a borostyán részévé.

paleogeo_burmit.jpgA burmit képződési helyének ősföldrajzi helyzete a kréta időszak késő-albai korszaka során - a lelőhelyet vörös háromszög jelzi (Forrás: Yu et al. 2019).

A lelet legfőbb tudományos jelentőségét az adja, hogy a további, részletesebb vizsgálatok során felbecsülhetetlen információkkal szolgálhat a burmit képződési helyének őskörnyezetével, és általánosságban magával a borostyánzárványok kialakulásával kapcsolatban. Ezen kívül a borostyánkő darab elképesztő fajdiverzitásban, valóságos tömegsírként tartalmazza a különféle élőlények maradványait – ez olyan ökológiai következtetésekre adhat lehetőséget, mintha egy mai életközösség egyedeit vizsgálnák a tudósok.

untitled_1.jpgA vizsgált burmitban található gazdag életközösség részletei (Forrás: Yu et al. 2019).

Általánosságban elmondható, hogy ha egy élőlény a borostyán fogságában válik kövületté, az tökéletesen konzerválódva értékes információkkal szolgál a paleobiológusok számára az egykori élőlény felépítésével kapcsolatban. Ha ez az ammonitesz váz a benne élő állat puhatestével együtt maradt volna fenn, az kis túlzással a paleontológia szent gráljává tette volna ezt a leletet. Ahogy arról már egy korábbi cikkünkben beszámoltunk, a külső vázas fejlábúak szilárd héja, vagy annak kőbele gyakori kövület a mezozoikum rétegeiben, azonban az ammoniteszek lágyszövetei szinte egyáltalán nem maradtak fenn a hosszú évmilliók alatt. Pár kivételes fosszília, illetve bonyolult biogeokémiai eljárások révén vannak ugyan olyan adataink, amelyek támogatni képesek néhány korábbi elméletet ezen állatok testfelépítésével kapcsolatban, de alapvetően még mindig misztikus élőlényekként tekintünk rájuk. Ki tudja, mijüket adnák oda a téma szakértői, ha egy borostyánkőben fennmaradt tökéletes épségű ammonitesz lelet révén tanulmányozni lehetne a jól ismert külső vázak egykori lakóit.

Ha ezúttal nem is maradt ránk a kis Puzosia lágyteste, én azt mondom, ezután a felfedezés után joggal várhatjuk egy ilyen „szent grál” felbukkanását is erről a szenzációs lelőhelyről. Mindenesetre Bo Wang, a tanulmány társszerzője a National Geographic-nak adott interjújában elmondta, hogy több privát gyűjtővel is kapcsolatban állnak, és úgy néz ki, hogy további, ammoniteszeket is tartalmazó borostyán zárványok vannak úton az egyetem felé.

Tűkön ülve várom a további fejleményeket!

***

Források:

***

 

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


süti beállítások módosítása