A világszerte virágzó illegális fosszília-kereskedelem sok esetben jelentős leletektől, pótolhatatlan információktól fosztja meg az őslénykutatókat, és ezáltal az élővilág őstörténetével kapcsolatos egyetemes tudásunkat. Időről időre napvilágra kerülnek olyan hírek is, amelyek arról szólnak, hogy bizonyos tanulmányok esetében az adott kutatás tárgyát képező fosszília beszerzését a szerzőknek kétes forrásokból kellett megoldaniuk. Ez, mondhatjuk, még a ”jobbik eset”, hiszen így a kereskedők mellett legalább a tudomány is profitálni tud a tranzakcióból. Ki tudja azonban, hány olyan kövület cserél gazdát nap mint nap, amely akár áttörést is jelenthetne bizonyos területeken, ezzel szemben olyan tulajdonoshoz kerül, aki soha nem ajánlja fel azt a szakemberek számára.
Kis híján hasonló sorsra jutott jelen cikkünk tárgya is, hiszen ha a brazil rendőrség nem füleli le és akadályozza meg többezer darab hordókba rejtett és kamionokra pakolt mészkőlap kicsempészését az országból még 2013-ban, most nem lenne miről írni.
A szóban forgó törvénytelen rakomány darabjai Brazília északnyugati csücskéből, az Araripe-medence egyik kőfejtőjéből, földtani szempontból a felső-kréta (mintegy 112 millió éves) Crato Formáció képződményeiből származtak, és aki némileg otthon van a paleontológia tudományában, az ebből már tudhatja, hogy egyáltalán nem hétköznapi kövekről beszélünk. Ezeken a kőzetlapokon a kor élőlényeinek kivételes állapotban fennmaradt lenyomatai nyugszanak. A múzeumoknak, esetleg tehetős magángyűjtőknek szánt ritka fosszíliák alsó hangon is súlyos dollár ezrekért, tízezrekért cseréltek volna gazdát, ha a bravúros – egyébként krimibe illő módon ’München-hadművelet’ fedőnévvel ellátott – akcióval nem akadályozták volna meg az illegális exportot. Szerencsére az üzlet meghíusult, és a lefoglalt példányokból 2014-ben nem kevesebb, mint 3000 a lehető legjobb helyre, a São Pauló-i Egyetem tulajdonába került.

A frissen adományozott kövületek között volt egy bizarr kinézetű, több mint egy méter magas szárnyas hüllő maradvány is, amelynek fején szokatlanul nagy, taréj-szerű fejdísz pompázik. A hat darab, nagyjából egyforma méretű kőzetlapból álló együttes, amelynek a felületén a fosszília nyugszik, 2017 óta megtekinthető a São Pauló-i Egyetem Földtudományi Intézetének kiállításán, de komolyabb elemzés eddig nem készült róla. Egy a PLOS ONE tudományos folyóiratban a napokban megjelent tanulmányban az egyetem kutatói ezt a hiányosságot pótolták a nem mindennapi lelet részletes bemutatásával.

A szinte tökéletes állapotban fennmaradt fosszília. A csontok némileg szétszóródtak betemetődés előtt, de több, mint 90%-uk megvan. (Forrás: Beccari et al. 2021)

Az állatot a Tapejaridae kládhoz tartozó Tupandactylus genusba sorolták, azon belül is a kisebb példányokat magába foglaló Tupandactylus navigans faj egyedeként azonosították. Mivel a csontváz több, mint 90%-a épségben, ráadásul egyben, azaz artikuláltan fennmaradt, sőt, annak bizonyos részein még a lágyszövetek is megőrződtek, kijelenthető, hogy ez az eddigi legteljesebb Tupandactylus fosszília. A Tapejaridae-k között is komoly leletnek számít, hiszen a kínai Jiufotang Formációban fellelt rokonokon kívül többnyire csak részleges maradványok ismertek ebből a családból. Brazíliai viszonylatban pedig mindenképpen a legszebben fennmaradt pteroszaurusz kövületről van szó. A tanulmányt jegyző kutatók egyike úgy nyilatkozott, hogy bár sok kivételes, szép állapotban megőrződött pteroszaurusz leletet látott Brazíliából és más országokból is, ez a közel teljes, összefüggő példány a lágyrészek finom lenyomatával magasan viszi prímet – neki speciel egy lottó ötössel felérő izgalmat jelentett.

Mindehhez tudni kell, hogy a Tupandactylus navigans fajt első ízben 2003-ban írták le német és angol kutatók, ám ehhez akkoriban mindösszesen két részleges koponya fosszília állt rendelkezésre, semmi más. A hiányos leletek miatt maga a rendszertani besorolás is nehézkes volt: a T. navigans néhány évig a Tapejara genusba tartozott, majd egy revízió során 2007-ben a T. imperator fajjal együtt kapta meg új genus nevét. Az osztályozásával kapcsolatos bizonytalanságok is azt mutatják, hogy milyen nagy jelentősége van a most publikált teljes leletnek: ez teszi elsőként lehetővé, hogy a kutatók az állat testének többi részét is tanulmányozni tudják, és ezáltal képesek legyenek pontosítani a csoport rendszertani helyzetét.

A dinoszauruszok és a pteroszauruszok közeli rokonai voltak egymásnak, sorsuk szorosan összefonódott a földtörténet azon jó 160 millió évében, amelynek során egymás mellett éltek. Mintegy 230 millió évvel ezelőtt jelent meg mindkét csoport az élet színpadán és együtt tűntek el a kréta és a harmadidőszak határán végbemenő kataklizma során. Annyi különbség azért van, hogy a dinoszauruszok egy részének vérvonalát továbbvitték a madarak, míg a pteroszauruszoknak egyáltalán nincsenek ma élő leszármazottai. Így hát nincs más választásunk, mint a ránk maradt fosszíliák szóra bírása azzal kapcsolatban, hogy miként néztek ki, hogyan éltek ezek a mai szemmel különös és egyre inkább úgy tűnik, rendkívül változatos kládot alkotó állatok. Pteroszauruszok fosszíliáira márpedig meglehetősen ritkán bukkannak az őslénykutatók. Ennek legfőbb oka, hogy ezeknek az élőlényeknek a röpképességéhez a természetes szelekció idővel egyre könnyedebb, üreges csontokat biztosított – épp úgy, mint ahogy ma a madaraknál tapasztalhatjuk. Ezek a csontok aztán jóval hamarabb elenyésztek, mint hogy a különféle üledékek védelmezőn maguk alá temették volna őket. Így hát minden egyes – többnyire töredékesen és szórványosan előkerülő – repülő hüllő csont rendkívül szerencsés lelet. Azok, amelyek előkerülnek, főként valamilyen sós- vagy édesvízi környezethez, és az ezzel összefüggésben lévő gyors betemetődéshez köthetők. A különösen szerencsés lelőhelyek esetében pedig az egykori aljzaton – tenger- vagy tófenéken, esetleg folyómederben – még az oxigénhiány is elősegíthette, hogy a maradványok lassabban váljanak a bomlás martalékává.

