https://frosthead.com

Evolucijske skrivnosti v jami Messel

Sredi gozda, približno 20 minut od mesta Darmstadt, v osrednji Nemčiji, je pol metra široka rudniška grapa. Danes skodrani grmovje pokriva dno, kjer se ob deževnicah, napolnjenih s svetlo zelenimi algami, vijejo umazanije. Zraven 200 metrov visok gozd na gozdnem podeželju se Messelovska jama na prvi pogled ne zdi vredna ohranitve, ne glede na to, da je obisk, a od leta 1995 je Unescova svetovna dediščina, zahvaljujoč se vrsti zaželenih dogodkov pred približno 48 milijoni let.

Svet je bil takrat v obdobju, ki ga znanstveniki imenujejo eocen, zelo drugačen kraj. Ravni ogljikovega dioksida v atmosferi so bile višje kot danes (vsaj zaenkrat), kar je povzročilo toplogredni učinek visokih temperatur. Na Arktiki so v toplih vodah med praproti plavali orjaški krokodili. Tropski deževni gozd je pokrival Antarktiko. Oblike celin bi bile večinoma prepoznavne, čeprav je bila Indija še vedno na trku z Azijo, ki bi tvorila Himalajo. Morska gladina je bila približno 150 čevljev višja kot danes, zato Evropa ni bila večinoma neprekinjena kopenska površina, ampak ogromen arhipelag.

Mesto, ki ga zdaj zaseda nov, vidno eleganten betonski in stekleni center za obiskovalce Messel Pit - ki vključuje potovanje v preteklost skozi virtualno vrtino - je bilo v eocenu blizu globokega jezera, ki je bilo na vrhuncu približno dve milji čez . Jezero je postalo smrtna past za nešteto živali, geokemija pa bo skupaj z milijoni let nabiranja rastlinskih in mineralnih sedimentov ohranila značilnosti potopljenih trupov do presenetljive mere.

Razpadajoči živalski in rastlinski material, ki je bil pod milijonskim letom pod visokim pritiskom, prinaša vsak šolski otrok fosilno gorivo, v tem primeru predvsem oljni skrilavci - plasti mehkega sivega kamna, prepojene z oljem. Ta nahajališča so pritegnila rudarje od konca 1800 do 70. let prejšnjega stoletja, ko se je rudnik z odprtimi jamami zaprl in so ga pozabili vsi, razen majhne skupine ljudi, ki so se nagnili k pridobivanju ne goriva, ampak fosilov.

Pred približno 48 milijoni let je bila Messekova jama globoko jezero - nekje dve kilometri na vrhuncu -, kjer je umrlo na tisoče živali. Sčasoma so plasti gline in odmrlih alg ohranili primerke, kot cvetove, stisnjene med strani knjige. (Berthold Steinhilber) To so želve, ki so se med kopičenjem verjetno zastrupile. (Jonathan Blair / Corbis) Hroščev hroščev pokaže svoje barve. (Berthold Steinhilber) Raziskovalec preuči fosil prvobitnega konja ( Eurohippus ), ki je bil velik približno kot sodobni terier. (Berthold Steinhilber) Raziskovalec, ki dela fosil Titanomyrma giganteum, mravlja, ki je zrasel kot kolibri. (Berthold Steinhilber) Fosil ščurka ( Blattodea ), dolg približno dva centimetra. (Berthold Steinhilber) Fosil prazgodovinskega krokodila. Podoben primerek so rudarji odkrili leta 1875. (Berthold Steinhilber)

Beseda neverjetnih najdb se hitro širi. Poleg tega, da je morda državljanska kratkovidnost spremenila velikansko luknjo v zemljo v smeti - predlog, ki so ga paleontologi in drugi ostro nasprotovali 20 let, ki je prevladoval leta 1992 - je to mesto veljalo za največja fosilna vrsta te vrste. "Vsi v paleontologiji vretenčarjev poznajo Messela, " pravi Kenon Rose univerza Johns Hopkins. "Na svetu res ni mesta, ki bi ga primerjali. Od tam je veliko tega, kar vemo iz tega časovnega obdobja. "

