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

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. 

Az 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.

Az 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.

 A 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:

• L. Xing et al. A new enantiornithine bird with unusual pedal proportions found in amber. Current Biology. Vol. 29, July 22, 2019, p. 1. doi: 10.1016/j.cub.2019.05.077.
• A Smithsonian Magazine beszámolója

*

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

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.

Az 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.

Az 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.

A 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.

A 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.

A 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:

• Dilcher, David; Wang, Bo; Zhang, Haichun; Xia, Fangyuan; Broly, Pierre; Kennedy, Jim; Ross, Andrew; Mu, Lin; Kelly, Richard (2019-05-10). "An ammonite trapped in Burmese amber". Proceedings of the National Academy of Sciences: 201821292. doi:10.1073/pnas.1821292116. ISSN 0027-8424
• A National Geographic online beszámolója

***

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

Meglehetősen nagy volt eddig a ’fejetlenség’ az egyik legősibb halgyík, az Eretmorhipis háza táján, eddig előkerült kövületeik ugyanis mind koponya nélkül maradtak ránk. Nemrégiben azonban bejelentettek két új példányt, amelynél már tanulmányozhatók a fej anatómiai bélyegei is, és ez alapján a kutatók meglepő feltevéssel álltak elő: a különös kis tengeri hüllő mind kinézetében, mind életmódjában hasonlíthatott a ma élő kacsacsőrű emlősre.

A nagyjából 252 millió évvel ezelőtt bekövetkezett perm végi kihalás eredményeként földtörténeti léptékben nézve egy szempillantás alatt eltűnt bolygónk tengeri állatfajainak 96%-a. A kihalást követő földtörténeti időszak, a triász során az élővilág – egyes feltételezések szerint a sarki területekről kiindulva – fokozatosan regenerálódott, amelynek során az élőhelyeket új típusú állatok is hatalmukba keríthették. Nem sokkal a kihalás után jelent meg a hüllők egy új csoportja, amelynek képviselői feladták addigi szárazföldi élőhelyüket, és – a mai cetfélék emlős elődeihez hasonlítva – fokozatosan meghódították a tengereket, hogy aztán fejlődési vonaluk végén olyan állatok jöjjenek létre, mint amilyenek a delfinekhez hasonló ichthyoszauruszok. Ennek az átalakulásnak az egyik bölcsője a legújabb kutatások szerint a mai Kína egykor sekélytengerrel borított területe lehetett, ahonnan a kora-triászból több ősi típusú tengeri hüllő kövülete is előkerült. Az egyik ilyen Ichthyosauromorpha – azaz halgyík-formájú – élőlénycsoport a Hupehsuchiák rendje, amelynek tagjai mind a többi ősi, mind a későbbi fejlett halgyíkokhoz képest igen különös formát mutatnak. Ormótlan testükhöz képest fejük kisméretű, nagy lapát uszonyai viszont jóval méretesebbnek tűnnek az indokoltnál. Bizonyos nemzetségei, mint például a rend nevét is adó Hupehsuchus – a nevét is ihlető kínai Hupej tartomány kivételes lelőhelyeinek köszönhetően – kifejezetten jó megtartású fosszíliák formájában maradt fenn az utókor számára, rekonstrukciójuk így kis túlzással gyerekjáték volt a szakemberek számára. Van azonban egy olyan nemzetsége ennek a csoportnak, amit eddig kizárólag koponya nélkül megőrződött kövületek alapján ismertünk. A 70 cm hosszú, és testéhez képest hatalmas evezőszerű végtagjaival, valamint a Stegosauruséhoz hasonló háti páncéllemezeivel meglehetősen rendhagyó formának számító Eretmorhipis eddig előkerült két példánya közül az elsőt még 1991-ben fedezték fel, de tudományos leírására egészen 2015-ig várni kellett. Ez az elsőként megtalált darab volt egyben a legjobb megtartású is, ugyanis a koponyát leszámítva a csontváz minden más eleme fennmaradt. Ez adta a pár éve leírt nemzetség és faj, az Eretmorhipis carrolldongi (Chen et al., 2015) holotípusát is, mivel a másik fosszília csupán néhány háti csigolyát és a végtagok részleges maradványát tartalmazta.

Az Eretmorhipis carrolldongi művészi rekonstrukciója a legújabb tanulmány alapján (forrás: Junseok Choi)

A Scientific Reports című tudományos folyóiratban csütörtökön nyilvánosságra hozták két új kövület leírását, amelyeket még tíz évvel ezelőtt fedezett fel a Kínai Geológiai Intézet kutatócsoportja a Hupej tartomány nyugati részén fekvő Hekou városának egyik 250 millió éves, alsó-triász sekélytengeri kőzeteket feltáró kőfejtőjében. Az új példányokat egyértelműen az Eretmorhipis nemzetségbe sorolták, és hatalmas jelentőségüket az adja, hogy bár ezek sem teljes csontvázak – az egyik a végtagok kisebb elemeit nélkülözi, a másik csak a test elülső részéből áll –, mindkét fosszília megőrizte a koponya részleteit. Az ezen végzett vizsgálatok pedig meglepő eredményeket hoztak.
Mint kiderült, az állat fejének orr-része olyan megnyúlt villa alakú csontkinövés volt, amely egy porcszövetekből álló, lapos csőrszerű képződmény megtartására szolgálhatott. Van egy ma is élő lény, amelynek a koponyája zavarba ejtően hasonló bélyegeket mutat: ez az Ausztrália keleti partvidékének édesvizeiben élő extravagáns tojásrakó, a kacsacsőrű emlős (Ornithorhynchus). A kutatók az Eretmorhipis és a kacsacsőrű emlős koponyájának összehasonlító elemzése során megállapították, hogy a fent említett vékony csontnyúlványok által közrefogott öblös üreg, és az orrnyílásokhoz közeli ízesülési pontok is arra utalnak, hogy a néhai tengeri hüllőn egy ilyen lapos, csőrszerű képződmény ékeskedhetett.

Az újonnan leírt Eretmorhipis koponyájának fosszíliája és vetületi ábrája (forrás: Cheng L. et al, Scientific Reports)

Ráadásul a mai tojásrakó emlősökkel való hasonlóság nem merül ki ebben az egy sajátosságban. A koponya mérete – ez nem lepte meg a kutatókat – az Eretmorhipis többi rokonához hasonlóan rendkívül kicsi a test egészéhez képest. A tanulmány szerzői szerint azok a ma élő vízi állatok, amelyeknél testükhöz képest arányaiban kisebb a fejméret, nem rendelkeznek jó hallással, ugyanis nem tud olyan fejlettségű hallószerv kialakulni, amely képes a vízben ötször gyorsabban terjedő hang érzékelésére. A látással is gondjai lehettek a kis halgyíknak, az újonnan felfedezett koponyán a szemüreg mérete még a szintén apró szemekkel bíró rokon Hupesuchuséhoz képest is fele akkora. Nagyon valószínű, hogy ez az érzékszerve is teljesen elcsökevényesedett, és az Eretmorhipis szinte teljesen vak lehetett.
Érdekes módon a kacsacsőrű emlősre is igaz az érzékszervek ilyen mértékű hiányossága. Az ausztrál különc hátrányos helyzetét egy szerfelett speciális megoldással küszöböli ki: az elektromosságot hívja segítségül. Csőrének mindkét felületén körülbelül negyven-negyvenezer, vízszintes sorokba rendezett elektromos érzékelő és további harmincezer nyomásérzékelő pálcika található. A két sejtfajta az ember látókérgére emlékeztető módon rétegződik a csőr felületén, és az agy tevékenységének jelentős részét az ezektől kapott információk feldolgozása köti le. Úgy tűnik, a kétféle adat együttes feldolgozásával a kacsacsőrű emlős egyfajta "víz alatti térlátásra" tesz szert. Az elektromos érzékelők felfogják az egészen kis állatok egészen kis izommozgásai keltette jeleket is, a nyomásérzékelők pedig a vízben álló, lebegő, illetve mozgó dolgokról visszaverődő hullámokat észlelik. A kétféle információ együttes feldolgozása lényegesen jobb képalkotást tesz lehetővé a zavaros vízben, mint a látás.

Balra egy ma élő kacsacsőrű emlős (Ornithorhynchus), jobbra egy Eretmorhipis koponyájának vázlatos ábrája (forrás: Cheng L. et al, Scientific Reports)

Természetesen fosszilizálódott lágyszövetek hiányában nincsenek egyértelmű bizonyítékok arra vonatkozóan, hogy az Eretmorhipis is hasonló képességekkel szerezte volna táplálékát, de az anatómiai jegyek hasonlósága nem zárja ki a lehetőséget. A környezet pedig, ahonnan a halgyík kövülete előkerült, egy hatalmas területen elnyúló, rendkívül sekély vízű tengeri plató volt a kora-triász során, amely alkalmas lehetett az olyan részleges vízi életmódra, mint amilyet ma a kacsacsőrű emlősnél tapasztalunk – igaz, utóbbi édesvízekben – folyókban és tavakban él.

Az Eretmorhipis carrolldongi újonnan leírt fosszíliája (forrás: Cheng L. et al, Scientific Reports)

Tehát a koponya bélyegei, a kisméretű szem és a csőr vázelemei, valamint az egykori őskörnyezet, amiben az állat élt, mind arra utalnak, hogy az Eretmorhipis a kacsacsőrű emlőséhez hasonló anatómiával és életmóddal rendelkezett. Ennek rendkívüli jelentősége lehet az állatok evolúciójának kutatásában is. Az Eretmorhipis ugyanis 250 millió évvel ezelőtt élt, azaz mindössze 1-2 millió évvel a nagy perm-triász kihalás után járunk. Ez alatt a földtörténeti léptékben elképesztően rövid idő alatt ezek szerint nem csak a hüllők tengeri életmódhoz való alkalmazkodása zajlott le, de az új élőlénycsoport rendkívül gyorsan specializálódott is az egyes ökológiai fülkékhez való alkalmazkodással, és az Ichthyosauromorphák kládja életmód tekintetében is meglepően gyorsan változatossá vált.

