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!).
A 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.
Egy 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.
Egy 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.
A 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!