A Tupandactylus navigans digitális rekonstrukciója az újonnan leírt példány alapján. (Forrás: Beccari et al. 2021)

A brazíliai Araripe-medence területe, amely ma egy száraz és kietlen sivatag, a kréta időszak második felében sós lagúnák otthona volt. A lagúnák üledékéből az évmilliók során a solnhofeni litográf palához hasonló, vékony lapokra hasítható mészkő képződött, amelyből gyakorta kerülnek elő az egykori élővilág elemeinek tökéletes épségben konzerválódott lenyomatai. Úgy lehet lapozni ezeket a palarétegeket, mintha a medence régmúltjának történelemkönyvét olvasgatnánk. A fauna minden szintje képviselteti magát ezekben a képződményekben: rovarok, pókok, halak, kétéltűek, dinoszauruszok és egyéb őshüllők egész sereglete került már itt napvilágra a terület kutatástörténetének elmúlt 200 évében. Repülő hüllők tekintetében pedig valóságos nagyhatalomnak számít a Crato Formáció. A mindmáig világszerte összesen megismert 110 pteroszaurusz fajból 27 ebben a régióban is megtalálható!

Amikor a mostani tanulmány fő szerzője, Victor Beccari elsőként szemügyre vette a lélegzetelállító fosszíliát, elsőként a koponya tetején elhelyezkedő, a fej hosszának legalább háromnegyedét kitevő hatalmas taréjszerű képleten akadt meg a szeme. Olyan aránytalanul nagy, mint egy páva farka. Azokat az őslénykutatókat, akik 2003-ban leírták a Tupandactylus navigans fajt, ez a taréj egy szörfvitorlára emlékeztette, amely talán repüléskor az állatot az optimális aerodinamikai feltétekhez segíthette. Hogy ez az elméletük helyt álljon, az állat testét rövid nyakkal és a nyaki csigolyákat összezáró csontízületekkel képzelték el. Mivel a koponyán kívül más fosszília nem állt a rendelkezésükre, könnyedén játszhattak a képzeletükkel.

Most azonban más volt a helyzet: ott hevert a szakértők előtt a teljes állat, kitűnő állapotban! A kutatócsoport mindenképpen arra is ki akarta használni ezt a lehetőséget, hogy mélyebben megvizsgálja a Tupandactylus repülési képességét. Létrehozták a csontváz háromdimenziós modelljét, az alapkőzet által rejtett részeket és a csontok belsejét pedig komputertomográfiás (CT) eljárással tették láthatóvá. Ennek eredményeként azt sikerült megállapítani, hogy a Tupandactylus navigans hosszú nyakkal, hosszú lábakkal és ezekhez képest feltűnően rövid szárnyakkal rendelkezett. Ezek a jegyek arra utalnak, hogy az állat vélhetően jobb volt a négy végtagon járásban, mint a repülésben. Mindezek mellett a koponya óriási taréj-szerű dísze – amely ennek fényében leginkább a szexuális figyelemfelkeltés célját szolgálhatta – nagy valószínűség szerint tovább korlátozta a hüllő röpképességét. Elképzelhető, hogy kisebb távokat képes volt repülni, mondjuk ha egy ragadozó elől hirtelen el kellett menekülni, de hosszú utakra feltehetőleg nem volt alkalmas ez a testfelépítés.

A Tupandactylus imperator rekonstrukciója. Méretarányként a Homo sapiens egy kifejlett nőstény egyede látható. (Művész: Mark P. Witton)

A koponya és a rajta lévő fejdísz alaktani bélyegei alapján a tanulmány szerzői kitértek még egy másik érdekes kérdésre is. Ugyanerről a lelőhelyről, azonos idejű képződményekből – ahogy azt fent már említettem – ugyanennek a genusnak egy másik faja is előkerült, amelyet – nagyobb méretei miatt - Tupandactylus imperator-nak neveztek el még annak idején. Érdekes módon ezt a másik, még nagyobb fajt, mint ahogy a navigans-t eleddig, szintén csak koponya maradványokból ismerjük. Nincs tehát információnk arra vonatkozóan, mennyiben hasonlít az állat többi testtája a kisebb rokonéhoz. A jövő zenéje, hogy ha valamikor sikerül egy T. imperator csontvázat is feltárni (vagy valamelyik csempész kamionról leszedni), minden bizonnyal rendkívül izgalmas munka lesz a szakemberek számára egy összehasonlítást végezni a két faj attribútumaival kapcsolatban. Ki tudja, még az is kiderülhet, hogy a T. navigans és a T. imperator nem két külön faj, hanem ugyanazon faj hím és nőstény egyedei.

Források:

• A szerzők sajtóközleménye a Phys.org-on
• Priyanka Runwal cikke a National Geographic-en
• A szerző Twitter bejegyzése
• Beccari V, Pinheiro FL, Nunes I, Anelli LE, Mateus O, Costa FR (2021) Osteology of an exceptionally well-preserved tapejarid skeleton from Brazil: Revealing the anatomy of a curious pterodactyloid clade. PLoS ONE 16(8): e0254789. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0254789
• Mark P. Witton: Pterosaurs. Princeton University Press, 2013.
• www.pteros.com

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

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.

 Pulchritudo 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.

 A 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

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

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!