***

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

Források:

• A University of California sajtóközleménye
• Chen, X.-H., Motani, R., Cheng, L., Jiang, D.-Y. & Rieppel, O. A new specimen of Carroll’s mystery hupehsuchian from the Lower Triassic of China. PLoS One 10, e0126024, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0126024 (2015).
• Cheng, L., Motani, R., Jiang D.-Y., Yan C., Tintori, A.& Rieppel, O. Early Triassic marine reptile representing the oldest record of unusually small eyes in reptiles indicating non-visual prey detection. Scientific Reports (2019) 9:152 | DOI:10.1038/s41598-018-37754-6

Új cikksorozatunkban olyan nemzetközi hírű magyar kutatókat szeretnénk bemutatni olvasóinknak, akik munkájukkal jelentős mértékben hozzájárultak, vagy ma is hozzájárulnak az őslénytan, és ezáltal más föld- és élettudományok fejlődéséhez. Rovatunk első bejegyzésének főszereplője egy fiatal paleontológus, dr. Rabi Márton, aki a teknősök törzsfejlődésének megértéséhez visz egyre közelebb minket. Legutóbbi tanulmányában, amelyet egy argentin kollégájával közösen publikált, a szárazföldi teknősfélék átfogó vizsgálatával elért eredményeik kerültek közlésre. Az új fejlemények felülírnak néhány korábbi, meglehetősen mélyen beivódott feltételezést ezzel az állatcsoporttal kapcsolatban.

A szárazföldi teknősfélék képviselői az egész világon fellelhetők a sivatagoktól az erdőkig, és olyan fajokat foglalnak magukba, mint a házi kedvencként is rendkívül népszerű görög teknős, vagy a darwini eszmék egyik megihletője, a galápagosi óriásteknős. Ha szóba kerülnek, elsőként minden bizonnyal lomha mozgásuk jut eszünkbe, de rajta vannak a világ leghosszabb ideig élő állatainak listáján is: a galapagosi óriásteknős átlag életkora meghaladja a száz évet, de volt olyan példány is, amely bizonyíthatóan több, mint 170 évig élt.
Érdekesség: sokan nem tudják, hogy a galápago szó spanyolul teknőst jelent, így ha azt mondjuk, hogy galápagosi teknős, olyan, mintha azt mondanánk: békönszalonna.
Néhány fajuk – mármint a teknősöké, nem a békönszalonnáé – hatalmas méretűre képes nőni, házuk meghaladhatja az egy méteres hosszúságot is, míg némelyük nem nagyobb 6-8 cm-nél. Annak ellenére, hogy a természetbúvárok már Darwin idejétől kezdve komoly érdeklődéssel tanulmányozták őket, a szárazföldi teknősök törzsfejlődését a közelmúltig homály fedte. Különösen a szigeteken megfigyelt óriások eredetével kapcsolatban ütköztek  a tudományos közvélemény álláspontjai.

Galápagosi óriásteknős (forrás: Rory Stansbury, Island Conservation, Flickr)

A tény, miszerint az összes ma élő óriás szárazföldi teknősféle szigetlakó, arra sarkallta fejlődéstörténetük kutatóit, hogy kialakulásukat az úgynevezett Foster-törvény, vagy másnéven sziget-hatás következményeként értékeljék: elszigetelt élőhelyeken a nagyméretű állatok törpékké, míg a kisebbek óriásokká válhatnak. A törpévé fejlődés egyik példája a floridai fehérfarkú szarvas, amely rokonától, a „közönséges” fehérfarkú szarvastól pusztán méretében különbözik. Az ilyen méretcsökkenés kiváltó okaként általában a szigeteken fellelhető szűkösebb tápanyagforrást szokták felhozni. A kisebb test ilyen esetekben szelekciós tényező. A szigeti órásnövekedés legjobb példája pedig az egykor Mauritius szigetén élt, és az ipari forradalom kezdetén kihalt röpképtelen galamb, a híres dodó lehet. Ők a mai feltételezések szerint a sziget ragadozóinak nyomására fejlődtek óriás méretűvé, egészen addig, amíg szegényeket egy újonnan érkezett, túlzottan intelligens ragadozó az utolsó szálig agyon nem verte.
A kihalt szárazföldi teknősökkel kapcsolatos korábbi tanulmányok nagy része meglehetősen bizonytalan volt e témában: több esetben az óriás növekedés okaként épp a ragadozó emlősök hiányát nevezték meg, de volt olyan felvetés is, hogy a szárazföldi teknősök már eleve óriások voltak, amikor élőhelyük elterjedése elérte a tengeri szigetvilágokat. Mivel a legtöbb ilyen állat már kihalt, ezeket az elméleteket meglehetősen nehéz mai megfigyelésekkel ellenőrizni. Az egyetlen megoldás hát, ha a kihalt teknősök fosszíliáit vizsgálják meg a szakemberek. 

Egy fiatal magyar kutató, Rabi Márton a társzerzője annak a közelmúltban a Cladistics című tudományos folyóiratban közzétett átfogó tanulmánynak, amely tiszta vizet öntött a pohárba a fenti témával kapcsolatban. Argentin kollégájával, Evangelos Vlachos-szal komoly összesítő munkát végeztek: az élő fajok genetikai, és a kihalt fajok csonttani adatainak tanulmányozásával összeállították a szárazföldi teknősök (Testudinidae) eddigi legátfogóbb családfáját.

Pár millió évvel ezelőttig az óriásteknősök Európa déli részén a mai Franciaországtól Törökországig elterjedtek voltak. Titanochelon perpiniana, Párizsi Természettudományi Múzeum (fotó: Rabi Márton)

Ez az első tanulmány, amely globális nagyságrendben tekinti át a szárazföldi teknősök testméretében bekövetkező evolúciós változásokat. A kutatók munkájának köszönhetően új ismeretekkel gazdagodtunk: kiderült, hogy a kövületanyag teljesen más képet mutat a múlttal kapcsolatban, mint amit a jelenkor szárazföldi teknős fajai alapján feltételezhettünk. A szárazföldi teknősök 55 millió évvel ezelőtti megjelenését követően az óriás méret több alkalommal is megjelent a földtörténet különböző szakaszaiban egymástól teljesen függetlenül, és nem csak elszigetelt környezetben, hanem elsősorban Ázsia, Afrika, Európa, valamint Észak- és Dél-Amerika kontinentális területein. Később az ezeken a területeken élő összes faj kipusztult, utolsó képviselőik a pleisztocén korban, az utolsó jégkorszak során éltek.

A tanulmány másik szerzője, Evangelos Vlachos (középen) az általuk tanulmányozott kihalt óriásteknős páncél múzeumba szállításánál - Thesszaloniki régió, Görögország (fotó: Rabi Márton) 

A fosszíliák tehát azt mutatják, hogy a kontinensek belső területein is nagy számban kialakultak óriás méretű fajok, ez pedig arra enged következtetni, hogy az óriás testméret a teknősök esetében nem hozható összefüggésbe az elszigetelt élőhelyek hatásaival. Ehelyett valószínűbb, hogy a ma a szigeteken élő óriás teknősök, mint például a galapagosi és seychelles-i fajok sokkal inkább az egykoron a dél-amerikai, kelet-afrikai és madagaszkári területekről elsodródott ősők leszármazottai. Az óriás teknősök azért lehettek jobbak a szigetek kolonizálásában, mert a kisebb fajoknál jobban tűrik az édesvíz és az élelem hiányát az óceánban történő hosszabb sodródás során. Megfigyelések szerint az óriás teknősök akár 740 km-t is képesek megtenni az óceánban lebegve!

A szárazföldi teknősfélék egyszerűsített családfája a paleocéntől napjainkig (forrás: Vlachos-Rabi)

Hogy végül miért haltak ki ezek az óriások a nagyobb szárazföldeken, és maradtak életben bizonyos szigeteken, egyelőre rejtély marad. A legutóbbi jégkorszakokig fennmaradó fajok esetén a kihalás kiváltó oka a kontinentális területeken valószínűleg a már több esetben is bizonyított ragadozói – köztük emberi – nyomás és a klímaváltozások okozta hatás kombinációja lehetett.
Hasonlóan tisztázatlan, hogy ha nem a sziget-hatás, akkor mi az, ami miatt a szárazföldi teknősök időről-időre óriásokká nőnek? A kutatók szerint ebben is az éghajlat változása (melegedése) és az életközösség ragadozóinak szelekciós nyomása játszhat szerepet, de a kép rendkívül összetett, és a rendelkezésre álló kövületanyag jelenleg még korlátozott.

A kihalt észak-amerikai Hesperotestudo egy hasonló példányának páncéljában a jégkori ember befúródott lándzsahegyét fedezték fel. Floridai Természettudományi Múzeum (fotó: Rabi Márton)

A tanulmánynak egy másik váratlan eredménye is volt: a Földközi-tenger térségének szárazföldi teknősei (pl. a házi kedvenc görög teknős) ugyanis tulajdonképpen egy törpe vonalat képviselnek: mint kiderült, kihalt őseik jóval nagyobb méretűek voltak. Így ez a vonal szintén egy olyan fejlődési irányt igazol, ahol a méret megváltozását nem tudjuk kifejezetten az elszigetelődött élőhely tulajdonságaival magyarázni.
Azt tehát még nem tudjuk pontosan, hogy mi volt az oka a csoport méretbeli változásainak, de a tanulmány rámutatott, hogy a sziget-hatás, mint kiváltó ok, nem jatszott fontos szerepet. Ez pedig kulcsfontosságú információ a későbbi kutatásokhoz.

A szárazföldi teknősök immár 55 millió éve jelen vannak az élet színpadán, és ennek a kutatómunkának az eredményeként fontos lépést tettünk törzsfejlődésük jobb megismerése felé. Szomorú, hogy mire teljessé válik a kép, addigra talán el is tűnnek ezek az ősi, rendkívül békés, legelésző lények. A ma élő 43 fajukból ugyanis több, mint 17 veszélyeztetett, többek között az élőhelyük eltűnése miatt, valamint a túlvadászásnak és az illegális kereskedelemnek köszönhetően.

– fűzte hozzá dr. Rabi Márton.

***

Források:

• A Martin-Luther Egyetem sajtóközleménye
• A Magyar Dinoszaurusz Kutató Expedició honlapja
• Dr. Rabi Márton profilja a Tübingeni Egyetem honapján
• Vlachos, E. and Rabi, M. (2017), Total evidence analysis and body size evolution of extant and extinct tortoises (Testudines: Cryptodira: Pan‐Testudinidae). Cladistics. . doi:10.1111/cla.12227

Egy panamai kutatócsoport az elmúlt 4 millió év karib-tengeri bryozoa faunájának átfogó vizsgálatával arra az eredményre jutott, hogy a régebben kialakult fajoknak több időbe telik egy új élőhely meghódítása, mint a rendszertanilag hozzá közel álló, de fiatalabb fajoknak.

