https://frosthead.com

Messelikaevu evolutsioonilised saladused

Kesk-Saksamaal Darmstadti linnast umbes 20 minuti kaugusel metsast asub poole miili laiune kasutuselt kõrvaldatud ribakaevandus. Tänapäeval katavad võsastunud põõsad põhja, kust mustuse teed mööda vihmavee tiike täis helerohelisi vetikaid täidavad. Metsas maal asuva 200-jalga sügava kaljuga Messeli pit ei tundu esmapilgul säilitamist väärt, külastades seda kunagi, kuid alates 1995. aastast on see Unesco maailmapärandi nimistus tänu mitmetele ebaõnnestunud sündmustele umbes 48 miljonit aastat tagasi.

Maailm oli siis hoopis teistsugune koht, perioodil, mida teadlased nimetasid eotseeniks. Süsinikdioksiidi tase atmosfääris oli kõrgem kui tänapäeval (vähemalt praegu), põhjustades tõusvate temperatuuride kasvuhooneefekti. Arktikas ujusid sõnajalgade seas soojas vees hiiglaslikud krokodillid. Antarktikat kattis troopiline vihmamets. Mandrite kujud oleksid enamasti äratuntavad, ehkki India oli endiselt kokkupõrkekursil Aasiaga, millest moodustuksid Himaalajad. Meretase oli umbes 150 jalga kõrgem kui täna, nii et Euroopa polnud suuremalt jaolt pidev maismaad, vaid suur saarestik.

Koha, mille hõivab uus silmatorkavalt klanitud, betoonist ja klaasist Messel Piti külastuskeskus - mis hõlmab ka retke ajas läbi virtuaalse puuraugu -, oli Eokeenis sügava järve lähedal, mille tipphetk oli umbes kahe miili laiune . Järv sai lugematu hulga loomade surnuaiaks ning geokeemia koos miljonite aastate jooksul kogunevate taime- ja mineraalsetetega säilitaks uppunud rümpade omadused hämmastavalt.

Miljonite aastate jooksul tohutu surve all maetud ja pigistatud lagunev loomne ja taimne materjal annab iga koolilapse jaoks fossiilkütuseid, antud juhul peamiselt põlevkivi - õliga immutatud pehme halli kivi kihte. Need maardlad meelitasid demineerijaid 1800. aastate lõpust kuni 1970. aastateni, kui lahtise kaevanduse kaevandus suleti ja selle unustasid kõik peale väikese grupi inimesi, kes ei soovinud kaevandada mitte kütust, vaid fossiile.

Umbes 48 miljonit aastat tagasi oli Messeli kaev sügava järve paik - umbes kaks miili üle selle tipu -, kus hukkus tuhandeid loomi. Aja jooksul säilitasid savi ja surnud vetikate kihid eksemplare nagu lilled, mis olid pressitud raamatu lehtede vahele. (Berthold Steinhilber) Need on kilpkonnad, kes mürgitati kopuleerimisel. (Jonathan Blair / Corbis) Poomüts näitab oma värve. (Berthold Steinhilber) Teadlane uurib ürghobuse ( Eurohippus ) fossiile, mis oli umbes moodsa terjeri suurus. (Berthold Steinhilber) Teadlane töötab Titanomyrma giganteumi fossiilil - sipelgal, mis kasvas sama suureks kui kolib. (Berthold Steinhilber) Prussi ( Blattodea ) fossiil, umbes kaks tolli pikk. (Berthold Steinhilber) Eelajaloolise krokodilli fossiil. Sarnase isendi avastasid kaevurid 1875. aastal. (Berthold Steinhilber)

Hämmastavate leidude sõna levib kiiresti. Ja peale kodanike lühinägelikkuse võib-olla mõistetava löögi, kui kohalik omavalitsus kaalus maapinnal asuva hiiglasliku augu muutmist prügimäeks - ettepanekuks, mida paleontoloogid ja teised teravalt vastasid 20 aastat, valitsesid 1992. aastal -, on see ala hellitatud kui suurim omalaadne fossiilidetaim. "Kõik, kes tegutsevad selgroogsete paleontoloogias, tunnevad Messeli, " ütleb Johns Hopkinsi ülikooli paleontoloog Ken Rose. “Maailmas pole tegelikult ühtegi kohta, mida võrrelda. Sealt pärineb suur osa sellest, mida me sellest ajaperioodist teame. ”