A 19. század közepe tájékán egy Carl Bergmann nevű anatómus állt elő azzal az elmélettel, hogy általánosságban véve a nagyobb testtömeggel bíró szárazföldi melegvérű állatok populációi hajlamosabbak észak felé terjeszkedni, mint kisebb rokonaik.  Az eredeti elképzelést publikáló tudósról Bergmann-szabálynak nevezték el a teóriát, és annak ellenére, hogy egy viszonylag egyszerűnek tűnő kijelentésről van szó, a mai napig megosztják és foglalkoztatják az ökológusokat az éghajlat és az állatok testméretének összefüggéseit boncolgató kérdések [1]. Komoly aktualitása is van a témának: néhány évvel ezelőtt egy tanulmányban például kifejtették, hogy az ember által okozott klímaváltozás, pontosabban annak a bolygó nagy részén melegedést előidéző hatásai már most méretcsökkenést idéztek elő néhány állatfajnál, és ez a tendencia – a metabolizmus teljesen egyértelmű szabályai alapján – a továbbiakban is folytatódni fog [2].

Nagyon hasznos lenne, ám az ember megjelenése előtti, felfoghatatlan mélységű idők távlatában már jóval nehezebb feltárni az egyes állatfajok méretbeli változásait, hiszen a ránk maradt ősmaradványanyag annyira hiányos, hogy nem nyújt megfelelő információt ezekről a rég letűnt korokról. Különösen a szárazföldi ökoszisztémákkal kapcsolatban problémás a dolog, ahol a megfelelő környezeti feltételek hiányában annyira esetleges a fosszilizáció, hogy a vizsgálható maradványok leginkább egy többezer darabos puzzle játékhoz hasonlíthatók, amelynek csupán 4-5 eleme hever előttünk a szőnyegen.
Van azonban néhány kivételes lelőhely a Földön, ahol az adott korban valamilyen szerencsés körülménynek, vagy körülmények egész láncolatának köszönhetően a megszokottnál jóval több élőlény maradt fenn, ráadásul az átlagnál sokkal jobb megtartásban.

Ilyen a németországi Geiseltal egykori kőszénbányája is, ahol a középső-eocén korból származó képződmények ősmaradványai egy 47 millió évvel ezelőtt kezdődő, és többmillió évet felölelő periódus eseményeiről mesélnek. Sajnálatos módon a Szász-Anhalt tartományban található település egykori külfejtései ma már nem elérhetők, de az aktív bányászat 1933 és 1993 közötti hatvan éve során több tízezer fosszília került a lelőhelyről a gondosan rendszerezett múzeumi gyűjteményekbe.
A szén- és oxigénizotópos biogeokémiai elemzéseknek köszönhetően tudjuk, hogy ezen a helyen a szóban forgó képződmények keletkezésekor egy csapadékos, mocsaras szubtrópusi erdőség terült el, amelynek lakói, többek között a mai lófélék első képviselői, őstapírok, hatalmas édesvízi krokodilok és teknősfélék, valamint gyíkok és gázlómadarak voltak.

Ablak egy 47 millió éves ökoszisztémára. A geiseltali lelőhelyen feltárt egykori tőzeglápi erdőség jellegzetes állatfajai: bal oldalon a kisméretű ősló, a Propalaeotherium, középen a Lophiodon nembe tartozó tapírféle, jobb oldalon félig a lombozat mögé rejtőzve pedig egy fiatal szárazföldi krokodil, a Bergisuchus. (Az illusztrációt Szabó Márton készítette, forrás: Rabi Márton)

Ha a németországi eocénről esik szó, a paleontológia világában kicsit otthonosabban mozgó olvasó számára minden bizonnyal az ismeretterjesztő irodalom egyik leggyakrabban idézett képződménye, az UNESCO világörökségi listáján is szereplő, szintén 47 millió éves messeli olajpala kivételes fosszilis faunája ugrik be. A méltán híres lelőhely egy vulkáni eredetű tó mérges gázainak, és az ettől elpusztuló állatok tetemeit villámgyorsan konzerváló édesvízi környezetnek köszönheti csodálatos épségű leleteit. Ez az egykori élőlények számára peches, a kutatók számára azonban annál szerencsésebb kombináció olyan tudományos eredményekre vezetett, mint az egyes ma is élő emlőscsoportok eredettörténetével, vagy az eocén klímaoptimum paleoökológiájával kapcsolatos ismereteink komoly bővülése.

A geiseltali lelőhely mindeddig nem kapott a messelihez hasonló figyelmet sem a kutatók, sem a téma iránt érdeklődő laikusok körében. Pedig hatalmas tudományos jelentőséggel bíró összletről van szó mind önállóan vizsgálva eredményeit, mind a messeli adatokkal összevetve azokat. Mint az az utóbbi időben kiderült, korban egymáshoz közel álló leletegyüttesről van szó, ám míg a 47 millió éves messeli rétegsor kevesebb, mint 1 millió évet, addig a geiseltali ennél jóval több időt ölel fel. A másik jelentős különbség, hogy a messeli olajpala tavi környezetben képződött, a geiseltali kőszénlencsék pedig egy néhai tőzegmocsár-erdő emlékei.

A geiseltali anyag ideálisnak bizonyult egy olyan típusú elemzéshez, amelynél egy szűk állatcsoporthoz tartozó egyedek fosszíliáinak időbeli változásait lehet vizsgálni. A hosszú időt felölelő rétegsorból több szintről, tehát több idősíkból is előkerültek ugyanazon állatok maradványai, méghozzá meglehetősen egyenletes megoszlásban. A kövületek kitűnő állapotban maradtak fenn: a geiseltali anyagban nem ritka, hogy az ősmaradványokon az egykori élőlények – általában elképesztően ritkán fennmaradó – lágy szövetei is tanulmányozhatók, de az sem elhanyagolható szempont, hogy az átlagosnál jóval gyakrabban kerültek elő innen teljes épségű, összefüggő csontvázak. A kutatók számára rendelkezésre álló leletegyüttes annyira bőséges és rendszertani szempontból olyan sokszínűnek bizonyult, hogy őslénytani vizsgálatok esetében egészen kivételes módon még populáció szintű elemzésre is alkalmas.

Különösen szerencsésen fosszilizálódott csontvázak a geiseltali lelőhelyről: az ősi tapír, a Lophiodon (fent) és az ősló Propalaeotherium (lent). (Fotó: Oliver Wings)

Pontosan így tett a Tübingeni egyetem és a halle-wittenbergi Luther Márton Egyetem kutatócsoportja, amelyet a korábban már nálunk is bemutatott magyar kutató, Rabi Márton vezetett. Kutatási eredményeiket nemrégiben hozták nyilvánosságra a rangos Nature Scientific Reports hasábjain.