A fosszilizálódáshoz jókora szerencse kell, így nem csoda, ha sok egykori élőlénnyel kapcsolatban meglehetősen hiányos a tudásunk. Az esetek többségében még az egykori növény vagy állat anatómiai tulajdonságaira is csak mai analógiákat használva következtethetünk, és akkor még nem is beszéltünk a tudományos szempontból fontosabb kérdésekről, pl. az adott létforma saját környezetével való kölcsönhatásainak vizsgálatáról. De vannak azért olyan nagy tömegben előforduló kövületek is, amelyek ha megfelelő mennyiségben azonos területen fellelhetők, és jelenlétük viszonylag hosszú időtávot lefed, nagyobb ívű következtetésekre is alkalmasak.

Nagyon jó példa erre a panamai Smithsonian Trópusi Kutatóintézet (STRI) munkatársainak a Scientific Reports-ban szerdán közzétett tanulmánya, amelyben bizonyos paleoökológiai és őséletföldrajzi adatokból olyan fontos eredményekre jutottak, amelyek rendkívül nagy segítséget nyújthatnak az evolúció mozgatórugóit kutató szakemberek számára is.
Aaron O’Dea és társai úgy vélték, hogy a Karib-tenger délnyugati térsége megfelelő lenne arra, hogy az elmúlt évmilliók során ezen a területen élt állatok egy kiválasztott csoportjának vizsgálatával választ kapjanak a kérdésre: vajon egy állatfaj új élőhelyen történő elterjedésének készségét befolyásolja-e az, hogy az adott faj mióta létezik.

Egy faj átlagos életkora, azaz fajöltője néhány millió év. Előfordulnak ennél kevesebb ideig létező fajok is, de lehetnek, amelyek ennek az átlagnak a sokszorosát is megérik. Gondoljunk csak az olyan „élő kövületként” emlegetett, ma is élő és viruló élőlényekre, mint a Lingula nevű brachiopoda, vagy a páfrányfenyő (Gingko).

Fontos kérdés ez, hiszen a minél több környezeti tényezőhöz való alkalmazkodás képessége mellett az új élőhelyeken való elterjedés sebessége is mérvadó, ha mondjuk egy adott faj kihalási esélyeit kell megállapítani.

Nagyjából 25 millió évvel ezelőtt megkezdődött egy folyamat, amely eleinte csak korlátozta, majd a végére a Panamai földhíd 3-4 millió évvel ezelőtti kiemelkedésével teljesen meg is szüntette a kapcsolatot a Csendes-Óceán keleti része és a Karib-tenger délnyugati ága között. Az új földszoros elvágta az utat az addig főként nyugat-kelet irányú tengeráramlatok elől, amely a tápanyag utánpótlás megszűnésével végzetes hatást gyakorolt a korábban ezen a területen virágzó planktonikus (lebegő) faunára. Ez a folyamat az élőhely gyökeres átalakulásához vezetett, a korábbi, plankton-központú biotóp után túlsúlyba kerültek az aljzatlakó, azaz bentosz szervezetek. A változás a térség geológiájában is nyomon követhető: a 4 millió évvel ezelőtti üledékek karbonátokban szegény, szervesanyagban gazdag agyagos rétegek, míg az ezt követő időszakban megjelennek a korallzátonyok, ami a már meglévők mellé meszes üledékek megjelenését hozta magával.

Ma élő Cupuladriida bryozoa kolónia. Forrás: Aaron O'Dea, Smithsonian Tropical Research Institute

Ez a környezetváltozás gyakorlatilag egy a természet által elvégzett evolúcióbiológiai kísérletet hagyott ránk. Ha megtaláljuk azokat az élőlényeket, amelyek ez idő alatt végig megbízhatóan és nagy mennyiségben fosszilizálódtak, magas a faj-diverzitásuk és könnyen meghatározhatók, akkor ezek maradványainak a vizsgálatával végigkísérhetjük az élővilág környezetváltozásra adott válaszának az egész folyamatát.
A kutatócsoport pedig meg is találta: a mohaállatok (latin nevükön Bryozoák) egy a teljes időszak során végigkövethető csoportját, a Cupuladriida családba tartozó fajokat választotta vizsgálata tárgyául. Ezek az apró lények – a többi mohaállathoz hasonlóan – diszkosz alakú kolóniákban élnek. A tengerekben elképesztő mértékben képesek felhalmozódni, ami annak is köszönhető, hogy nem csak szexuális reprodukcióra képesek, hanem ivartalanul is tudnak szaporodni. Amikor a telep elpusztul, a szilárd váz fennmarad, és nagyon jó eséllyel fosszilizálódik.

A vizsgálat során 200 begyűjtött fosszíliából több, mint 90 ezer bryozoa kolóniát különítettek el, amelyhez a mai tengerfenékről is beszereztek 90 recens (ma is létező fajhoz tartozó) példányt. A minták tartalmaztak tengeri iszapot, homokot és korall vázmaradványokat is, ami további segítséget nyújtott a szakembereknek az egykori élőhelyi környezet beazonosításában. A példányok meghatározása után kiválasztották a 10 leggyakrabban előforuló fajt, és ezek földrajzi elterjedését rögzítették az adatbázisba. Ezt követően az adatokat mind a fajöltőjük, mind a kolóniák előfordulásának mértékét illetően rendszerezték, és három különböző időkategóriába sorolták az élőhelyen való megjelenésük szerint.

Aaron O'Dea, a Smithsonian Tropical Research Institute paleontológusa tengeri eredetű fosszíliákat vizsgál a Dominikai Köztársaságban. Forrás: Sean Mattson, STRI

Az eredmények arról tanúskodnak, hogy – noha minden faj sikeresen meg tudott jelenni az új élőhelyi környezetben az elmúlt 6 millió év során, a különböző fajok különböző sebességgel tették mindezt. Az adatok egyértelműen azt jelzik, hogy a régebben – több, mint 8 millió évvel ezelőtt – megjelent fajoknak a fiatalabbakhoz képest nagyjából 2 millió évvel több időbe telt, mire ugyanabban a kolónia-számban birtokukba vették az új biotópot. Ez egyértelműen arra utal, hogy minél hosszabb ideig él egy faj, annál nehezebben alkalmazkodik az akár csak minimálisan is eltérő környezeti feltételekhez, és annál nehezebben hódítja meg az új lehetőségként feltáruló, de az addigitól némileg különböző területeket. Ezt a kutatók a jól beágyazott populációk niche-konzervativizmusának nevezik.
A jelenség kiváltó okainak megfejtéséhez, illetve annak megállapításához, hogy ez a szabály milyen mértékben vonatkozik más élőlényekre, további kutatásokra van szükség. Minden bizonnyal hallani fogunk még erre a vizsgálati módszerre alapozó újabb munkákról is, más területeken és talán más élőlény csoportokról is.

Források:

• Aaron O’Dea, Brigida De Gracia, Blanca Figuerola & Santosh Jagadeeshan: Young species of cupuladriid bryozoans occupied new Caribbean habitats faster than old species, Scientific Reportsvolume 8, Article number: 12168 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-30670-9.
• A Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) sajtóközleménye 
• Főzy István, Szente István: Ősmaradványok, A Kárpát-Pannon térség kövületei (GeoLitera, 2012)

Az állati óidő ordovícium időszakának tengeri monstrumai, az akár 9 méteres hosszúságot is elérő Endoceridák a földtörténet legrejtélyesebb fejlábúi közé tartoznak. Néhol tömegével előforduló kövületei gyakoriságuk ellenére keveset mondanak egykori életmódjukról, és koruk őskörnyezeti viszonyiaról is még alakulóban van a kép. Ezzel szemben a korábbi szakirodalom minden esetben csúcsragadozóként állította be ezeket a bizarr lényeket, holott ennek a ma élő nagyon távoli rokonokkal való erőltetett analógián kívül más alapja nincsen. Egy orosz kutató nemrégiben előállt egy új elmélettel, miszerint az Endoceridák a ragadozókétól teljesen eltérő életmódot folytattak: békés plankton- és törmelékfalók voltak.

Minden földtörténeti időszaknak megvoltak a maga tengeri óriásai. A mi életünkben a sós vizek, és egyben a földkerekség legnagyobb állatának az egykoron a szárazföldről a tengeri élethez visszatérő emlősök, a cetfélék néhány alakja számít. Noha pályafutásukat egy kifejezetten kis méretű, rágcsálószerű szárazföldi élőlényként kezdték úgy 50 millió évvel ezelőtt, a ma ismert legnagyobb állat, a kék bálna testsúlya elérheti a 175 tonnát, testhossza pedig a 30 métert is. A földtörténeti középidőt a hüllők korszakaként is emlegetjük. Nem csoda hát, ha ekkoriban a tengereket is ennek a csoportnak a nagyra nőtt képviselői uralták. A legnagyobb eddig ismert mezozoós tengeri gerinces a moszaszauruszok családjába tartozó Hainosaurus volt, amelynek hossza elérhette a 15 métert is. Valamivel korábban, a jura időszakban élt a korábban már nálunk is tárgyalt Temnodontosaurus, amely a halgyíkok egy órásira nőtt nemzetsége volt. Ám nem csak a hüllők nőttek nagyra, a halak között is megtaláljuk az ősi idők nagy óriásait: a késő-jura hal-óriása, a Leedsichthys egyes példányai még az óvatos becslések alapján is meghaladhatták a 20 métert.