Eocen, pred 56 milijoni do 34 milijonov let, je bil ključna prelomnica v zgodovini življenja na Zemlji, čas, ki smo si sami dolžni precej dolga, saj so takrat sesalci prišli sami in se razvili, da bi zasedli ekološko niše, ki so bile izpuščene z izumrtjem dinozavrov. V Messel Pitu so okostja sesalcev ohranjena nedotaknjena, pogosto so obrisi krzna in mesa še vedno vidni v okoliški skali. Primitivni opossumi, konji v velikosti fox terierjev, predjed, osem vrst netopirjev in lemurju podoben primat, ki bi lahko bili zgodnja veja družinskega drevesa človeštva - ti in številni drugi fosili dajejo odsev oddaljenih prednikov vrst, ki jih poznamo danes.

Medtem ko se paleontologi pogosto namrčujejo ob pričakovanju, da se bodo obiskovalci kopali po svojih kopah, je Messel Pit, ki ga vodi Frankfurtski raziskovalni inštitut Senckenberg, odprt za javnost za vodene oglede. Nekega dne jeseni sledim geologinji Marie-Luise Frey iz 6, 5 milijona dolarjev centra za obiskovalce, ki so ga odprli leta 2010, na dno jame. Odpelje me s tlakovane poti na nežno pobočje nedavno zaprtega izkopa. Pod mojimi čevlji se drobijo kosmiči izsušenega olja iz skrilavca. Ostri kotiček razkriva, kje paleontologi z verižno žago sekajo plasti skrilavca in odstranjujejo velike bloke, preden jih skrbno odstranijo, da bi iskali skrite fosile.

Robovi izkopavanja spominjajo na strani požgane knjige. Še danes je oljni skrilavnik večinoma voda. Po sušenju, pojasni Frey v nemščini, se oljni skrilavci spremenijo v luskasto testo kot filo testo in se na koncu zdrobijo v prah. Poskušam si predstavljati kraj, kot je bil prej, toda hladen padec zraka, struženje listja, ropotanje strojev na bližnjem gramoznici mi ne pomagajo, da se postavim v džunglo pred 48 milijoni let.

Opazim nekaj sumljivo okroglih kamenčkov in poberem enega. Gre za velikost pralineja. " Das ist ein Koprolith, " mi svetleje pove Frey - "koprolit", paleontolog, ki govori za kos fosiliziranega popa. Ta je verjetno nastala iz zelo velike ribe, pravi: "Še vedno lahko poveste, kaj so jedli, če jih pregledate." Sledim Freyu naprej v jamo, željan razumeti, kako je nastalo to mesto.

V nekem trenutku pred približno 50 milijoni let je podzemna voda prišla v stik z žilo staljene kamnine. Izbruhnila je visokotlačna para, ki je oblikovala krater s strmimi stranicami. Ko je voda stekla, je ustvarila jezero, ki je bolj podobno kot kozarec za pitje kot jušno skledo. Vsaka žival, ki je padla, je potonila hitro na dno.

Kljub temu pa to samo po sebi ne pojasnjuje, zakaj je tukaj umrlo toliko kopenskih sesalcev - da ne omenjam ptic, netopirjev in žuželk. Ena od teorij je, da se je ogljikov dioksid občasno dvigal iz globokega pod jezerskim dnom in dušil živali v bližini obale. Druga možnost je, da so bile nekatere poletne cvetoče alg strupene in so zastrupljale živali, ki so izbrale napačen čas in kraj, da bi žejo pomorile. Ali pa so morda manjše živali poginile v bližini in jih je oprala majhna poplava ali hitri potoki.

Jezero je bilo tako globoko, da kisik ni krožil blizu dna, kar je pomenilo, da ni bilo dna dovoda, ki bi zaužil mrtve in umirajoče živali. Leto za letom so alge, ki so se zasipale po jezerski površini, cvetele in umirale, zato so se plasti fine gline in odmrlih mikroorganizmov spuščale na dno. Vsaka plast je bila debela kot pramen las. Kar 250 let je trajalo, da je nastalo centimeter blata. Skozi milijone in milijone let so se rastline in živali ohranjale kot cvetovi, stisnjeni med strani knjige, alge in druge organske snovi pa so se spremenile v oljni skrilavc.