A kutatócsoport eredeti célja a projekt elején még az volt, hogy a korai lófélék evolúciós változásait tanulmányozzák a geiseltali leleteken. Ezekből az ősi típusú, labrador méretű patásokból ugyanis kifejezetten sok került a vizsgált gyűjteménybe. Az állatok méretbeli változásaira akkor terelődött a figyelem, amikor kiderült, hogy a Propalaeotherium nemen belül korábban több különálló fajba sorolt őslovak tulajdonképpen egyetlen fajt képviselnek, csak az idők során jelentősen csökkent a testméretük.
Ekkor határozták el, hogy megpróbálják kideríteni, milyen okok állnak ennek a változásnak a hátterében. Összehasonlításképpen a gyűjtemény egy másik nagy számban jelen lévő állatfaját, az ősi tapírféléket képviselő Lophiodon genus egyik faját vették górcső alá. Arra számítottak, hogy a lóféléhez hasonló trendet kapnak eredményül, ám meglepetésükre épp annak fordítottja mutatkozott az adatok elemzésekor: az őstapírok egyedei az idő előrehaladtával egyre nagyobb méretet öltöttek.

Míg az őslovak testtömege egymillió év elteltével egy 39 kilogrammos átlagról 26 kilogrammra „fogyott”, addig a tapírok ugyanezen időszak alatt 124 kilogrammos átlagról 223 kilogrammra „híztak”.

Több jel is arra utalt, hogy a klimatikus viszonyok testméretre gyakorolt hatása nem érhető tetten egyértelműen ebben a sírközösségben. A két állatcsoport divergens méretváltozásának új ténye mellett később, az izotópos vizsgálatok alapján bebizonyosodott, hogy a vizsgált rétegsor által lefedett idő alatt nem változott jelentősen az éghajlat, mindvégig egyenletes, szubtrópusi volt. A lófélék és tapírok testmérete azért alakulhatott ennyire különbözőképpen, mert már a kiindulási méretükből adódóan eleve különböző élettani-fiziológiai jellemzőkkel bírtak: a kisebb méretű állatok gyorsabban szaporodnak és fiatalabb korukban elpusztulnak. Nekik nem kell annyi táplálékot fogyasztaniuk ahhoz, hogy fenntartsák a testtömegüket, így több energiát használhatnak az utódnemzésre. A nagyobb állatok tovább élnek, és alacsonyabb a reprodukciós rátájuk. Nekik többet kell enniük, és így kevesebb erőforrást tudnak fordítani a szaporodásra. Mindemellett nagyobb méretükből adódóan kisebb nyomás éri őket a ragadozók részéről, és nagyobb területet tudnak bejárni táplálékszerzés céljából. Tulajdonképpen ennek a két dolognak köszönhetik hosszabb élettartamukat, ami így hosszabb időt enged nekik az amúgy lassabb szaporodásra. A kutatók végül arra a megállapításra jutottak, hogy a klimatikus viszonyok helyett inkább a fent vázolt, egymástól különböző élettani stratégiákból fakadó eltérő előnyök vezettek a testméret divergens evolúciójához.

A geiseltali eredmények jelentőségét két csoportra oszthatjuk: egyrészről úgy tűnik, hogy a kivételesen hosszú időt átölelő faj-szintű vizsgálattal sikerült az evolúciót populáció szinten "tetten érni", ami paleobiológiai vizsgálatoknál rendkívül ritka. Másrészről a fent említett élettani stratégiákat eddig kizárólag recens, azaz ma élő álatok életközösségein mutatták ki. Ez most a jelek szerint sikerült egy fosszilis anyagon is.

A teljes tanulmány szabadon hozzáférhető a források között megjelölt linken [3].

***

Irodalom/források:

• Sheridan, J. A. & Bickford, D. Shrinking body size as an ecological response to climate change. Nat. Clim. Change 1, 401–406 (2011). [1]
• Blackburn, T. M., Gaston, K. J. & Loder, N. Geographic gradients in body size: a clarification of Bergmann’s rule. Diversity Distrib 5, 165–174 (1999). [2]
• Ring, S. J., Bocherens, H., Wings, O., Rabi, M. Divergent mammalian body size in a stable Eocene greenhouse climate. Scientific Reports 10, (2020) [3]

***

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

Néhány évvel ezelőtt alkalmam volt meglátogatni a holzmadeni Hauff Ősvilági Múzeum híres gyűjteményét Stuttgart közelében, ahol a környéken főként az építőipar számára kitermelt alsó-jura, kb. 183 millió éves fekete palából az elmúlt mintegy másfél évszázad során előkerült bámulatos épségű tengeri fosszíliák csodájára jár ország és világ. A dinoszauruszokkal egy időben élt, és híresen kitűnő állapotban fennmaradt tengeri és repülő hüllők, halak és különféle válogatott gerinctelenek sokasága tűzijátékszerű élményt ad az őslénytan szerelmeseinek: amikor azt gondolnánk, hogy ennél szebb, tökéletesebb állapotban megőrződött kövület már egészen biztosan nem létezik, a következő teremben jól odaszúrnak egy mélyet a szívünkbe, és csak azért is valami még fantasztikusabb látnivaló következik. Egy idő után egyfajta kultúrsokk keríti a hatalmába az ember fiát, és fásultan veszi tudomásul, hogy a következő saroknál befordulva is valami olyat fog látni, amiről ő szimpla mezei kövületvadászként csak álmodhat. Jobbról egy lágytesttel és tintával együtt fennmaradt belemnitesz (a tintahalak távoli nagybácsikája), balról egy kicsinyét éppen megszülni készülő ichthyoszaurusz (halgyík), mígnem a kegyelemdöfést egy hatalmas terem falát teljes egészében beborító fosszília adja, egy 18 méter hosszú egykori uszadékfa rogyásig tele az egykoron ránőtt, és páratlanul ép tengeri liliomok maradványaival.
Ráadásul ha az ember kicsit utánaolvas, azt is megtudja, hogy ez az egész csoda egy mindösszesen 9 méter vastag finoman rétegzett agyagos összletből, a posidoniás palából került elő. A formáció a nevét a benne található leggyakoribb ősmaradványról, a Posidonomya bronni kagylóról kapta.