Bármennyire meglepő, a tengeri élőlények óriásnövése nem csak a gerincesek kiváltsága volt. Több olyan periódust is ismerünk, amikor az amúgy nem kifejezetten nagy méretükről ismert puhatestűek, vagy ízeltlábúak nőttek nagyra. Utóbbiakra mindjárt az óidő elején, a kambriumból hozhatunk egy kiváló példát: a rettegett Anomalocarist. És a puhatestűekre?
A puhatestűek legfejlettebb csoportja, a fejlábúak (Cephalopoda) osztályának tagjai valaha elképesztő változatosságban népesítették be az ősi tengereket. Mára ugyan már csak alárendelt szerepet játszanak (pl. a nyolckarú polip, a tintahal-félék vagy a nautilusz személyében), az élet fejlődéstörténetének bizonyos periódusaiban elképesztő változatosságban népesítették be a Föld tengereit – ennek megfelelően sokkal többféle ökológiai fülkét töltöttek be, mint ma. Gondoljunk csak az ammoniteszekre, amelyek sokfélesége és gyors törzsfejlődése a mai geológusoknak hatalmas ajándék: kövületeik segítségével elképesztő pontossággal, akár százezer évekre is tagolható bizonyos kőzetrétegek kora. Annak ellenére, hogy a fejlábúak már a földtörténeti óidő kambrium időszakában megjelentek, első virágkorukat jelenlegi ismereteink szerint az ordovíciumban élték. Legősibb csoportjuk a Nautiloideák alosztálya, ezek egyik rendje, az egyenes vázú Endoceridák is a 485 millió éve kezdődő és 444 millió évvel ezelőtt végződő ordovícium időszakban jelentek meg. Míg más Nautiloideáknál rendre előfordulnak kompakt, azaz feltekeredett alakok, az Endoceridák külső váza minden esetben egyenes vagy enyhén görbült, és keskeny volt. Az „endo” előtag belsőt jelent, ez azonban nem szilárd vázukra értendő, hanem az azon belül található mésztölcsérre, amelyet endoconusnak neveznek.

Cameroceras - az Endoceridák egy nemzetsége, itt még mint ragadozó (forrás: Walking with Dinosaurs)

Az ordovícium korai szakaszából származó Endocerida kövületek még kisebb méretűek, de az időszak második felében a csoport néhány fajának egyedei hatalmasra nőttek. Az óriásnövésű fajoknál az átlagos hosszúság 5-6 méter volt, de írtak már le 9 méteres vázakat is. 
A Nautiloideák más rendjénél is előfordult ritkán óriásnövekedés, ám ez az egyetlen olyan csoport, amely törzsfejlődésének végső szakaszában általánossá vált a gigantizmus. Kövületeit nagy számban lehet találni a világ több pontján, és fajszámukat tekintve is „gazdag társulatnak” számít, ez mindenképpen azt jelzi, hogy ökológiai szempontból is változatos létforma lehetett.

Endoceras sp. kövülete az oroszországi Volkhov folyó középső-ordovíciumi rétegeiből (A. A. Mironyenko felvétele)

Sajnos az Endoceridák lágytestéről – mint a letűnt külsővázas cephalopodák többségének esetében (korábbi cikkünk erről a témáról) – egyáltalán nincs információnk, minthogy egyelőre nem találtak olyan jó megtartású fosszíliát, amely árulkodott volna a szövetekről vagy a rágószervekről. Ez nagyban megnehezíti az állat életmódjával kapcsolatos feltételezéseket, de a korábbi szakirodalom a váz alakjából és szerkezetéből következtetve az Endoceridákat minden esetben a tengerfenékhez közeli életmódot folytató ragadozónak, esetleg dögevőnek mutatja be. Egyes tanulmányokban kifejezetten csúcsragadozónak írják le őket, amelyek az aljzaton élő szilárd vázú élőlényekkel, pl. trilobitákkal táplálkoztak.

A paleozoikum tengereinek óriásai (Christian Klug grafikája) - a felső állat E betűvel jelölve egy Endoceras giganteum.

Érdekes módon ez a feltételezés azonban nem a morfológiai jegyek, vagy a kutatások alapján feltételezhető egykori élőhelyi környezet, hanem tulajdonképpen kizárólag a ma élő – és egyébként meglehetősen távoli – rokonokkal, pl. a nautilusszal vagy a tintahalakkal való szimpla analógia alapján alakult ki. Holott az Endoceridák vázának felépítése egyáltalán nem támasztja alá ezt, sőt, kifejezetten cáfolja.

Egy orosz kutatónak nemrégiben szöget ütött a fejébe az Endoceridákkal kapcsolatos rengeteg ellentmondás, és egy új tanulmányban felsorolja az életmódjuk jelenlegi értelmezésére vonatkozó ellenérveit, valamint egy új hipotézist tár a nagyközönség elé. Eszerint ezek az állatok ún. mikrofág élőlények voltak, azaz apró lebegő mikroszkópikus élőlényekkel, összefoglaló nevén planktonnal, vagy az elhullott élőlények szerves törmelékével táplálkoztak, épp, mint ahogy teszik azt a mai bálnák. Ez az interpretáció magyarázattal szolgálna több, az Endoceridákkal kapcsolatos megválaszolatlan kérdésre, és összhangban van az ordovícium időszak ökoszisztémájának a közelmúltban jobban megismert tulajdonságaival is.

Az Endoceridák plankton- és törmelékfaló apparátusának elméleti ábrája (Andrey Atuchin illusztrációja)

A Historical Biology hasábjain közzétett munkában elsőként az új elmélettel összhangban lévő korábbi elgondolásokról olvashatunk. Néhányan már az 1960-as években felvetették, hogy az Endoceridák külső vázának egyes elemei annyira különböznek a többi nautolideától, hogy valószínűleg azoktól radikálisan eltérő életmódjuk volt. Konkrét elképzelésekkel azonban senki nem állt még elő.
A cikk szerzője, az Orosz Tudományos Akadémia geológusa, Alekszandr A. Mironyenko két csoportba rendezi az új elmélet alátámasztásának érveit. Egyrészről az eddig uralkodó ’ragadozó-elmélet’ hibáit veszi számba, másrészről felsorolja azokat az érveket, amelyek a mikrofág életmódot támogatják.

Suták voltak

A hibák között az Endoceridák vázának alaktanával foglalkozik először. Az Endoceridák kétféle váztípussal rendelkeztek: a teljesen egyenes „tölcsér” alakú vázat orthoceridnek hívják, míg van egy olyan alakú változat, amelynél a váz enyhén hajlott, és a szájadék hasi oldala (ezáltal az előrehaladást biztosító tölcsér) a váz homorú oldalán van – ezt hívják endogasztrikus váznak. A lényeg tömören, hogy ezen váztípusok egyike sem célszerű aljzathoz közeli életmód esetén. Az enyhén hajlott váz esetében annak formája miatt, az egyenes váznál pedig annak nehézkes navigációja miatt az állat folyamatosan beleütné magát valamilyen tengerfenéken lévő akadályba. Ez utóbbi tulajdonság nem csak az aljzati ragadozó, de úgy általában bármilyen ragadozó életmódot megkérdőjelez. Az Endoceridák lakókamrája ráadásul arányában jóval kisebb volt, mint ami egy ekkora és ilyen alakú váz manőverezését és megfelelő sebességét biztosítani tudta volna (ezek a lények a lakókamrába beszívott, majd kipumpált víz hajtóerejével haladnak előre - pontsabban hátra). Az aljzaton vadászó ragadozó számára a gyors mozgás képessége és a pontos irányíthatóság kritikus szempontok, ám ezek egyike sem mondható el ezekről az élőlényekről. És a több tízmillió év alatt nem is mutatkozott jel arra, hogy ebben az irányban kezdtek volna el fejlődni.
Dióhéjban: az Endoceras igencsak kétbalkezes predátor lett volna.

Nem stimmelnek a lelőhelyek

A másik érv az aljzathoz közeli életmód ellen, hogy több esetben találtak Endocerida fosszíliákat olyan formációkból, amelyek egyértelműen mélytengeri környezetben, néhány esetben kifejezetten anoxikus aljzat mellett rakódtak le. Az egykori partközeli élőhelyeknél pedig sokkal ritkábbak ezek a kövületek, mint nyílttengeri környezetben. A környezeti elemzéseket megbízhatóvá teszi az a tény, hogy – míg a mai nautilusz váza az állat halála után többszáz kilométert is sodródhat a betemetődésig, addig a hosszú és egyenes Endocerida vázak nagy valószínűséggel hamarabb leérnek a tenger fenekére. Tehát valószínűleg ott is éltek, ahol a kövületeik megtalálhatók. Oxigénmentes mélytengeri aljzaton pedig igen nehéz ragadozni.

Nem volt mivel prédálni és enni

További érv a ragadozó vagy úgy általában a makrofág életmód – azaz a nagyméretű élőlényekkel való táplálkozás – ellen az, hogy az eddig megtalált Endocerida fosszíliák nagy száma ellenére soha nem került elő semmilyen szájszerv maradvány, még az amúgy rendkívül jó állapotban fennmaradt kövületek mellett sem. A fejlábúaknak van egy rágószervük a radula, amely a lágytestnél némileg ellenállóbb anyagból, főként kitinből épül fel – ha nem is túl gyakran, de esetenként azért kivételes lelőhelyekről előkerül egy-egy ilyen maradvány. Az Endoceridáknál nem ismerünk ilyet.

Egyszerre haltak ki más planktonevőkkel

Az Endoceridák eltűnésének körülménye is árulkodó jel lehet. Az ordovíciumi-szilur határon történt egy komoly kihalás (a harmadik legkomolyabb a földtörténet során), amely a legtöbb nautilidát érintette, de nem túlzottan - a többség megúszta kisebb veszteségekkel. Egyedül két rend sodródott a teljes kihalás szélére: Az Endoceridák és a Lituitidák. Ez utóbbiakat egy tanulmány nemrég szintén a planktonevők közé sorolta. Ez a kihalás klimatikus eredetű volt, amelyeknél a tengeri plankton a legérzékenyebb létformák közé tartozik, ezek tűnnek el először. Így a planktonevők nagyobb veszélnyek vannak kitéve.

És most lássuk, mik azok az érvek, amelyek az új elmélet mellett szólnak:

Mai analógiák

A mai cephalopodák között is előfordulnak olyanok, amelyek a szuszpenzióevőkhez hasonló életmódot folytatnak: a polipok között a Stauroteuthis, Cirroteuthis és Cirrothauma fajok – a fenék közelében ugyan, de – apró mikroszkopikus rákfélékkel táplálkoznak úgy, hogy nyálkaképző mirigyeikből hálószerű képletet kiválasztva összegyűjtik azokat. A mélytengeri vámpírtintahal (Vampyroteuthis infernalis) törmelékfaló, amely a vízoszlopban lebegő szerves törmeléket (’tengeri hó’) gyűjti össze. Ha a mai ökorendszerekben előfordulnak plankton- és törmelékfaló szervezetek, feltételezhető, hogy ehhez hasonló lehetett a földtörténet korábbi időszakaiban is. Sőt, egyes kutatók szerint a legősibb fejlábúak eleve ilyen módon táplákoztak. Az a feltevés tűnik indokoltnak, hogy a legkorábbi fejlábúak nem ragadozóként kezdték, hanem planktonevőként. Ha ez igaz, akkor az Endoceridáknak nem volt szükségük új életmódhoz való alkalmazkodásra. Ez utóbbi felvetést támasztja alá az a tény, hogy a kréta időszaki heteromorfoknál találtak rágószerveket, holott ők is planktonevők voltak – ezekkel a rágókkal ők nem nagyon tudtak prédát fogni, pusztán elődeiktől örökölték. Az Endoceridáknál viszont egyáltalán nem találtak rágószerveket, így jogos a feltételezés, hogy őseiknek sem volt ilyenjük.

