https://frosthead.com

Messelikuopan evoluutiosalaisuudet

Keskellä Saksaa Darmstadtin kaupungista noin 20 minuutin päässä metsästä on käytöstä poistettu nauhakaivos, joka on puolen mailin leveä. Nykyään pensaikot peittävät pohjan, missä likapolut kulkevat kirkkaanvihreällä levällä täytettyjen sadevesialtaiden ohi. Messelin kaivo, joka on aukko 200 metrin syvyydessä metsäisessä maaseudulla, ei ensi silmäyksellä näytä säilyttämisen arvoista, ei mielessä käy, mutta vuodesta 1995 lähtien se on ollut Unescon maailmanperintökohde monien epäonnistuneiden tapahtumien ansiosta. noin 48 miljoonaa vuotta sitten.

Maailma oli hyvin erilainen paikka tuolloin tiedemiesten nimellä eoseeni. Hiilidioksidin tasot ilmakehässä olivat korkeampia kuin nykyään (ainakin toistaiseksi), mikä tuottaa kasvaa kasvihuoneilmiötä nousevien lämpötilojen vaikutuksesta. Arktisella alueella jättiläiset krokotiilit uivat lämpimissä vesissä saniaisten keskuudessa. Etelämanner peitti trooppisen sademetsän. Mantereiden muodot olisivat enimmäkseen tunnistettavissa, vaikka Intia oli silti törmäyskurssilla Aasian kanssa, joka muodostaisi Himalajan. Merenpinta oli noin 150 jalkaa korkeampi kuin nykyään, joten Eurooppa ei ollut suurelta osin jatkuva maanmeri, vaan laaja saaristo.

Kohta, jota nyt hoitaa uusi, näkyvästi tyylikäs, betoninen ja lasinen Messel Pit -vierailukeskus - joka sisältää matkan ajallisesti taaksepäin virtuaalisen porareiän kautta -, oli Eoseenissa lähellä syvää järveä, joka oli huipussaan noin kahden mailin päässä . Järvestä tuli rasvanpoisto lukemattomille eläimille, ja geokemia yhdessä miljoonien vuosien kertyneiden kasvi- ja mineraalisedimenttien kanssa säilyttäisi upotettujen ruhojen piirteet hämmästyttävässä määrin.

Kaikista kouluikäisistä lapsista tuntuu, että hautaaminen ja puristaminen miljoonien vuosien aikana valtavan paineen alla tuottaa eläimistä ja kasveista saatavia fossiilisia polttoaineita, tässä tapauksessa pääasiassa öljyliusketta - öljyllä kyllästettyjä pehmeän harmaan kivikerroksia. Nämä talletukset houkuttelivat kaivostyöntekijöitä 1800-luvun lopulta 1970-luvulle, jolloin avokaivoksen kaivos suljettiin ja sen unohtivat kaikki paitsi pieni joukko ihmisiä, jotka pyrkivät louhimaan polttoainetta, mutta fossiileja.

Noin 48 miljoonaa vuotta sitten Messelin kaivo oli syvän järven sijainti - noin kaksi mailia poikki huipussaan -, missä tuhannet eläimet menehtyivät. Ajan kuluessa savikerrokset ja kuolleet levät säilyttivät näytteet kuin kukat, jotka oli painettu kirjan sivujen väliin. (Berthold Steinhilber) Nämä ovat kilpikonnia, jotka myrkytettiin todennäköisesti parinmuodostuksen aikana. (Jonathan Blair / Corbis) Stag kovakuoriainen näyttää värit. (Berthold Steinhilber) Tutkija tutkii ensihevosen ( Eurohippus ) fossiileja, jotka olivat suunnilleen modernin terrierin kokoisia. (Berthold Steinhilber) Tutkija työskentelee Titanomyrma giganteumin fossiilissa, muurahaisessa, joka kasvoi yhtä kolibrinä. (Berthold Steinhilber) Torakan ( Blattodea ) fossiili, suunnilleen kaksi tuumaa pitkä. (Berthold Steinhilber) Esihistoriallisen krokotiilin fossiili. Kaivostyöläiset löysivät samanlaisen näytteen vuonna 1875. (Berthold Steinhilber)

Uskomattomien löytöjen sana levisi nopeasti. Ja lukuun ottamatta mahdollisesti ymmärrettävää kansalaisten lyhytnäköisyyttä, kun paikallishallinto harkitsi maan päällä olevan jättiläisen reiän muuttamista kaatopaikaksi - ehdotuksen, jota paleontologit ja muut vastustivat jyrkästi 20 vuoden ajan, vallitsevat vuonna 1992 -, sivustoa on vaalittu kuten laatuaan suurin fossiilinen trove. "Kaikki selkärankaisten paleontologiassa tuntevat Messelin", sanoo Johns Hopkinsin yliopiston paleontologi Ken Rose. ”Maailmassa ei oikeastaan ​​ole yhtä vertailtavaa paikkaa. Paljon mitä me siitä ajanjaksosta tiedämme, on sieltä. ”