Steneosaurus bollensis CUVIER 1824, tengeri krokodil kövülete a holzmadeni posidoniás palából (Houston Museum of Natural Science)

Úgy tudjuk, hogy fosszilizálódni, azaz kövületté válni nem egyszerű dolog. A tengeri élőlények, miután befejezték földi pályafutásukat, a nyílt vízi, úszó ragadozók éberségétől függően részben, vagy egészben lesüllyednek a tenger aljzatára. Itt aztán kisebb-nagyobb élőlények milliói – dögevők, baktériumok és gombák –, valamint különféle kémiai folyamatok kezdik meg kemény munkájukat, hogy a testből egy árva molekula se maradjon. A természetben semmi nem megy pocsékba: minden egyes ökológiai fülkére szakosodik valaki, így nincs – vagy legalábbis nagyon ritka – az olyan hely a bolygón, ahol nem esik neki valaki a finom, és nem mellesleg minimális veszélyt jelentő elhullott élőlényekre. A strapabíróbb vázelemek, mint a gerinctelenek mészváza, vagy a gerincesek csontjai tovább ellenállnak a természet törvényeinek, de a jótékony teljes betemetődésig a környezeti viszontagságok és a bomláskor keletkező gázok felhajtóerejének hatására többnyire ezek az elemek is szétszóródnak, megtizedelődnek.
Az alsó-jura, egészen pontosan kora-toarci tengeraljzaton azonban nem ez történt. Itt attól az egy apró hibától eltekintve, hogy a kőzet későbbi összenyomódása révén kilapultak kicsit, az ősmaradványoknak kutya bajuk sincs. A legtöbb példány érintetlenül és teljesen hiánytalanul kerül elő, sőt, az állatok egy részének még a lágyteste is fennmaradt egy halvány filmszerű réteg formájában, ezeket a  gyűjteménybe került, mesterien preparált gerinces példányokon is tanulmányozhatjuk.

Aprólékos, hosszú időn át tartó munka a Hauff múzeum preparátoraié, de az eredmény minden esetben lenyűgöző (az Urweltmuseum Hauff honlapja)

Mi történt itt?

Mi az oka, hogy ezen a helyen ilyen páratlan épségben konzerválódott az egykori sekélytenger élővilága? Nos, a kutatók már évtizedek óta tudják, hogy az ilyen típusú üledékes kőzetek, mint amiben a holzmadeni maradványok is vannak, valamilyen oxigénben igen szegény, vagy attól esetleg teljesen mentes, és rendkívül nyugodt környezetben rakódtak le. Az oxigénhiány miatt menekültek meg a maradványok a mikrobiális élővilágban gazdag közegre amúgy jellemző lebontó szervezetektől és dögevőktől. A háborítatlan, áramlatoktól, zagyáraktól mentes aljzat miatt pedig nem szóródtak szét a gerincesek csontjai, vagy a tengeri liliomok vázmaradványai. Továbbá ennek köszönhető az is, hogy az itt lerakódott üledék annyira finom szemcséjű volt, hogy az behatolhatott a maradványok minden pórusába, gyorsabban konzerválva ezáltal azokat. A formáció legjobb megtartású fosszíliáit tartalmazó ún. alsó pala bitumen tartalma akár a 8%-ot is elérheti, itt találták azokat az ichthyosauria leleteket, amelyek finom lenyomat formájában a lágytest körvonalait is megőrizték.

Stenopterygius JAEKEL 1904 (Holzmaden) - szépen látszik az állat egykori lágytestének körvonala.

Ahogy a rétegtani ismeretek bővültek, és a geológia tudománya fejlődött, bebizonyosodott, hogy Európa több pontján is előfordulnak a holzmadenihoz hasonló – ha nem is ennyire szerencsés – de azzal azonos korú, azaz a toarci Falciferum-zónájából származó feketepala-előfordulások Lombardiától Nagy-Britanniáig, Franciaországtól Görögországig. Nálunk, Magyarországon is előbukkan a toarci feketepala a Mecsek hegységben, az Apátvarasdhoz közeli Réka-völgyben. Ősmaradványokat is tartalmaz, különféle ammoniteszek mellett szép megtartású hallenyomatokat találtak itt.

Úgy tűnt hát, hogy a holzmadenihez hasonló, oxigénhiányos környezet több helyen is előfordult a toarci során. Az azonban még kérdéses volt, hogy ezek egymástól független, izolált régiók és esetek voltak-e, vagy valamilyen nagyobb esemény részei. Ehhez kapcsolódik a nagy kérdés is, ami az előzőre is választ adhat: mi volt ennek a környezeti anomáliának a kiváltó oka?
Több elmélet is napvilágot látott a magyarázattal kapcsolatban. A legkorábbi szerzők szerint az ilyen típusú kőzetek üledékgyűjtője minden esetben zárt tengermedence volt. Később azonban új kutatások – közöttük a mai óceánokat vizsgáló projektek is voltak – bebizonyították, hogy ez nem igaz, ilyen, ún. anoxikus régiók kialakulhatnak partközeli feláramlási zónákban, sőt, a nyílt óceánokon is. Az Oxfordi Egyetem sztratigráfus professzora, Hugh Jenkyns más a hetvenes évek óta az egyik vezető kutatója a földtörténet nagy anoxikus eseményeinek. Több is volt ugyanis, az alsó-jura után a krétában is volt kettő. Az ő egyik első elmélete szerint az alsó-jura alatt valamilyen oknál fogva jelentősen megemelkedett a tengerek plankton-produktivitása. A vízben sodródó apró szervezetek számának növekedésével többszörösére nőtt a tengervíz szervesanyag tartalma. Ezek a szervezetek is elpusztulnak egyszer, amely sajnálatos esemény után szép lassan elkezdenek lesüllyedni a tenger aljzatára. Csakhogy rendkívül lassan süllyednek, és mindeközben bomlásuk során oxidálódnak, azaz oxigént vonnak el a környezetükből. Az ilyen „halott” vízi környezet a vízoszlop több rétegében is létrejöhet, és ha ez épp az aljzatnál van, akkor itt keletkezik a fekete pala.
Azt azonban sokáig nem tudták megmagyarázni, hogy a lebegő szervezetek mitől dúsultak fel ilyen nagy mértékben ebben az időszakban.
Ugyanúgy kérdéses volt továbbra is, hogy ez a bizonyos toarci anoxikus esemény csak bizonyos kisebb régiókban jelentkezett, vagy nagyobb területen jelen volt, esetleg világméretű jelenségről beszélünk?