Stauroteuthis - a mai cirruszos polipok egyik nemzetsége

Cirrothauma - a mai cirruszos polipok egyik nemzetsége

Az Ordovíciumi Plankton Forradalom

Több tanulmány is foglalkozott már azzal az eseménnyel, amelyet Great Ordovician Biodiversification Event-nek (GOBE) kereszteltek el. Ez már a kambrium legvégén elkezdődött, és tulajdonképpen a biodiverzitás komolyabb növekedését jelenti mind a nyílt vízi, mind az aljzatlakó élőlények körében. A kutatók arra utaló nyomokat is találtak, hogy ez komoly növekedést idézett elő a plantonikus biótában is, megnövekedett a lebegő kisméretű kagylók, vázzal bíró rákfélék, brachiopodák és trilobiták egyed és fajszáma egyaránt. Ebből logikusan következik, hogy ezzel lépést tartva megnövekedett az erre specializálódott állatok száma is. Ma már biztosan állítják, hogy az Anomalocaridák bizonyos képviselői is ezek közé tartoztak, de ők – a jelenleg ismert elterjedtségi fokukat nézve – képtelenek lehettek a teljes, ekkorra már hatalmasra növekedett ökológiai fülke betöltésére. A jelenlegi fosszíliarekord alapján a legelső gyanúsított minderre a fejlábúak osztályában keresendő.

Az eddigi ellentmondásokat feloldja az új elmélet

A korábbi kétségeket, azaz hogy miért ilyen a váz alakja és mérete, miért nincs rágószerv, miért nem indult meg a ház kompaktizációja (feltekeredése), miért terjedtek el olyan területeken is, ahol az aljzaton nem éltek volna meg, stb. mind-mind eltűnik, ha ebbe az új kontextusba helyezzük az Endoceridák életmódját.
Az egyenes, áramvonalas vázzal a nyílt vízben gyorsan tudtak haladni (bár a manőverezési képességük gyenge volt). Ha planktonnal táplálkoztak, akkor ez a mozgás kifejezetten előnyös lehetett számukra. Így ebben a stabil ökológiai pozícióban egyenes út vezetett a gigantizmushoz. Hasonló játszódott le a cetféléknél és a cápáknál is, ahol a planktonevők sokkal nagyobbra nőttek, mint közeli, de ragadozó rokonaik (sziláscetfélék vs. fogascetek; óriáscápa vs. fehér cápa).
A vázak előfordulási helyére is  – azaz hogy találtak vázakat nyílt tengeri és partközeli fáciesekben is - magyarázattal szolgál az új elmélet. Ha plantonevők voltak, a nyílt tengeri előfordulás természetes, hiszen itt tudják a leghatékonyabban dézsmálni a lebegő szervezeteket. A partközeli előfordulásra a szállítódás nem ésszerű magyarázat, mert a váz alakja nem tett lehetővé többszáz km-es sodródást. Viszont mivel nagyméretű tojásokat-petéket rakott, ezeket oxigénben gazdag környezetben kellett tartania – valószínű, hogy az utódok védelmében kijártak a partokhoz tojásokat rakni. Mindemellett a ragadozó életmódot ezek a tények teljes mértékben kizárják!

De akkor hogyan is táplálkoztak?

Mivel nem maradt ránk semmi az Endoceridák puhatestéből vagy rágószerveiből, csupán feltételezhetjük, miként  gyűjtötték össze vízben lebegő táplálékukat. A hasonló módon táplálkozó mai fejlábúak – ld. fent – egy vékony és rugalmas nyálkahártyát használnak a karjaik között, amelyet előszőr szélesre tárva begyűjtik a lebegő szervezetek halmazát, majd a karokat összezárva, mint egy nagy butykosból, szép lassan benyomják a szájukba az összegyűjtött táplálékot. A mai megfigyeléseket analogizálva elsőként a heteromorf ammoniteszeknél feltételeztek hasonló apparátust, de a tanulmány szerzője a fenti érvek alapján nagyon valószínűnek tartja, hogy hasonló nyálkahártya feszülhetett az Endoceridák karjai között is.
A mai mikrofág cet- és cápafélék nagy része a plankton begyűjtését ciklikusan végzik. Amikor alkalmuk nyílik rá, begyűjtik a biomasszát, és ha már megfelelő mennyiséget gyűjtöttek, becsukják szájukat, kipréselik a vízet és kiszűrik a táplálékot. Van viszont egy cápaféle, az óriáscápa (Cetorhinus maximus), amely megállás nélkül tátott szájjal fogadja be a plantonikus élőlényektől és maradványoktól nyüzsgő tengervizet, amely a kopoltyúján áthaladva nem periodikusan, hanem folyamatosan látja el az állatot táplálékkal. Ez a periodikus szűrésnél jóval hatékonyabb, és bár a mai fejlábúak között nem találkozunk hasonlóval, van némi esélye, hogy az Endoceridák is kifejleszthették ezt a technikát.

Az óriáscápa folyamatosan eszik. Cetorhinus maximus (Greg Skomal fényképe - Wikipedia)

Mironyenko felvetése természetesen egyelőre spekuláció, egy teória, amelyet talán a jövőbeli kutatások tovább árnyalnak, esetleg megerősítenek vagy cáfolnak. A kiinduló érvek, azaz a kövületek őskörnyezeti eloszlása, a rágószervek hiánya az ebből kiinduló evolúciós gondolatmenettel, és az ‘ordovíciumi plankton forradalom’ azonban komoly támogatást adnak ennek az elméletnek, és bízom benne, hogy hallunk még ezzel kapcsolatban újdonságokról a későbbiekben is.

***

Források:

• Aleksandr A. Mironenko (2018): Endocerids: suspension feeding nautiloids?, Historical Biology, DOI: 10.1080/08912963.2018.1491565
• Géczy Barnabás: Ősállattan - Invertebrata Paleontologia (Nemzeti Tankönyvkiadó, 1993)

A legnépszerűbb, leggyakoribb és tudományosan legalaposabban feldolgozott fosszilis állatcsoport, mégis rengeteg dolgot nem tudunk róluk. Pontosan hogyan néztek ki? Mit ettek? Hogyan mozogtak? Ezek a kérdések a mai napig heves vitákat szülnek a paleobiológia kutatóinak körében. Megpróbáltam utánajárni, hogy áll ma a tudomány a válaszokkal kapcsolatban.  

A fejlábúak Ammonoidea alosztálya nagyjából 400 millió évvel ezelőtt tűnt fel az élet színpadán, és bár törzsfejlődésük első szakaszában, az állati óidő végéig alárendelt szerepet játszottak, a perm végi nagy kihalást követően egészen a kréta időszak legvégéig uralták a tengeri életközösségeket.

Az általános szóhasználatban ammonitesz gyűjtőnévvel ellátott állatok aragonitból kiválasztott külső vázuknak köszönhetően az átlagosnál nagyobb eséllyel fosszilizálódtak, így a mezozoós tengeri karbonátos kőzetek leggyakoribb ősmaradványai közé tartoznak. Mindemellett kozmopoliták voltak, tehát az egész Földön elterjedtek, külső vázuk jól elkülöníthető bélyegekkel rendelkezett, és rendkívül gyors volt a törzsfejlődésük, így az olyan külső jegyek, mint pl. bordák, gumók és egyéb vázelemek, rövid időn belül változtak. Ennél nem is kell több egy rétegtannal, a kőzetek korának meghatározásával foglalkozó szakember számára. Az ammoniták fő tudományos értéke abban rejlik, hogy segítségükkel koruk kőzetrétegei szintekre, ezáltal korszakokra tagolhatóak, elképesztő diverzitásuknak és rövid fajöltőjüknek hála nagyon megbízható módon, akár százezer éves pontossággal. Ez geológiai távlatokat tekintve kiemelkedően precíz kormeghatározást tesz lehetővé.

Az Ammonoideák tehát komoly szerepet töltenek be az alkalmazott tudományok terén, feldolgozottságuk kiemelkedő a fosszíliák sorában. Ám mivel a kormeghatározáshoz a legfontosabb információt a külső váz bélyegei nyújtják, és nem mellesleg ezen kívül az esetek döntő részében más nem is marad fenn az állatból, a tudomány szinte kizárólag ezekkel az alaktani kérdésekkel foglalkozik. A cél ilyenkor elsősorban az ammonitesz példány nemzetség és faj szintű pontos meghatározása, esetleg a paleobiogeográfiai következtetések levonása (az egykori életformák födrajzi elterjedésével foglalkozó tudományág).
Pedig evolúcióbiológiai szempontból felbecsületetlen lenne megfejteni egy ennyire sikeres, hosszúéletű, elterjedt és diverz állatcsoport élettani hátterének titkait.
Hogy nézett ki a külső héj által rejtett élőlény? Milyen volt az életmódja? Mit evett? Hogyan mozgott? 