Eoseeni, 56 miljoonasta 34 miljoonaan vuotta sitten, oli ratkaiseva käännekohta maan elämän historiassa, jolloin meille itsellemme kuuluu huomattava velka, sillä silloin nisäkkäät tulivat omakseen ja kehittyivät miehittämään ekologisen dynosaurusten sukupuuttoon tyhjennetyt kapeat. Messel Pitissä nisäkkäiden runko säilyy ehjänä, usein turkisten ja lihan ääriviivojen ollessa edelleen näkyvissä ympäröivässä kalliossa. Alkeelliset opossumit, kettuterrierien kokoiset hevoset, anteater, kahdeksan lepakkolajia ja maimurimainen kädellinen, joka voisi olla varhainen haara ihmiskunnan sukupuussa - nämä ja monet muut fossiilit tarjoavat välähdyksen nykyisten lajien kaukaisista esi-isistä.

Vaikka paleontologit pahasti paheksuttavat kävijöitä, jotka matkaavat kaivujensa ympärille, Messel Pit, jota johtaa Frankfurtin Senckenbergin tutkimuslaitos, on avoinna yleisölle opastettuja kierroksia varten. Yhtenä syksynä seuraan geologi Marie-Luise Freyä vuonna 2010 avatusta 6, 5 ​​miljoonan dollarin vierailukeskuksesta kuopan pohjalle. Hän vie minut päällystetyltä polulta hiljattain suljetun kaivauksen lempeälle rinteelle. Kuivatun öljyliuskehiutaleet rypistyvät saappaani alla. Terävä kulma paljastaa, missä paleontologit leikkaavat liuskekerrokset ketjusahalla, poistamalla suuret lohkot ennen kuin pilata niitä huolellisesti piilotettujen fossiilien etsimiseksi.

Kaivauksen reunat muistuttavat palaneen kirjan sivuja. Vielä nykyäänkin öljyliuske on enimmäkseen vettä. Kuivuessaan, Frey selittää saksaksi, öljyliuske muuttuu yhtä hiutaleiseksi kuin phyllo-taikina ja lopulta murenee pölyksi. Yritän kuvitella paikan sellaisena kuin se oli aikaisemmin, mutta kylmä laskuilma, kääntyvät lehdet ja läheisen soralaitoksen koneiden ryöstö eivät auta minua asettamaan itseäni viidakkoon 48 miljoonaa vuotta sitten.

Huomaan joitain epäilyttävän pyöreitä kiviä ja poimia sen. Se on pralineen kokoista. ” Das ist ein Koprolith, ” Frey kertoo minulle kirkkaasti - “koproliitti”, paleontologi - puhu kivettyneen kakan palaselle . Tämän todennäköisesti tuotti erittäin iso kala, hän sanoo: ”Voit silti kertoa mitä he söivät tutkimalla heitä.” Seuraan Freyä kauempana kuoppaan, innokkaasti ymmärtämään kuinka tämä paikka tuli.

Jossain vaiheessa noin 50 miljoonaa vuotta sitten, maanalainen vesi joutui kosketukseen sulan kallion kanssa. Korkeapainehöyry purkautui muodostaen kraatterin, jolla on jyrkät sivut. Kun vesi valui sisään, se loi järven, joka oli enemmän juomalasi kuin keittoastia. Jokainen eläin, joka putosi, upposi nopeasti pohjaan.

Silti se ei yksin selitä miksi niin monet maanisäkkäät - puhumatta lintuista, lepakoista ja hyönteisistä - menehtyivät täällä. Yksi teoria on, että hiilidioksidi kupli ajoittain syvästä järven pohjan alla tukahduttaen eläimiä lähellä rantaa. Toinen mahdollisuus on, että osa kesäleväkukinnoista oli myrkyllisiä ja myrkytti eläimiä, jotka olivat valinneet väärän ajan ja paikan janoakseen. Tai ehkä pienempiä eläimiä kuoli lähellä ja heidät pestiin pienillä tulvilla tai kiireisillä virtauksilla.

Järvi oli niin syvä, että happi ei kiertänyt pohjan lähellä, mikä tarkoitti, että ympärillä ei ollut pohjasyöttölaitteita kuolleiden ja kuolevien eläinten kuluttamiseksi. Vuodesta toiseen järven pintaa saastuttavat levät kukkivat ja kuolivat, ja niin kerrokset hienoa savea ja kuolleita mikro-organismeja ajautuivat pohjaan. Jokainen kerros oli yhtä paksu kuin hiukset. Tuuman mudan rakentaminen kesti 250 vuotta. Miljoonien ja miljoonien vuosien ajan kasveja ja eläimiä säilytettiin kuin kukkia, jotka oli painettu kirjan sivujen väliin, ja levät ja muut orgaaniset aineet muuttuivat öljyliuskeeksi.