Az uszadékfára kolonizálódott tengeri liliomok híres fala a Hauff múzeumban, és az élethelyzet rekonstrukciós rajza (az Urweltmuseum Hauff honlapja)

1968-ban az Amerikai Tudományos Alap (NSF) az oceánográfiai intézettel és néhány egyetemmel együttműködve hatalmas kutatási projektbe kezdett. Nem kisebb célt tűztek ki maguk előtt, mint hogy 15 év leforgása alatt emmentáli sajtot csinálnak a bolygó óceáni aljzatából, és mint egy őrült Mekk Mester, telefúrkálják azt (Deep Sea Drilling Project - DSDP). Nem csak a kalandvágy hajtotta őket, hanem komoly indokuk is volt minderre: a szárazföldön tanulmányozható kőzeteket már nagyon jól ismerték, míg az óceáni aljzat teljesen feltáratlan volt akkoriban. Az új eredmények komoly válaszokkal kecsegtettek az akkor még fiatalnak számító  lemeztektonika és a tengeraljzat-szétterülés elméleteihez.
Ugyanez a projekt komoly előrelépéshez vezetett az  óceáni anoxia kutatásában is. Igaz, hogy a többi föltörténeti korhoz képest a toarciból jóval kevesebb helyen került elő fekete pala, de kiderült, hogy  megtalálhatók a Föld legkülönbözőbb pontjain, az Atlanti-, a Csendes- és az Indiai-óceán fenekén is. Mindezt a felismerést további, biodiverzitással kapcsolatos faunavizsgálatok is alátámasztották: a világ több részén is, Dél-Amerikától Japánig  jelentették a kutatók bizonyos csoportok fajszámának komoly csökkenését. A kora toarci anoxikus esemény hirtelen globális keretet öltött. Lett is egy szép akronim neve: T-OAE (Toarcian Oceanic Anoxic Event).

További kutatások összefüggéseket találtak bizonyos stabil izotópok, mint például a δ¹³C kilengései, és a szóban forgó esemény között, így ezek vizsgálatára különféle modelleket dolgoztak ki. A kőzeteket is alkotó, karbonáttermelő kalcitvázú nannoplanktonokon végzett vizsgálatokkal együtt ma már rendkívül összetett képünk van erről a sok kutatót lázban tartó időszakról.

Már tudjuk, hogy ez a 183 millió éve lezajlott ciklus volt mind közül az egyik leghevesebb, egész csoportok kihalásával, óceán savasodással és klímaváltozással is járó anoxikus sokk a földtörtörténeti középidő során.
Ennek tehát a fele sem volt tréfa, egy ilyen nagyságrendű globális környezetváltozást valami nagyon komoly dolognak kellett okoznia. Találtak is nemrég egy gyanúsítottat, egy az egykori őskontinens, a Gondwana déli részén fekvő hatalmas, mintegy 3 millió négyzetkilométer kiterjedésű bazaltprovincia „személyében”. Miután a Gondwana azóta kissé szétcsúszott, a mai Földön több kontinensen, javarészt Dél-Afrikában és az Antarktiszon, de nyomokban Dél-Amerikában, Indiában, Ausztráliában és Új-Zélandon is megtalálhatók ezek a bazalt kőzetek. A teljes terület vulkáni aktivitása nagyon hosszú ideig tartott, és nem egyszerre, hanem régiónként különböző periódusokban zajlott le. Volt olyan része, ami már 204 millió évvel ezelőtt aktív volt, míg egyes kisebb területek csak a jura vége felé 160-140 millió évvel ezelőtt ontották a lávát. Van azonban két olyan régiója ennek a bazaltprovinciának, a dél-afrikai Karoo és az antarktiszi Ferrar, amelyekről csak az utóbbi időben bizonyosodott be a precíz urán-ólom izotópos méréseknek köszönhetően, hogy mindkét terület azonos korban, pontosan 184-182 millió évvel ezelőtt, azaz épp a T-OAE idején képződött. Ez a két térség a Gondwana idején természetesen egy összefüggő területet alkotott, ahol borzasztó mennyiségű magma került kapcsolatba a légkörrel.

A Föld kontinenseinek elhelyezkedése a kora-jura toarci korában (kb. 183 millió éve). Északon piros nyíl mutatja a holzmadeni üledékgyűjtő egykori helyét, délen pedig a Karoo-Ferrer bazaltprovincia kiterjedését látjuk piros színben.

Az intenzív vulkanizmus önmagában még nem magyarázná meg az anoxia jelenségét, de ha azt vesszük alapul, hogy a légkörbe kerülő vulkáni gázok minden esetben üvegházhatáshoz vezetnek, és a melegebb éghajlat kedvez az óceáni anoxia kialakulásának, akkor komoly okunk van feltételezni, hogy itt is ez történt. Ráadásul a vulkáni porral a tengerekbe kerülő vas a fitoplankton hirtelen feldúsulásához vezet, ez pedig abszolút támogatja Jenkyns eredeti elméletét a megsokszorozódott szervesanyag oxidációjával kapcsolatban.

A földtudományok egyik komoly, és napjainkban egyre fontosabb alkalmazási területe az egykori kihalási események megértése, és az abból levont következtetések a jövőben esetlegesen bekövetkező környezeti változásokra.  A T-OAE egy nagyon lényeges, és további kutatásokat igénylő periódus, amivel a mai klímaváltozás okozta hatások előre jelzése is egyszerűbbé válhat.

***

Források:

• Urweltmuseum Hauff - Holzmaden (2004) a kiállítás hivatalos kiadványa
• A Föld Krónikája (Officina Nova, 1991).  ISBN: 9638185368
• Pálfy József. Kihaltak és túlélők – félmilliárd év nagy fajpusztulásai. Vince K. (2000). ISBN 963-9192-75-9
• Dulai, Alfréd & Suba, Zsuzsa & Szarka, András. (1992). Toarci (alsó jura) szervesanyagdús fekete pala a mecseki Réka-völgyben. (Toarcian (Lower Jurassic) organic-rich black shale in the Réka valley (Mecsek Hills, Hungary). Földtani Közlöny. 122. 67-87.
• Galácz András (1978). Nemzetközi terepi szimpózium Dél-Németország jurájáról. Stuttgart 1977 szeptember 14-24. Őslénytani viták - 23. füz. (1978. május)
• Jenkyns, Hugh. (1999). Mesozoic Anoxic Events and palaeoclimate. Zentralblatt für Geologie und Paläontologie. 1997.
• Jenkyns, H. (1988). The Early Toarcian (Jurassic) Anoxic Event - Stratigraphic, Sedimentary, and Geochemical Evidence. American Journal of Science, 288(2), 101–151.