Így nézhettek ki. Vagy nem. A tudomány előrehaladásával talán többet is megtudunk majd ezekről a titokzatos lényekről. Frank Lode ammonitesz ábrázolása a művész DeviantArt oldalán

Nem egyszerű azon kutatók dolga, akik ezekre a kérdésekre keresik a választ. Annak ellenére, hogy világszerte elterjedt és hosszú időn át fennálló csoport volt, a hiányos leletanyag jelentősen megnehezíti a paleobiológiai vizsgálatokat. Az ammonitákból ugyanis nem sok maradt meg az utókor számára. A puhatestűek szövetei az elhullás után pillanatok alatt az enyészeté lesznek, ráadásul az ammoniteszek teste a szilárd vázban lévő gázok miatt még sokáig lebeghetett a vízben, ami az esetek döntő többségében megakadályozta a lágytest gyors betemetődését. De még maga a szilárd váz is szinte minden esetben feloldódott még a fosszilizáció előtt, a tengervíz által kifejtett kémiai hatások miatt. Az, hogy mégis látunk ma belőlük bármit is – ez rendszerint a héj úgynevezett kőbele – annak köszönhető, hogy ez a kioldódás lassabban ment végbe, így mire teljesen eltűnt, a bezáró kőzet már volt olyan szilárdságú, hogy egy minimális légréteg maradjon az egykori váz helyén. Persze kivételes lelőhelyeken található szép számmal olyan példány is, amelynek a váza nem oldódott ki, hanem annak anyaga kicserélődött különféle kristályokra, általában kalcitra. Ezek a héjas példányok már nyújtanak némi segítséget a kutatóknak ahhoz, hogy következtetéseket vonjanak le a házban élő állat anatómiai jegyeire, de jelentősen bonyolítja az ügyet az a tény, hogy ezeknél az állatoknál nem voltak annyira egyértelmű kapcsolódási, ízületi pontok a szilárd vázhoz, mint ahogy azt tapasztaljuk az olyan bonyolultabb szervezeteknél, mint a gerincesek vagy az ízeltlábúak. (Az viszont például már a külső váz vizsgálatánál látszik, hogy az ammoniteszek puhateste sokban különbözhetett az egyetlen mai összehasonlítási alapot nyújtó távoli rokonukétól, a nautilusokétól: hosszabb és keskenyebb lakókamrájuk arra utal, hogy a benne élő állat – szerveivel együtt – hosszabb, nyúlánkabb lehetett.)
A fennmaradó szilárd váznál is sokkal, de sokkal ritkábban pedig előfordul, hogy az állat egykori lágytestére utaló nyomok maradnak fenn a kőzetekben. Ezen nyomok egy része szó szerint csupán nyom, ahol a kőzetben az állat élete, vagy esetleg a haláltusája során otthagyott lenyomatok hagytak üzenetet az utókor számára. Azonban több olyan tanulmány is napvilágot látott, amelyben bizonyos nagyon szerencsés körülmények között fosszilizálódott lágyszövetekről írnak. Szerencsére a technológia is egyre hatékonyabb segítséget tud nyújtani a kutatásokhoz: korábban röntgen, újabban CT és más, bonyolultabb eljárásokkal, mint például részecskegyorsítóval (szinkrotonnal) végzett eljárásokkal nyernek új információkat a lágyszövetek formájáról és elhelyezkedéséről.
Az őslénytani munka eredményéhez sok esetben járul hozzá egy másik vizsgálati módszer, az aktualizmus elve. Ez a módszer összefüggéseket keres az egykori és a ma is élő életformák között, ilyen módon a jelen ismert tényei alapján következtet a múltra. Mivel az Ammonoideák egy tejesen, és már nagyon régóta kihalt csoport, ez a vizsgálati módszer enyhén szólva korlátozottan áll a kutatók rendelkezésére.
Az Ammonoideák paleobiológiájának kutatása az utóbbi években – főként néhány új lelet előkerülése és vizsgálati módszer bevezetése miatt – új lendületet vett, heves vitákat váltva ki a téma szakértői között.
Lássuk, mi az, amit ma tudunk róluk, és mi az, ami bizonytalan. Elárulom, az utóbbiból van a több. 

Az eltűnt lágytest nyomában.

A perdöntő bizonyítékok csaknem teljes hiánya miatt az Ammonoideák lágytestének anatómiája a legvitatottabb terület. Pedig az olyan kérdések, mint hogy hány karjuk vagy kopoltyújuk volt, volt-e tintazacskójuk, mekkora és milyen látószerveik voltak, stb. jelentősen közelebb vinne minket a csoport eredettörténetének megfejtéséhez. A gyér leletanyag mellett tovább nehezíti a tudományos munkát az is, hogy ha találnak is valamilyen átkristályosodott lágyszövetet egy fosszíliában, annak pontos meghatározása igen nehéz. Vannak olyan szervek, mint például az állkapocs vagy a radula (reszelőszerű rágók), amelyek eleve keményebb anyagból, pl. kitinből álltak, így egy szerencsés kövület esetén ezek még könnyebben felismerhetők. De az olyan, igazán puha szöveteket, mint pl. a köpeny vagy a karok, a legkivételesebb esetben is nehéz felismerni. Érdekesség, hogy az ilyen szervek beazonosításához még aktuálpaleontológiai vizsgálatokat is végeztek: megnézték, hogy a mai belsővázas fejlábúak egyes szervei mennyi idő alatt lesznek az enyészeté (rothadnak el), és az ez alapján felállított időbeli sorrend segített kizárni bizonyos testrészeket a kövületek tanulmányozásánál.
Próbáltam áttekinteni, milyen ismeretanyag áll rendelkezésünkre a lágyszöveteket is tartalmazó Ammonoidea fosszíliákkal kapcsolatban, ehhez pedig nagy segítséget nyújtott a téma egyik svájci szakértője, Christian Klug és csapatának munkája. Szerencsére nem is olyan régen, 2015-ben adtak ki egy összegző művet Ammonoid Paleobiology: From Anatomy to Ecology címmel, amelyben egy egész fejezet foglalkozik az ammoniteszek lágytestének anatómiájával, számba véve az eddig előkerült kivételes példányokat.
Klug munkájából kitűnik, hogy a beazonosított szervek a kövületek döntő többségénél a fent is említett rágószervekhez tartoznak, mivel ezek főként kitinből álltak, jobb eséllyel maradnak fenn. Utána következnek az emésztőszervek (gyomor és bélrendszer), kisebb számú példánnyal a nyelőcső, a kopoltyú és a köpeny. Sajnos az olyan fontos szervek, mint a szemek vagy a karok/csápok maradványát, csak feltételezik néhány fosszíliánál.

Baculitid ammonitesz a cenomán és turon korszakok határáról észak-nyugat Németországból. Az utóbbi idők egyik legizgalmasabb, beazonosítható Ammonoidea lágyszöveteket is tartalmazó fosszíliája (Klug et al, 2012)

Továbbá heves vita zajlott az elmúlt évtizedekben arról, hogy lehetett-e az ammoniteszeknek – vagy legalábbis egy csoportjuknak – tintazacskója. Néhány fosszíliánál bizonyos elszenesedett részek alakja és elhelyezkedése alapján azt feltételezték, hogy az adott szerv tintazacskó lehetett, majd ugyanez a kutatócsoport pár évvel később visszavonta az eredményét. Más kutatók később hasonló maradványokból melanint mutattak ki, ami hasonló következtetéseket szült, de aztán későbbi vizsgálatok bebizonyították, hogy a fejlábúak más szervei is hozhatnak létre melanint, így a tintazacskó jelenlétét ismét nem sikerült hitelt érdemlően bizonyítani.
Az alábbi táblázat a téma ismert kutatói, Christian Klug és Jens Lehmann fent is említett 2015-ös összefoglaló munkájából való, és az addig valaha nyílvánosságra hozott Ammonoidea lágyszövet maradványokat rendszerezi.

KARdinális kérdés

Biztos vagyok benne, hogy lágyszövet-ügyben a legizgalmasabb kérdés, hogy hány karja lehetett az ammoniteszeknek? Mivel minden ma élő külső és belsővázas fejlábúnak vannak karjai, vagy ha úgy tetszik csápjai, amelyek a szájszerv körül helyezkednek el, nagyon valószínű, hogy az ammoniteszeknek is voltak ilyen szervei. A mai tintahalaknak és polipoknak 8-10 tapogatója van, a nautiluszoknak akár 90 is lehet. Sajnos az eddigi fosszíliarekord azon néhány darabja, ahol feltételezik, hogy a kőzetlapon látható feketés maszat egykor az állat csápja lehetett, nem tekinthető tárgyi bizonyítéknak. Így marad a spekuláció. A korábbi gondolkodásmód az volt, hogy mivel a nautiluszok külső vázukkal valószínűleg a korai fejlábúak jegyeit viselik magukon, hasonló lehet a helyzet a karok számát tekintve is, és az ammoniteszek is több csáppal rendelkeztek, ez a tulajdonság egyfajta archaikus bélyege a Cephalopodáknak. Időközben azonban több olyan tanulmány is napvilágot látott, ahol az Ammonoideák raduláit (rágó szerveit) vizsgálva egyre inkább arra a következtetésre jutottak, hogy rendszertanilag közelebb állhattak a mai belső vázas fejlábúakhoz. Klug és Lehmann pedig, a már említett 2015-ös tanulmányukban aktuálpaleontológiai vizsgálatokat is közzétettek. Ebben arra jutottak, hogy a mai fejlábúak embrionális fejlődése során az embró korai szakaszaiban a karok száma minden esetben mindössze 10. A nautilus magzata is így kezdi, majd a későbbiekben ez a kevés kar válik szét több kisebb csápra az egyedfejlődés során. Ez arra utal, hogy a kisebb számú kar a primitívebb jegy, így az egyéb, Coleoideákkal való rokonságra utaló jelek mellett a ma kijelenthető legvalószínűbb feltételezés az, hogy az ammoniteszeknek kisebb számú karja lehetett, a legvalószínűbb, hogy 8 vagy 10. Ezt a felvetést egyébként tovább erősíti néhány paleozoós nyomfosszília, amelyek szintén kevesebb végtagra utalnak.
Hozzáteszem, az ammoniteszek a földtörténet egyik leghosszabb ideig fennálló csoportja, közel 350 millió éves „pályafutásuk” alatt bőven lehetett idejük száz és százféle alakká fejlődni.

Annak ellenére, hogy a lágyszövetek maradványai ilyen korlátozottan állnak rendelkezésünkre, a tudomány korábbi következtetéseit megerősitik: az Ammonoideákat rendszertanilag továbbra is a puhatestűek törzsén belül a Cephalopoda, azaz a fejlábúak osztályába soroljuk, és több eredmény sugallja azt, hogy anatómiailag, így valószínűleg filogenetikailag is közelebb álltak a mai belső vázas fejlábúakhoz (Coleoidea), mint a Nautiloideákhoz. Azonban hogy pontosan milyen volt a testfelépítésük, és ebből a szempontból melyik ma is élő csoporthoz hasonlítottak leginkább, erősen kétséges.