Niiden tuhansien fossiilien joukosta, jotka paleontologit ovat löytäneet Messel Pitissä, on näytteitä, jotka edustavat lähes 45 erilaista nisäkäslajia. Nämä löytöt ovat kriittisiä ymmärrystä siitä, kuinka rypistyneet olennot kehittyivät. Nisäkkäät ja dinosaurukset ilmestyivät lähes samaan aikaan noin 200 miljoonaa vuotta sitten. Mutta dinosaurukset sopivat niin hyvin ympäristöön, että ne syrjäyttivät kaiken kilpailun. Nisäkkäät elivät reunalla, enimmäkseen pienet olennot, jotka ansaitsevat elantonsa syömällä hyönteisiä pimeyden suojassa. "He yrittivät vain pysyä poissa tieltä", sanoo Senckenbergin tutkimusinstituutin paleontologi Thomas Lehmann. Ja niin meni lähes 150 miljoonaa vuotta.

Sitten hetkessä kaikki muuttui, ilmeisesti kun asteroidi tai komeetta iski Maahan 66 miljoonaa vuotta sitten ja muutti dramaattisesti ilmastoa ja pyyhki lopulta jättiläiset matelijat. Messel Pit -fossiileista löydetty lajien monimuotoisuus paljastaa, että nisäkkäät ryntäsivät täyttämään jokaisen tyhjän ekologisen nurkan ja kallon, jonka he löysivät. "He todella kokeilivat kaikkea - lentämistä, hyppäämistä, juoksemista, puiden asumista ja syömistä", Lehmann sanoo. "Messel on evoluution kannalta upea laboratorio nähdäkseen mitä elämä on meille antanut."

Voi olla, mutta monissa tapauksissa ei. Messelin kiehtovimmat yksilöt voivat olla niitä lajeja, joilla ei ole eläviä sukulaisia, vaikka ne näyttävät häikäisevän tutulta. Vierailukeskuksessa lapset törmäävät katselemaan, kuinka hammasharjoilla, hammaslääkkeillä ja skalpeleilla aseistettu säilöntä puhdistaa öljyliuskekerrokset fossiilista, joka on löydetty vain muutama viikko aikaisemmin. Minulle Ailuravus macrurusin luuranko näyttää jättimäisen oravan luonteelta. Se on kolme jalkaa pitkä, mukaan lukien sen tuuhea häntä. Kylkiluiden lähellä on musta tahra, joka jäljittää olennon kivettyneitä ruuansulatuksia. Häntästään huolimatta Ailuravus ei ole orava-esi-isä. Se on evoluutio umpikuja; Ailuravus ja kaikki sen sukulaiset kuolivat yli 37 miljoonaa vuotta sitten. Miksi? Ehkä he joutuivat ilmastomuutosten, paremmin sopeutuneiden kilpailijoiden tai kadonneiden ruokalähteiden tai yksinkertaisen huonon onnen uhreiksi.

Ailuravus'n muistutus nykyaikaiseen oravaan on esimerkki evoluution lähentymisestä. Riittävän ajan kuluessa mukautukset voivat johtaa lähes samanlaisiin ratkaisuihin - esimerkiksi tuuheisiin pyrstöihin tai voimakkaisiin kenguru-tyyppisiin takajaloihin -, jotka ilmaantuvat eri lajeissa. "Se on kuin käytettäessä samaa legoa eri muotojen rakentamiseen", Lehmann sanoo.

Ja Messelin kuopassa on runsaasti muotoja. Erinomaisesti säilyneet fossiilit ovat tarjonneet paleontologeille ennennäkemättömän näkemyksen adaptiivisista strategioista - jotkut onnistuneet, toiset eivät -, jotka nisäkkäät ovat hyväksyneet ruokintaan, liikuttamiseen ja jopa lisääntymiseen. Esimerkiksi pienen esihistoriallisen hevosen vatsan sisältö - kivettyneet lehdet ja viinirypäleiden siemenet - osoittavat, että eläin ei ollut laiduntaja, vaan selain ja söi sen mitä löysi metsästä. Paleontologit löysivät myös kahdeksan fossiilisoituneita näytteitä raskaana olevista tammoista, joista kullakin oli yksi varsa. Tämä löytö viittaa siihen, että varhaiset hevoset olivat jo omaksuneet lauman käyttäytymisen, koska yhteinen hoito olisi paras tapa taata pienen määrän jälkeläisiä.

Tällaiset havainnot saavat paikan tuntumaan vähemmän kuin hautausmaa kuin aikakapseli, joka kattaa 48 miljoonaa vuotta vanhan ekosysteemin. "Se ei ole vain paleontologiaa, se on myös biologiaa", sanoo Jens Lorenz Franzen, eläkkeellä oleva paleontologi, joka työskenteli Senckenbergin tutkimuslaitoksessa ja auttoi kaivaamaan joitain Messelin merkittävimmistä löytöistä. "Voimme jälleenrakentaa tuon aikakauden elävän maailman."

Messelikuopan evoluutiosalaisuudet