Lagerstätte – így hívjuk összefoglaló nevén azokat a különösen szerencsés lelőhelyeket szerte a Földön, amelyek kivételes épségben megőrződött ősmaradványokat tartalmaznak. Ezeken a helyeken az üledékképződés során olyan események zajlottak le, amelyek hatására az élőlények gyorsan betemetődtek, esetleg olyan környezet jött létre, ahol az elhullott tetemek valamilyen kémiai okból nagyon lassan és háborítatlanul bomlottak le. Ilyen lagerstätte a bajorországi Solnhofen környékének felső jura litográf palája is, ahonnan már évszázadok óta meghökkentően szép állapotban fosszilizálódott élőlények maradványai kerülnek elő. Az itt található, tökéletesen konzerválódott ősmaradványok elképesztő részleteiben tárják fel előttünk a kb. 150 millió éve ezen a helyen burjánzó trópusi zátony-szigetek és lagúnák gazdag élővilágát. Sok esetben filmkockaszerűen megörökített események szemtanúi is lehetünk egy-egy ilyen finoman rétegzett, sárgás-fehér kőzetlap felszínét vizsgálva, amely látványra vajmi keveset változott azóta, hogy egy sekély, védett partmenti víz iszapos aljzata volt. Ennek a méltán híres  lelőhelynek köszönhetjük azt a kivételes felfedezést is, ami elsőként utalt arra, hogy a madarak a hüllők csoportjának egy ágából, a theropoda dinoszauruszokból fejlődhettek ki.

Az Archaeopteryx-ről van szó, amelynek első napvilágot látott maradványa valójában egyetlen toll fosszíliája volt, és közel 160 éve, 1860-ban találtak rá a solnhofeni palabányában. Meghökkentő lelet volt ez, hiszen akkor a legrégebbi madarakhoz köthető ősmaradvány jóval későbbi, negyedidőszaki képződményekből volt csak ismert. Hermann von Meyer frankfurti paleontológus írta le a példányt, de mivel részletesen vizsgálható holotípus nem állt rendelkezésre, a szimpla toll alapján taxonómiai besorolása lehetetlen volt. Nem kellett azonban sokáig várni, egy évre rá ugyanis előkerült egy test-fosszília, ami még a tollnál is komolyabb zűrzavart okozott. Annak ellenére, hogy ez a példány sem volt tökéletes, csontjai ugyanis némiképp szétszóródtak a beágyazódás előtt, jól látható volt, hogy az anatómiai jellegek egy része bizony hüllőszerű testfelépítésre utal: medencéje, farokcsigolyái és sima élű felkarcsontja mindenképpen a hüllőkkel való rokonságra engedtek következtetni, ezek jól látszottak a hiányosságok ellenére. Ne felejtsük el, hogy ez egy tudományos szempontból forradalmi időszak volt, hiszen Darwin fajok eredetéről, és az evolúció első téziseiről szóló műve épp két évvel előtte került kiadásra. Ez az új lelet mintegy tálcán kínálta azt a lehetőséget, hogy egy átmeneti fajra bukkantak a bajorországi lelőhelyen. Darwin lelkesedését mutatja, hogy A fajok eredete 1866-os, negyedik kiadásában példaként említi arra vonatkozóan, hogy mennyire nem ismerjük még a történelem előtti élővilág teljes palettáját.

Archaeopteryx litographica (Franz Anthony paleoillusztrációja a 252mya.com weboldalán)

Darwin elmélete azonban annyira új és forradalmi volt, hogy heves vitákat váltott ki az új Archaeopteryx-példány kapcsán is. Ez a vita aztán furcsa fordulathoz vezetett. A fosszíliát elsőként vizsgáló német paleontológusok ugyanis a konzervatív oldalt képviselve, nem tulajdonítottak akkora jelentőséget a leletnek, mint amit – most már tudjuk – az megérdemelt volna. Úgy vélték, hogy ez az állat a már korábban leírt hüllők, például pterosaurusok egyikének képviselője lehet, és a körülötte látható képletek nem tollak. A viták közepette a kövület tulajdonosának időközben ajánlatot tett a Londoni Természettudományi Múzeum is, és sikeresen meg is vásárolta azt. Így történt, hogy a világ első értékelhető Archaeopteryx fosszíliáját a híres brit paleontológus, Richard Owen írhatta le.

A londoni példány (1861)

Az ezt követő bő másfél évszázad során további pédányok kerültek elő (egyébként mindegyik a solnhofeni formációk egyikéből), és az Archaeopteryx-szel kapcsolatos viták időről időre újra fellángoltak. Legutóbb 2011-ben, egy a Nature-ben megjelent tanulmányban kérdőjelezték meg a nemzetség rendszertani besorolását egy késő jura időszakból származó, kisméretű madárszerű tollas dinoszaurusz, a Xiaotingia zhengi felfedezését követően. A kínai szakemberek akkori vizsgálatának eredményeként olyan evolúciós fa rajzolódott ki, amelyen az Archaeopteryx nem illeszthető a madarak fejlődési vonalába, csak az azok "unokatestvérének" tartott Deinonychosauria csoportba, két lábon járó húsevő dinoszauruszok közé nyert besorolást. Ezt aztán később két különálló kutatás, egy ausztrál és egy belga csoport vizsgálatai is megcáfolták, és az Archaeopteryx-et továbbra is az őt megillető helyén, a hüllők és madarak közötti fejlődési ágon kezeli a tudomány.

Az eddigi legszebb állapotban fennmaradt Archaeopteryx fosszília: a berlini példány (1874)

Összesen 10 Archaeopteryx fosszília került elő egészen 2010 nyaráig, amikor egy amatőr gyűjtő újabb példányra bukkant, egyébként egy kifejezetten kövületvadászoknak fenntartott kőfejtőben, a Solnhofen és Regensburg között fekvő Schamhaupten környékén. Ennek az új kövületnek a kutatási eredményeit tették közzé a napokban a vizsgálatot végző müncheni Lajos-Miksa Egyetem (Ludwig-Maximilian-Universität; LMU) szakemberei.