Egy német-amerikai kutatócsoport 2011-ben tanulmányt adott ki a cephalopodák feltételezett eredettörténetéről és evolúciójáról. Ebben a munkában segítségül hívták a molekuláris evolúcióbiológia technológiai vívmányait is, és a molekuláris óra eljárásával térképezték fel a jelenleg élő fejlábúak filogenetikáját. Nagyon érdekes, hogy ez a vizsgálat minden eddigi, fosszíliák alapján kialakított következtetést megerősített, és az Ammonoideák csoportjának megjelenését is az eddig feltételezett időszakra, a kora devonra teszi. Ami a családfát illeti, a molekuláris vizsgálatok azt is megerősítették, hogy az Ammonoideák a mai belső vázas fejlábúak vonaláról, egy a nautiluszoktól már korábban elkülönült ágról, a Bactritida rendről váltak le. Ez további hitelt ad azoknak a feltételezéseknek, amelyek az Ammoniteszek anatómiai jegyeit a mai belsővázas fejlábúakéval analogizálják.

Napi menü

Jóval egzaktabb a helyzet az Ammonoideák táplálkozásával kapcsolatban, egész tisztán kivehető fosszíliák állnak a rendelkezésünkre annak kapcsán, hogy miből állt a néhai csigaházas polipok étrendje. Ezek a leletek fontos információkkal szolgálnak a paleoökológia számára, nem csak arról, hogy mi volt az ammoniteszek helye a táplálékláncban, de arról is, hogy melyik tengeri élettér elemei voltak. Szintén Klug és Lehmann műve az, amiben részletes elemzést olvashatunk az eddig leírt ammonitesz táplálékot is tartalmazó kövületekről. Az itt bemutatott eredmények alapján az ammonoideák táplálékai foraminiferák (szilárd vázú egysejtűek), planktonikus tengeri liliomok, apró rákok, csigák, kagylók és szivacsok lehettek. Ezek a következtetések mind olyan fosszíliák alapján történtek, amelyeknél az ammonitesz héj lakókamrájában egyéb maradványokat is kimutattak. Ezen példányok néhányára vannak alternatív magyarázatok is: ahol kisebb méretű ammonoidea héjak vannak, ott meg kell vizsgálni, hogy nem embrionális maradványokról van-e szó, esetleg elképzelhető, hogy az állat saját testében gondozta az ivadékát. Más töredékes vázmaradványoknál pedig az is előfordulhat, hogy azok utólag, a betemetődés során sodródhattak a megüresedett lakókamrába. Ettől függetlenül vannak olyan leletek, ahol egyértelmű, hogy az állat elfogyasztott táplálékáról van szó, ezek a maradványok pedig egytől egyig arra utalnak, hogy az Ammonoideák mikropredátorok, vagy más szóval mikrofág életmódot folytató állatok voltak, azaz kisméretű élőlényekkel táplálkoztak. Ezen életmód feltételezése egyébként összecseng azokkal a vizsgálatokkal, amelyek az ammoniteszek rágószerveit vizsgálta. Ez arra a következtetésre jutott, hogy a mezozoós formák többsége képtelen lehetett nagyobb méretű táplálék megragadására és elfogyasztására. Maradtak tehát a mikroszkopikus méretű planktonikus lények, esetleg kisebb úszó vagy aljzathoz rögzített puhatestűek, tüskésbőrűek. Arra azonban jelenleg nincs egyértelmű adat, hogy mekkora részük szerezte be ezt a táplálékot úszva, vagy a vízben lebegve, és mekkora részük az aljzatról felcsipegetve az ott élő, vagy elhullott állatokat.
A planktonikus tengeri liliomok talán legismertebb példája a Saccocoma, amely a híres solnhofeni litográf pala egyik leggyakoribb ősmaradványa, és több alkalommal találták meg vázelemeiket ammonitesz fosszíliák lakókamrájában.

Saccocoma - sokuk végezte az ammoniteszek gyomrában.

További érdekes, de bizonyításra eddig nem került felvetés a Lumbricaria esete, amely a solnhofeni felső-jura litográf pala egy nyomfosszíliája, egészen pontosan koprolitként, azaz fosszilis ürülékként azonosították. Mivel ez a leggyakoribb koprolit típus ebben a formációban, és az ammoniteszek a leggyakoribb testfosszíliák (továbbá a méret is stimmel), elképzelhető, de szigorúan csak elképzelés, hogy a Lumbricaria az Ammonoideák megkövült ürüléke lehet.

Egy figyelemre méltó ammonitesz ábrázolás egy DeviantArt művésztől. Ha elfogadjuk azt az eddig talán legszilárdabb talajon álló feltételezést, hogy az amoniteszek mikropredátorok voltak (ld. fent), valószínűbb, hogy karjaik inkább ilyenek lehettek. A művész a robusztus, polipszerű karok helyett egy a táplálék elragadását segítő, serteszerű képlet vizionált.

Szájfedő vagy nem?

Van azonban olyan kétely is, amely nem is a lágyszövetek erősen hiányos leletanyagával kapcsolatos, hanem meglepő módon a szilárd váz egyik eleméhez köthető. Az ammoniták egyik vázeleme a kagylóhéjra emlékeztető aptychus, amely egy még az aragonitnál is ellenállóbb anyagból, kitines kalcitból épült fel, így még akkor is megmaradt, amikor az állat háza már rég feloldódott. Ezért fordulhat elő, hogy bizonyos kőzetek kizárólag aptychusokat tartalmaznak. Mivel a végleges betemetődés előtt a vázelemek szinte mindig szétestek, az aptychusokat rendszerint az ammoniteszek vázától teljesen elkülönülten találjuk meg. Emiatt sokszor azt sem tudjuk, melyik aptychus melyik ammonitesz nemhez tartozik. És azt sem, hogy pontosan mire használták ezt a primitívebb formáknál egyetlen, fejlettebbeknél két egyforma, tükörszimmetrikus elemből álló szervet. A nautilusoknál van egy ehhez hasonló – bár csupán szaruból álló – vázelem, amelyet egyfajta lakókamrát védő elemként használnak, és néhány kutatás arra az eredményre jutott, hogy ahol be tudták azonosítani „tulajdonosát”, ott az aptychus mérete megegyezett a gazda szájadékának méretével. Ebből arra következtettek, hogy ezek egyfajta szájfedők lehettek, amelyeket a lakókamra nyílására tudtak húzni az állatok, ha védelemre volt szükségük. Azonban ez a magyarázat a beazonosítható leletek többségénél nem állta meg a helyét, a legtöbb esetben ez a méretazonosság nem jelentkezett.

Neochetoceras példánya Solnhofenből, eredeti helyzetében fosszilizálódott aptychussal.

Ulrich Lehmann és Nicol Morton voltak az elsők, akik néhány élethelyzetben megőrződött fosszília alapján egy alternatív magyarázattal álltak elő: szerintük az aptychus az ammoniteszek állkapcsának része volt. Egy olyan csőrszerű rágószervet feltételeztek, mint amilyen a mai polipoknak is van, és az aptychus ebben a képletben az állkapocs alsó felét képezi. Hipotézisük szerint az ammoniteszek az aptychust egyfajta kanálként használva, azt az aljzat üledékébe mélyesztve szedték össze táplálékukat, amelyek főként foraminiferák és rákfélék voltak – ahogyan azt az olyan fosszíliák is igazolják, amelyeknél egyértelműen be tudták azonosítani néhány Ammonoidea béltartalmát.
A szakma kétkedve fogadta ezt az elméletet, mert mindamellett, hogy „túlgondolt” ötletnek tartották, az aptychusok a gazdaállathoz mérten gyanúsan nagyméretű állkapcsot jelentenének, egy olyan méretű szájszervet, amely indokolatlan lett volna a magyarázatban szereplő művelethez. És mint tudjuk, a természet nem pazarol az erőforrásokkal. Idegenül hangzott továbbá az a feltételezés is, hogy ez az ammoniteszek többségénél aljzathoz kötött, azaz bentikus életmódot jelentett volna. Pedig más tényezők is alátámasztani látszanak ezt a feltételezést. Lássuk, melyek ezek!

Tudtak egyáltalán lebegni?

Hogyne tudtak volna? – végjuk rá első szuszra. Hiszen ez az egyik legegyértelműbben kikövetkeztethető tulajdonságuk: a szilárd vázuk fennmaradt, így tudjuk, hogy hasonló felépítéssel rendelkeztek, mint a nautilusok. Házuk kamrákra volt osztva, amelyet egy vékony csőszerú képződmény, a szifó kötött össze, ennek segítségével szabályozta az állat a kamrákban lévő anyagok, a tengervíz és a gáz arányát, mint ahogy a mai nautilusok is teszik. Ezzel a mechanikai eszköztárral volt képes az állat a fajsúlyát, és ezáltal a vízoszlopban elfoglalt helyét változtatni. Ahogy nőtt az állat, úgy épített hozzá a vázához mindig új meg új, nagyobb méretű kamrákat, ezáltal fenntartva a lebegés lehetőségét, elkerülve, hogy a teste túlnőjön a gáz térfogatából adódó felhajtóerő nagyságán.
Csakhogy van egy kis bökkenő. Egy német mérnök, Klaus Ebel ugyanis kicsit alaposabban körüljárta a dolgot, és kísérleti módszerekkel arra a következtetésre jutott, hogy az ammoniteszek nem voltak alkalmasak a lebegésre. Ahhoz ugyanis, hogy egy ilyen állat váza és puhateste megfelelő felhajtóerőt generáljon, a saját testénél nagyobb tömegű vízet kell, hogy képes legyen kiszorítani a házából. A nautilusok ezt a feladatot csont nélkül elvégzik, hiszen relatíve kisméretű testükhöz megfelelően nagy üreges váz tartozik. Az ammoniteszek azonban jóval hátrányosabb testtömeg/váztérfogat aránnyal rendelkeztek, ami fizikailag nem tehette lehetővé ezt az életformát. Magyarul nem tudtak annyi gázt tölteni a vázukba, ami megemelte volna a nagy popójukat.
Ebel kísérleteit jura időszaki ammoniteszeken végezte, és ezeket aljzatlakó élőlényekként írja le. Feltételezései szerint vázuk arra ugyan alkalmas volt, hogy a tengerfenékről elrugaszkodva kisebb ugrásokkal manőverezzen, de nektonikus, azaz nyíltvízi, lebegésre képes életmódra aligha. További megerősítést lát abban a tényben, hogy az ammonitesz vázak nagy részének alakja sem volt megfelelő a nektonikus életmódra.

