Rendkívüli ősmaradványok: már a hógolyó Föld előtt is éltek állatok

A Princeton Egyetem kutatói fedezték fel a legidősebb ismert állati ősmaradványokat, melyek arra utalnak, hogy primitív, szivacsokhoz hasonló állatok éltek a 650 millió évvel ezelőtti sekélytengeri környezetekben. Ez a lelet módosítja az eddigi elképzeléseket arról, mikor jelentek meg az állatok bolygónkon.

Mint arról a bejelentés napján már röviden beszámoltunk, a maradványokat 635 millió éves, jégkorszaki üledékek alatt találták Dél-Ausztráliában, vagyis ettől mindenképpen idősebb élőlényekről van szó. Ezek a leletek mintegy 70 millió évvel idősebbek, mint az eddigi legkorábbi állati fosszíliák.

Ami a korábbi leleteket illeti: 550 millió éve élt szilárd vázú élőlények képviselői közül két egykori zátonylakót ismerünk. A Namacalathust 2000-ben fedezte fel John Grotzinger (Massachusetts Institute of Technology) kutatócsoportja, míg a Cluodina 1972-ben került elő először, a dél-afrikai Cape Town Egyetem kutatói révén. Ezek mellett ismerünk még vitatott eredetű lágytestű állati maradványokat, amelyek az ediacarai időszak (577-542 millió évvel ezelőtt) késői szakaszából származnak. Ezeket a fosszíliákat az 1940-es években fedezte fel Reginald Sprigg ausztrál geológus, majd később az ediacarai állati maradványokat képviselő Kimberella példányait fedezték fel a körülbelül 555 millió éves üledékes kőzetekben Ausztrália és Oroszország területén.

A most bemutatott fosszíliákat tartalmazó kőzet metszete. A képalkotó szoftver kékkel jelöli a vizsgált ősmaradványt. A sorozatcsiszolatok révén majdnem 500 ehhez hasonló metszetet készítettek az ősmaradványról, melyek segítségével megalkották az egykori élőlény háromdimenziós modelljét

A Nature Geosciences augusztus 17-i számában ismertetett új ősmaradványokat Adam Maloof, a Princeton Egyetem professzora és tanítványai fedezték fel, miközben az úgynevezett cryogéni időszakot lezáró, 635 millió évvel ezelőtti nagyon kemény jégkorszak képződményeit vizsgálták.

Felfedezésük valóban szenzációt jelent a paleontológusok számára, hiszen ez az első közvetlen bizonyíték arra vonatkozóan, hogy állati élet létezett már a "hógolyó Föld" esemény előtt, és ezek valószínűleg túlélték a leghidegebb időszakokat is. A cryogéni időszak végén zajlott jégkorszak során bolygónk csaknem egész felszínét jégtakarók borították. Az eddigi elképzelések szerint az állati élet felvirágzása csak a "hógolyó Föld" esemény után kialakult melegebb periódusban következett be.

Sztromatolit oszlopok az ausztráliai prekambriumi mészkőben. A vizsgált szivacsok a sztromatolitok között helyezkedtek el

A kutatók arra figyeltek fel a terepen, hogy a vizsgált jégkorszaki üledék alatt több helyen is ugyanolyan szokatlan formák jelentkeznek. Először a kőzeten belüli iszapcsomóknak gondolták őket, de aztán rájöttek, hogy a változatos (villáscsont, gyűrű, perforált lemez vagy üllő) alakú képződményeket valamilyen élőlény hagyta hátra. Megtervezték az ősmaradványok részletes vizsgálatát, de ezt könnyebb volt elhatározni, mint végrehajtani. Ugyanis a fosszíliákat a hagyományos módszerekkel nem tudták eltávolítani a bezáró kőzetből, és a röntgensugaras letapogatást sem tudták alkalmazni. Ez utóbbi ugyanis a különböző sűrűségű anyagokat tudja elkülöníteni egymástól, itt viszont a maradványok kalcit (kalcium-karbonát) anyagúak, csak úgy, mint a körbezáró kőzet mátrixa. Emiatt a kutatóknak egy új módszert kellett kifejleszteni, illetve alkalmazni.

A paleontológusok és a Situ Stúdió munkatársainak együttműködése gyümölcsözőnek bizonyult. Az egyetlen ősmaradványról készített több száz metszet alapján a speciális képalkotó szoftver elkészítette a 650 millió éves szivacs háromdimenziós modelljét

A paleontológusok végül a brooklyni, tervezéssel és digitális kivitelezéssel foglalkozó Situ Stúdió munkatársaival együttműködve készítették el két ősmaradvány háromdimenziós modelljét. A folyamat első részeként a kutatók rendkívül időigényes munkával sorozatcsiszolatokat készítettek: 50 mikrométerenként csiszolták el a példányt, és a csiszolt felületet lefotózták a következő csiszolat elkészítése előtt. Egy példány vizsgálatához csaknem 500 ilyen kőzetszeletet fotóztak le. A projekt számára kifejlesztett speciális szoftverrel pedig a metszetekből összerakták a példány háromdimenziós modelljét. A paleontológusok mellett a stúdió munkatársai számára is izgalmas feladatot jelentett, hogy az eddig építészetben használt módszert őslénytani kutatásokhoz módosítsák és alkalmazzák.

Amikor elkezdték a digitális rekonstrukció folyamatát, némelyik kétdimenziós metszet alakja azt sugallta a paleontológusoknak, hogy esetleg a már korábban felfedezett Namacalathus példányát tartják a kezükben. Később azonban kiderült, hogy néhány centiméteres, szabálytalan alakú állatokról van szó, amelyek belső csatornahálózattal rendelkeznek. Ezek a bélyegek pedig alapvetően eltérnek a Namacalathustól. A különböző lehetőségeket számba véve, a kutatók végül megállapították, hogy leleteik leginkább a szivacsokra hasonlítanak. A ma élő, változatos alakú szivacsok a tengervízből vonják ki táplálékukat, miközben az keresztüláramlik a speciális csatornáikon.

A 650 millió éves ausztráliai mészkő csiszolt felülete, amely feltárja az eddig ismert legkorábbi szivacsok metszetét

Eddig a legkorábbi ismert fosszilis szivacs körülbelül 520 millió éves volt a kambrium időszakból. Néhány genetikai vizsgálat ("molekuláris óra") azonban azt sugallta, hogy a szivacsoknak már évmilliókkal a kambrium előtt meg kellett jelenni. Ezt támasztotta alá az a közelmúltbeli felfedezés is, amikor nagyjából az ausztráliaihoz hasonló korú ománi üledékes kőzetekben szivacsokra utaló szteroidokat találtak. Azért nagyon jelentős a most talált leletegyüttes, mert az eddigi közvetett bizonyítékok után most már ősmaradványokkal igazolhatóan egyértelműen kijelenthető, hogy a szivacsok (és általában az állatok) jóval korábban megjelentek, mint azt az eddigi maradványok mutatták.