Med tisočimi fosili, ki so jih paleontologi odkrili v Messel Pitu, so primerki, ki predstavljajo skoraj 45 različnih vrst sesalcev. Te ugotovitve so ključne za razumevanje, kako so se razvijala toplokrvna bitja. Sesalci in dinozavri so se pojavili skoraj istočasno pred približno 200 milijoni let. Toda dinozavri so bili tako zelo primerni za okolje, da so izpodrinili vsako konkurenco. Sesalci so živeli na robu, večinoma drobna bitja so se preživljala s prehranjevanjem žuželk pod pokrovom teme. "Skušali so se izogniti, " pravi Thomas Lehmann, paleontolog raziskovalnega inštituta v Senckenbergu. In tako je minilo skoraj 150 milijonov let.

Nato se je v hipu vse spremenilo, očitno ko je asteroid ali komet pred 66 milijoni let udaril na Zemljo in dramatično spremenil podnebje, na koncu pa izbrisal velikanske plazilce. Raznolikost vrst, ki jih najdemo med fosili Messel Pit, razkriva, da so sesalci hiteli napolniti vsak prazen ekološki krak in rogoz, ki bi jih lahko našli. "Resnično so preizkusili vse - letenje, skakanje, tek, drevesce, jedenje mravlje, " pravi Lehmann. "Z vidika evolucije je Messel fantastičen laboratorij, s katerim lahko vidimo, kaj bi nam življenje lahko dalo."

Lahko, ampak v mnogih primerih ne. Messelovi najbolj očarljivi osebki so morda tiste vrste, ki nimajo živih sorodnikov, čeprav so videti nenavadno znani. Otroci se v središču za obiskovalce množijo in opazujejo, kako konservator, oborožen z zobnimi ščetkami, zobnimi ščetkami in skalpeli, čisti plasti oljnega skrilavca stran od fosilov, ki so bili odkriti le nekaj tednov prej. Zdi se mi, da je okostje Ailuravus macururusa podobno velikanski veverici. Dolga je tri metre, vključno z grmastim repom. Ob rebrih črni madež zasleduje fosiliziran prebavni trakt. Kljub svojemu repu Ailuravus ni prednik veverice. Gre za evolucijsko slepo ulico; Ailuravus in vsi njegovi sorodniki so izumrli pred več kot 37 milijoni let. Zakaj? Mogoče so postali žrtev podnebnih sprememb ali bolje prilagojeni tekmovalec ali izginjajoči viri hrane ali preprosta slaba sreča.

Ailuravusova podobnost s sodobno veverico je primer evolucijske konvergence. Če imamo dovolj časa, lahko prilagoditve privedejo do skoraj enakih rešitev - grmastih repov, recimo ali močnih zadnjih kengurujevih zadnjih nog -, ki se pojavljajo pri različnih vrstah. "Kot bi uporabljali iste Legose za gradnjo različnih oblik, " pravi Lehmann.

In v Messelovi jami obstajajo obrazci, ki so v zadostni meri. Izredno ohranjeni fosili so paleontologom zagotovili brez primeren vpogled v prilagodljive strategije - nekatere uspešne, druge pa ne -, ki so jih sesalci sprejeli za hranjenje, gibanje in celo razmnoževanje. Na primer, vsebina drobnega prazgodovinskega konjskega želodca - fosilizirani listi in grozdna semena - kažejo, da žival ni bila greznica, ampak brskalnik, ki je jedel tisto, kar je našel na gozdnih tleh. Paleontologi so našli tudi osem fosiliziranih primerkov brejih kobil, od katerih je vsak nosil en sam žrebec. To odkritje kaže na to, da so zgodnji konji že sprejeli čredno vedenje, saj bi bila skupna oskrba najboljši način za preživetje majhnega števila potomcev.

Zaradi takšnih ugotovitev se kraj počuti manj kot pokopališče kot časovna kapsula, ki obsega 48 milijonov let star ekosistem. "To ni samo paleontologija, temveč biologija, " pravi Jens Lorenz Franzen, upokojeni paleontolog, ki je delal v Raziskovalnem inštitutu v Senckenbergu in pomagal izkopati nekatere Messelove najpomembnejše najdbe. "Lahko rekonstruiramo živi svet tiste dobe."

Evolucijske skrivnosti v jami Messel