A többségtől, azaz a spirál alakban feltekeredett vázú ammoniteszektől eltérően a csoport heteromorf tagjai a legelképesztőbb formákkal hozzák zavarba a paleobiológusokat. Milyen környezeti tényező késztethette az ilyen formák létrejöttét? Nipponites (balra) és Diplomoceras (jobbra), Franz Anthony illusztrációja. 

Ez utóbbi felvetéssel más tanulmányok is foglalkoztak, hasonló következtetésre jutva, de vannak érvek, amelyek Ebel felfogása ellen szólnak. Jó példa erre az, hogy ammonitesz vázakat gyakran találnak olyan formációkban, amelyek anoxikus környezetben ülepedtek le. Ilyen körülmények között pedig nem valószínű, hogy aljzathoz kötött életmódot folytatott volna bármilyen élőlény is. Ennek a cáfolatnak a sikerességéhez persze az kell, hogy az ilyen lelőhelyekről előkerült ammonitesz vázak valamelyikéről egyértelműen be tudják bizonyítani, hogy autochton módon ágyazódott be, azaz az élőlény halálát követően a ház szállítódás nélkül temetődött be. A mai nautilusoknál előfordul, hogy az üres házakat a tengeráramlatok többezer kilométerre sodorják, mielőtt a tenger üledéke betemetné azokat!
Annak ellenére, hogy Ebel tanulmányai szilárd matematikai és fizikai alapon nyugszanak, a kutatók többsége ma azt a feltevést fogadja el valószínűbbnek, hogy az ammoniteszek nyíltvízi, mobilis életmódot folytattak, azaz lebegtek.

És mi a helyzet az úszással?

A fentiekben a kamrák gáz-víz arányának változtatásával történő mozgás lehetőségét vettük számba. A mai nautilusok azonban képesek arra is, hogy egy belső szervükbe, az úgynevezett köpenybe felszívják a vízet, és annak kilövellésével, a lökhajtásos elv alkalmazásával gyorsan odébbálljanak, ha valahol kínossá válik a helyzet. A kilövellést magát úgy érik el, hogy köpenyüregük falát összehúzzák, ehhez pedig saját testüket hirtelenjében vissza kell hogy húzzák a lakókamrába. Ezzel tulajdonképpen képesek arra, hogy a nyílt tengeren ide-oda ússzanak, ha kedvük tartja. Vajon az Ammonoideák is képesek voltak ilyesmire?
Nos, mily meglepő, itt is nagy kérdőjelek vannak.
A mai nautilusok lakókamrája ugyanis rövid és széles. Ez épp ideális az olyan hirtelen mozdulatokhoz, mint amilyet a lökhajtásos mozgás érdekében végeznek: egy ilyen lakókamrába a megfelelő köpenyizomzattal könnyedén vissza lehet húzni a testet, hogy kipréselődjön a víz. Az ammoniteszek lakókamrái azonban legtöbb esetben hosszúak és keskenyek voltak – volt olyan nemzetség is, amelynek másfél méter hosszú lakókamrája mindösszesen 3 cm átmérőjű volt! De kevésbé extrém esetben is túl hosszú és keskeny lakókamrával bírtak ahhoz, hogy ezt a mozdulatot ésszerű energia felhasználásával el tudják végezni. Az ezzel kapcsolatos kutatások arra az eredményre vezettek, hogy egy ilyen típusú mozgás sok ammonitesznél egyszerűen azt eredményezte volna, hogy a ház a hirtelen mozdulat következtében minden alkalommal átbukott volna a saját tengelyén. Vicces látvány lenne egy ilyen módon közlekedő tengeri állat, de kétségkívül nehéz elképzelni, hogy ez evolúciós szempontból életképes megoldás lett volna.
Egy másik felvetés egy kicsit az aktualizmus elvéhez nyúl ebben a témakörben. Ha megnézzük a teljes Ammonoidea leletanyagot, ami rendelkezésünkre áll, azt látjuk, hogy a vázak nagy része erősen díszített, amely javarészt bordákat és gumókat jelent. Mindemellett az Ammonoideák kamraválaszfalai a csoport törzsfejlődése során egyre inkább fodrosabbak lettek, ezt egyébként a válaszfalaknak a váz külső részén tanulmányozható lenyomata, az ún. lobavonal mutatja. A külső váz bordái a mai tengeri életközösségekben egyértelműen a bentikus, azaz aljzathoz kötött élőlények bélyegei, de logikus is: ezek a bordák ellenállóbbá teszik a vázat. Ugyanez a helyzet a válaszfalakkal is: minél gyűröttebb, annál nagyobb ellenállást ad az állat házának. Ez duplán megéri annak, aki a tenger mélyén él, nagyobb víznyomás alatt, és ráadásul képtelen gyorsan elinalni egy esetleges támadás elől! A kiváló úszó nautilusok nem rendelkeznek díszítéssel, mert nincs is nagy szükségük rá.

Damesites Damesi kamraválaszfalainak mikro-computer-tomográfiás képe. Az új tecnológiákkal minden eddiginél részletesebben elemezhetők ezek a kulcsfontosságú morfológiai jegyek, amelyek aztán fontos evolúcióbiológiai kérdésekre is választ adhatnak.

Elképzelhetőnek tartják, hogy az áramvonalasabb, kevésbé díszített vázú ammoniteszek jobb úszók voltak, míg bordázott társaik nem. Bele sem merek gondolni, mi a helyzet a szerényen díszített, de bonyolult lobavonalakkal megáldott jószágokkal... talán nekik vékonyabb volt a külső vázuk anyaga, ezért volt szükség komolyabb segítségre annak merevítésénél a kamraválaszfalak részéről.
Összegzésként elmondható, hogy a fent említett néhány zavaró tényező ellenére az általános vélemény a szakemberek körében még mindig az, hogy ha nem is mindegyik típus, de az ammoniteszek egy része többé-kevésbé képes volt úszni. Voltak kutatások, ahol az ammonitesz vázak akvadinamikáját tanulmányozták, néhol valós vízárammal egy tartályban, más esetben számítógépes modellekkel (Peter Allison, Imperial College). Ezen vizsgálatok során voltak olyan Ammonoidea csoportok, amelyek váza kifejezetten áramvonalasnak bizonyult, így akár jó úszók is lehettek, mint pl. az Oxynoticeras és a Placenticeras (mellesleg előbbinél minimális, utóbbinál teljesen hiányzik a ház díszítettsége).
A számítógépes kísérletek még érdekesebb eredményt hoztak: volt olyan háztípus, amelynél a házat díszítő bordák nemhogy rontottak volna az áramvonalasságon, hanem még elő is segítették azt.

A londoni Imperial College egy kutatócsoportja Dr. Peter Allison vezetésével számítógépes áramlási modellek segítségével tanulmányozta az ammonitesz vázak esetleges úszóképességét.

Sok nyitott kérdés van tehát az ammonoideák paleobiológiáját illetően, mondhatjuk úgy is, hogy ők a paleontológiai leletanyag ismeretlen ismerősei.  A tudomány azonban fejlődik, minden új nap hozhat egy új, ismereteinket bővítő, vagy akár paradigmaváltó fosszíliát. Ugyanígy, a technológia fejlődésével is remélhetőleg újabb módszerek nyitnak majd új távlatokat ebben a kérdéskörben is, és egyre többet tudunk majd ezekről a fontos lényekről.

 ***

Források:

• Christopher Taylor: The Arms of an Ammonite (Catalogue of Organisms, 2017.02.20.)
• De Baets, K., Hoffmann, R., Sessa, J. A. and Klug, C. 2016. Fossil Focus: Ammonoids. Palaeontology Online,Volume 6, Article 2. 1‐15.
• Deposits Magazine: Ammonite Wars 2016/02/25
• Ebel, K. 1992 04 15: Mode of life and soft body shape of heteromorph ammonites. Lethaia, Vol. 25, pp. 179-193. Oslo. ISSN 0024-1 164.
• Ebel, Klaus. (1990). Swimming abilities of ammonites and limitations. Palsentologische Zeitschrift. 64. 25-37. 10.1007/BF02985919.
• Franz Anthony: 500 million years of cephalopod fossils (Earth Archives 2018 February)
• Géczy Barnabás: Ősállattan - Invertebrata Paleontologia (Nemzeti Tankönyvkiadó, 1993)
• Géczy Barnabás: Őslénytan (Nemzeti Tankönyvkiadó, 1984)
• Inoue S., Kondo S. (2016) Suture pattern formation in ammonites and the unknown rear mantle structure, Scientific Reports, 6 , art. no. 33689
• Klug, Christian & Korn, Dieter & De Baets, Kenneth & Kruta, Isabelle & Mapes, Royal. (2015). Ammonoid Paleobiology: From Anatomy to Ecology. 1007/978-94-017-9630-9.
• KLUG, C., RIEGRAF, W., LEHMANN, J. 2012. Soft–part preservation in heteromorph ammonites from the Cenomanian–Turonian Boundary Event (OAE 2) in north–west Germany. Palaeontology, 55, 6, 1307–1331.
• Kröger, B. , Vinther, J. and Fuchs, D. (2011), Cephalopod origin and evolution: A congruent picture emerging from fossils, development and molecules. Bioessays, 33: 602-613. doi:10.1002/bies.201100001
• Ritterbush, K. A., Hoffmann, R. , Lukeneder, A. and De Baets, K. (2014), Pelagic palaeoecology of ammonoids. J Zool, 292: 229-241. doi:10.1111/jzo.12118
• Robert Lemanis, Stefan Zachow, Florian Fusseis and René Hoffmann (2015). A new approach using high-resolution computed tomography to test the buoyant properties of chambered cephalopod shells. Paleobiology, 41, pp 313-329 doi:10.1017/pab.2014.17

Halevő repülő dinoszaurusz százötvenötmillió éves fosszíliáit tárták fel Bajorországban, Bamberg közelében.

               Fotó: Naturkunde Museum Bamberg

Kutatók olyan dinoszauruszfosszíliákra bukkantak, melyek gyomrában madarak és apróbb őshüllők csontjait találták meg, ami arról árulkodik, hogy az állatok ügyes vadászok voltak, a saját testméretük több mint harmadát kitevő prédát is leszedték.

A Sinocalliopteryx gigas holotípusa (további képek itt)