56–34 miljonit aastat tagasi asunud eotseen oli Maa elu ajaloos otsustav pöördepunkt - aeg, millele me ise võlgneme arvestatava võla, sest just siis sündisid imetajad omaette ja arenesid edasi, et hõivata ökoloogiline nišid, mis dinosauruste väljasuremise tõttu vabanesid. Messel Pit'is on imetajate luustik säilinud puutumatuna, sageli on karusnaha ja liha piirjooned ümbritsevas kaljus endiselt nähtavad. Primitiivsed opossumid, rebasteterjerite suurused hobused, sipelgapesa, kaheksa nahkhiireliiki ja leemuritaoline primaat, mis võiks olla inimkonna sugupuu varajane haru - need ja veel paljud fossiilid annavad pilgu liikidele, mida me tänapäeval tunneme.

Kui paleontoloogid prantsatasid sageli nende väljakaevamiste ümber trompeerivate külastajate väljavaate peale, siis Messel Pit, mida juhib Frankfurti Senckenbergi teadusinstituut, on üldsusele avatud ekskursioonide jaoks. Ühel sügispäeval jälgin geoloog Marie-Luise Freyt 2010. aastal avatud 6, 5 miljoni dollarilisest külastuskeskusest kaevu põhja. Ta viib mind sillutatud rajalt hiljuti suletud kaevetööde õrnale nõlvale. Kuivatatud põlevkivihelbed krõmpsuvad mu saapade all. Terav nurk paljastab, kus paleontoloogid lõikasid kettsaega läbi põlevkivi kihid, eemaldades suured klotsid, enne kui neid hoolikalt varjatud fossiilide otsimiseks pihustada.

Kaevamise servad meenutavad põlenud raamatu lehti. Ka tänapäeval on põlevkiviks enamasti vesi. Kuivades, selgitab Frey saksa keeles, muutub põlevkivi nii helbeks kui phyllo-tainas ja mureneb lõpuks tolmuks. Üritan ette kujutada seda kohta, nagu see oli varem, kuid jahe langenud õhk, pöördelised lehed ja lähedalasuva kruusatehase masinate müristamine ei aita mul end 48 miljonit aastat tagasi džunglisse seada.

Märkan kahtlaselt ümarat veerist ja võtan ühe üles. See on umbes pralinee suurune. “ Das ist ein Koprolith, ” ütleb Frey mulle eredalt - “koproliit”, paleontoloog - räägivad kivistunud pooki tüki eest. Selle kala produtseeris tõenäoliselt väga suur kala, ütles ta: "Võite ikkagi uurida, mida nad sõid, uurides neid." Ma jälgin Frey kaugemale auku, innukalt mõistes, kuidas see koht tekkis.

Mingil hetkel umbes 50 miljonit aastat tagasi puutus maa-alune vesi kokku sulatatud kivimiga. Pudenes kõrgrõhuaur, moodustades järskude külgedega kraatri. Vee imbudes tekitas see järve, mis oli pigem joogiklaasi kui supikausi moodi. Iga sisse kukkunud loom vajus kiiresti põhja.

Ent see üksi ei seleta, miks siin hukkus nii palju maismaaimetajaid - lindudest, nahkhiirtest ja putukatest rääkimata. Üks teooria on, et süsinikdioksiid mullitas perioodiliselt sügavalt järve põhja alt, lämmatades kalda lähedal loomi. Teine võimalus on see, et osa suvisest vetikate õitsengust oli mürgine, mürgitades loomi, kes olid januse leevendamiseks valinud vale aja ja koha. Või surid läheduses väiksemad loomad ja neid pesi väikeste üleujutuste või tormavate ojade poolt.

Järv oli nii sügav, et hapnik ei ringlenud põhja lähedal, mis tähendas, et ümberringi polnud põhjatoiteid, et surnud ja surevaid loomi tarbida. Aasta-aastalt õitsesid ja surid järvepinda raputavad vetikad ja surid ning seetõttu triivisid põhja peenikese savi ja surnud mikroorganismide kihid. Kõik kihid olid nii paksud kui juuste kiht. Tolli muda ehitamiseks kulus 250 aastat. Miljonite ja miljonite aastate jooksul olid taimed ja loomad säilinud nagu lilled, mis pressiti raamatu lehtede vahele, vetikad ja muud orgaanilised ained muutusid põlevkiviks.