A solnhofen formáció előfordulásának vázlatos térképe az új schamhaupteni példány lelőhelyének feltűntetésével

Érdekességképpen említem, hogy a jelen cikk témáját szolgáltató 2010-es felfedezést követően 2011-ben egy újabb példány került elő, és rövid ideig 12 létező Archaeopteryx kövület szerepelt a tudomány nyílvántartásában. Ez azonban nem tartott sokáig, ugyanis az eddigi legellentmondásosabb darab, amelyet az ötödik, haarlem-i példányként tartottak számon, egy nagyon friss, 2017-es vizsgálat eredményeképp kikerült az Archaeopteryx nemzetségből, mivel közelebb áll egy eddig csak Kínából ismert, szintén madárszerű dinoszauruszhoz, az Anchiornis-hoz. Ez egyébként nem kevésbé jelentős láncszem a dinoszauruszok és a madarak között. A haarlemi példányt így egy új nemzetségbe sorolták.

A most publikált 2010-es, schamhaupteni Archaeopteryx a falu környékén található két kőfejtő közül abból került elő, amit turisták és amatőr ősmaradvány gyűjtők számára tart fenn immár 17 éve a terület tulajdonosa és az eichstätti regionális önkormányzat. A kövületet felfedező nürnbergi gyűjtő csak 2014-ben jelentette a leletet, így annak tudományos feldolgozása ezt követően indulhatott meg. A gondosan feltárt, kiszabadított és preparált fosszíliát egyébként először egy Pterosauriának vélték, csak a későbbi vizsgálatok során bizonyosodott be, hogy az ősmadár maradványáról van szó.

A fosszília lelőhelye, a Gerstner bánya - a képen a bánya tulajdonosai és névadói, a Gerstner házaspár

A fosszília – a litográf palához méltóan – kiváló megtartású, az élőlény az oldalára fekve fosszilizálódott. Egyedül a vállöv csontjai, a kar és a fej mozdult el némileg az eredeti testtartáshoz képest, minden más az eredeti pozíciójában tanulmányozható. Negatívumként említik, hogy a kövület erősen lapított, ami miatt az anatómiai jegyek több testrész esetében nehezen elemezhetők. Ezen kívül, ami miatt nem is volt egyértelmű az állat rendszertani helyzete, ennél a példánynál nincs nyoma tollazatnak, vagy a tollak finom lenyomatának a beágyazó kőzetben. Mindezektől függetlenül a kutatócsoport részletes morfológiai elemzést készített a csontvázról.

Az új, schamhaupteni példány (a méreterány jelző szakasz 50mm). Ide kattintva látható a csontvázat tartalmazó teljes kőzetlap képe

Ezek nyomán az új lelet és az azt bemutató tanulmány három fontos új eredményt hozott a tudomány számára:

• a lelőhelyen elvégzett rétegtani elemzés alapján ez a mindeddig előkerült, geológiai értelemben véve legidősebb Archaeopteryx lelet. Az eddigi leletek egy kb. 1 millió éves perióduson belül kerültek elő, a tithon emelet alsóbb horizontjaiból. A nehezen azonosítható index fosszíliák ellenére sikerült meggyőzően bizonyítani, hogy az új példány a kimmeridge-i és tithon emeletek határáról származik, ezáltal idősebb, mint az eddigi „korelnők”, az egyik legkorábban felfedezett berlini pédány (ide kattintva látható az összes Archaeopteryx lelet rétegtani helyzetének diagrammja – ezen a jelen cikk témájául szolgáló fosszília még 12. példányként szerepel)
• részletes és megbízható diagnózist adnak, amely segít elkülöníteni az Archaeopteryx-et a hozzá rendszertanilag legközelebb álló csoportoktól: a nem madárszerű theropoda dinoszauruszoktól, és a madaraktól. Ez az elemzés minden bizonnyal hasznos lesz majd a jövőben, ugyanis az utóbbi időben rengeteg madárszerű ragadozó dinoszaurusz került elő, főként kínából. Ez a sok új lelet jelentősen megnehezíti a csoport rendszertani osztályozását.
• ennek a részletes analízisnek köszönhető az a megállapítás is, miszerint az eddig előkerült kövületek komoly anatómiai változatosságot mutatnak. Az őslénytani fajfogalom meghatározása a rendelkezésre álló leletanyag szűkössége és állapota miatt mindig is komoly kihívások elé állította a kutatókat, de jelen esetben kifejezetten szembeötlőek például a fogak közötti, vagy a méretbeli különbségek. Emiatt már korábban is felvetődött, hogy a nemzetségén belül több Archaeopteryx faj is létezhetett. Az evolúciós értelemben vett rövid időszak, és a solnhofeni szigetvilág ősföldrajzi helyzete azonban olyan körülményeket is teremthetett, amelyek azonosak a Darwin által a Galapagos-szigeteken felfedezett intraspecifikus versengéssel. Az egyes izolált szigeteken az éppen adott környezeti kihívásokra kialakuló különböző fajon belüli változatok viszonylag rövid időn belül új faj kialakulásához vezetnek (pl. a pintyek különféle tápláléktípushoz alkalmazkodott csőre). Ez volt Darwin új elméletének egyik alapja, és még ma is találnak élő példát a természetes kiválasztódás ilyen villámgyors működésére. Bár még további kutatásokra van szükség, valószínű, hogy az Archaeopteryx Darwin galapagosi pintyeinek jura időszaki analógiája.

Darwin pintyekkel kapcsolatos kutatásának egyik vázlata

Kijelenthetjük hát, hogy 160 évvel az első Archaeopteryx kövületek felfedezése, és a vele kapcsolatos évszázados viták után még mindig izzik a levegő az élet fejlődéstörténetének ezen titokzatos szereplője körül. Még mindig alakulnak a vele kapcsolatban kialakított álláspontok és még mindig vannak olyan új leletek, amelyek tovább árnyalják az amúgy is sokszínű képet, továbblendítve a paleontológia és az evolúciókutatás tudományát a fejlődés útján.

***

Források:

• A kutatócsoport sajtóközleménye a Science Daily hasábjain
• Az eredeti tanulmány a PeerJ online tudományos folyóirat weboldalán
• A Nature híradása a kínai kutatók filogenetikai eredményeiről
• A Nature híradása a belga kutatók eredményeiről, akik megcáfolták a kínaiakat
• A BMC Evolutionary Biology folyóiratban közzétett tanulmány a haarlemi példány új besorolásáról
• https://www.wikipedia.org/