Tuhande fossiilide hulgast, mille paleontoloogid on Messel Pit'is taastanud, on eksemplare, mis esindavad peaaegu 45 erinevat imetajaliiki. Need leiud on kriitilised, et mõista, kuidas varjuküljes olendid arenesid. Imetajad ja dinosaurused ilmusid umbes samal ajal umbes 200 miljonit aastat tagasi. Kuid dinosaurused sobisid keskkonda nii hästi, et tõrjusid igasuguse konkurentsi välja. Imetajad elasid äärealadel, enamasti pisikesed olendid, kes pimedas varjus putukaid süües elatist teenisid. "Nad üritasid lihtsalt eemale hoida, " ütleb Senckenbergi teadusinstituudi paleontoloog Thomas Lehmann. Ja nii läks see peaaegu 150 miljonit aastat.

Siis muutus hetkega kõik, ilmselt siis, kui asteroid või komeet tabas Maad 66 miljonit aastat tagasi ja muutis dramaatiliselt kliimat, pühkides lõpuks hiiglaslikud roomajad. Messel Piti fossiilide hulgas leiduv liikide mitmekesisus paljastab, et imetajad tormasid täitma iga tühja ökoloogilise nurga ja võra, mida nad leidsid. "Nad proovisid tõesti kõike - lendamist, hüppamist, jooksmist, puu otsas pidamist, söömist-söömist, " ütleb Lehmann. "Messel on evolutsiooni seisukohast fantastiline laboratoorium, et näha, mida elu meile võis anda."

Võib küll, kuid paljudel juhtudel mitte. Messi kõige põnevamad isendid võivad olla need liigid, millel pole elusaid sugulasi, ehkki nad näevad räigelt tuttavad. Külastuskeskuses käivad lapsed ringi vaatamas, kuidas hambaharjade, hambaorkide ja skalpellidega relvastatud konservaator puhastab põlevkivikihid vaid mõni nädal varem levinud fossiilist. Minu jaoks näeb Ailuravus macrurus skelett välja nagu hiiglaslik orav. See on kolm jalga pikk, sealhulgas selle võsas saba. Roiete lähedal jäljendab olendi kivistunud seedetrakti must plekk. Vaatamata sabale pole Ailuravus oravate esivanem. See on evolutsiooniline ummik; Ailuravus ja kõik tema sugulased surid välja enam kui 37 miljonit aastat tagasi. Miks? Võib-olla langesid nad kliimamuutuste või paremini kohanenud konkurendi või kaduvate toiduallikate või lihtsa halva õnne ohvriks.

Ailuravuse sarnasus tänapäevase oravaga on näide evolutsioonilisest lähenemisest. Piisava ajavaru korral võivad kohandumised viia erinevate liikideni hüppeliselt peaaegu identsete lahendusteni - näiteks puksivad sabad, ütleme, või võimsad, känguru-sarnased tagajalad. "See on nagu samade Legode kasutamine erinevate vormide ehitamiseks, " ütleb Lehmann.

Ja messingikuuris on küll palju vorme. Peenelt säilinud fossiilid on andnud paleontoloogidele enneolematu ülevaate kohanemisstrateegiatest - ühed õnnestunud, teised mitte - imetajate poolt toitmiseks, liikumiseks ja isegi taastootmiseks. Näiteks näitab hobuse väikese eelajaloolise mao sisu - kivistunud lehed ja viinamarjaseemned -, et loom ei olnud karjataja, vaid brauser, söödes seda, mida ta leidis metsa alt. Paleontoloogid leidsid ka kaheksa kivistunud isendite tiitlit, kellel kõigil oli üks varss. See avastus viitab sellele, et varajased hobused olid karja juba käitunud, kuna ühine hooldus oleks parim viis tagada väikese arvu järglasi.

Sellised leiud muudavad koha vähem surnuaiaks kui ajakapsliks, mis hõlmab 48 miljonit aastat vana ökosüsteemi. "See pole mitte ainult paleontoloogia, vaid ka bioloogia, " ütleb Jens Lorenz Franzen, pensionil paleontoloog, kes töötas Senckenbergi teadusinstituudis ja aitas välja kaevata Messeli mõned kõige tähelepanuväärsemad leiud. "Me saame rekonstrueerida selle ajastu elavat maailma."

Messelikaevu evolutsioonilised saladused