Fosszília
Afosszíliák(alatinfossus,'kiásott' szóból) vagy más néven ősmaradványok, ősleletek, azállatok,növényekvagy más élő szervezetek megkövesedett vagy egyéb módon megőrződött maradványai, illetve lenyomatai (például lábnyomai, lásd:nyomfosszília). A valaha képződött fosszíliák összességétfosszilis rekordnak(vagy fosszilis dokumentációnak) nevezik. A fosszíliákat azőslénytantanulmányozza.
A fosszíliák rendszerint részben vagy egészben tartalmazzák magát a szervezetet, de léteznek olyan fosszíliák is, amelyekben csak az élőlény létének jelei, például egydinoszauruszvagy egyhüllőlábnyomai vagyürüléketalálhatók. Az előbbiekettest-, az utóbbiakat pedignyomfosszíliáknak(vagyichnofosszíliáknak) nevezik. Kémiai jelek formájában az élet egyéb, nem látható nyomai is hátramaradhatnak, ezeketkémiai fosszíliáknakvagybiomarkerekneknevezik.
A legkitűnőbb állapotú fosszíliák lelőhelyeit anémetből(de:Fossillagerstätte) Lagerststätte-nek, lerakódási helynek is nevezik. Ezek a képződmények a tetemoxigén- ésbaktériumszegényközegbe kerülésével jönnek létre, amely lelassítja a bomlási folyamatot. A lagerstättenek akambriumidőszakóta keletkeznek. Ismert lelőhelyek például a kambrium időszaki Maotianshan- és Burgess-palák, adevonidőszaki Hunsrück-pala, ajuraidőszaki Solnhofen-mészkő és akarbonidőszaki Mazon Creek.
A legrégibb strukturált fosszíliák közé tartoznak asztromatolitok(ősalgák) fosszíliái, amelyek a nyálkaszerűcianobaktériumtenyészetekbe került ásványok miatt alakultak ki,[1]és amelyek közül a legkorábbiak 3,5 milliárd évesek. Az ezeknél régebbi 3,8 milliárd éveskeményszén-rétegekaföldiélet ma ismert legkorábbi jeleit őrzik.
A fosszilis rekord értelmezésének fejlődése
szerkesztésA fosszilis rekord a legkorábbi adatforrás azevolúcióvalés a földi élet fejlődéstörténetével kapcsolatban. Az őslénykutatók a fosszilis rekord vizsgálatával ismerik meg az evolúció működését és az egyesfajokfejlődési útját.
A történelem során különböző magyarázatok születtek arra vonatkozóan, hogy mik a fosszíliák és hogyan kerültek a megtalálási helyükre. Némelyik magyarázat anépmesékésmitológiákvilágához kötődik.Kínábanaz egykori emlősök, köztük aHomo erectusfosszilizált csontjait „sárkánycsontoknak”tartották ésgyógyszerkéntvagyafrodiziákumkénthasználták. Nyugaton a hegyvidékeken talált tengeri élőlények fosszíliáit abibliaiÖzönvízbizonyítékának tekintették. Areneszánszsorán azonban több tudományos nézet is ismertté vált.Leonardo da Vinciígy vitatta a bibliai magyarázatot:
- „Ha az Özönvíz felhozta akagylókata tenger három- vagy négyezerméteresmélységéből, akkor azoknak számos más természetes képződménnyel kellene összekeveredniük, amelyeket velük együtt hozott fel; de az ugyanebből a mélységből származóosztrigákmind együtt vannak, ahogyan arákfélék,atintahalakés az összes többi kagyló, mely összegyűlt és elpusztult; és a kagylóhéjaknak is külön kellene lennie, ahogyan az nap mint nap látható a tengerpartokon.
- Az osztrigák nagy családokban találhatók, némelyikük héja még össze is kapcsolódik, jelezve, hogy a tenger hagyta hátra őket és még éltek, miután aGibraltári-szorosátszakadt.ParmaésPiacenzahegyeiben számos kagyló éskoralltalálható, melyek mintha még mindig a sziklákhoz lennének tapadva…”
William Smith (1769-1839), angol csatornamérnök aszuperpozíció elvealapján vizsgálta meg a különböző korú, fosszíliacsoportokat tartalmazó sziklákat és megállapította, hogy a csoportok tagjai szabályos sorrendben helyezkednek el. Megfigyelte, hogy az egymástól távol elhelyezkedő sziklák a bennük levő fosszíliák alapján összefüggésben állnak egymással. Ezt a „faunális sorrendiség” elvének nevezte el.
Smith, aki időben megelőzteCharles Darwint,nem tudott a biológiai evolúcióról és így nem tudta azt sem, hogy mi a faunális sorrendiség oka. A biológiai evolúció megválaszolja ezt a kérdést: a különböző szervezetek fejlődnek, változnak és kihalnak, megőrződve a fosszíliákban. A faunális sorrendiség egyike a Darwin által idézett legfőbb bizonyítékoknak, amelyek a biológiai evolúciót támasztják alá.
Korábban a természettudósok jól ismerték azokat a hasonlóságokat és különbségeket, amelyek alapjánCarl von Linnékidolgozta a napjainkban is használt hierarchikusrendszertanát.Darwin és kortársai voltak az elsők, akik az élő organizmusok fastruktúrájú rendszertani osztályozását kapcsolatba hozták a nagy mértékben elszórt fosszilis rekorddal. Darwin leírta a változó- vagy evolúciós öröklődési folyamatot, melynek során az élőlények alkalmazkodnak az őket körülvevő környezet változásaihoz vagy kipusztulnak.
Mikor Charles Darwin megírtaA fajok eredetecímű könyvét, a legrégebbi állatfosszíliák kambrium időszakiak voltak, amelyekről mára kiderült, hogy 540 millió évesek. Darwin aggódott a korábbi fosszíliák hiánya miatt, úgy érezte, emiatt az elméleteit is tévesen ítélhetik meg, de remélte, hogy sikerül még korábbi fosszíliákat találni – őt idézve: „csak a világ egy kis része ismerhető meg pontosan”. Emellett azon elmélkedett, hogyan következhetett be a kambriumi rétegeknél az egyes csoportok (például atörzsek) hirtelen megjelenése.[2]
Darwin kora óta sokkal régebbi, 3,5 milliárd éves fosszíliák is ismertté váltak. Ezek legtöbbje mikroszkopikus baktérium vagymikrofosszília,de a későiproterozoikumidejéről is kerültek már elő makroszkopikus fosszíliák. Az 575 millió évesediacaraibióta már sokféle ősi többsejtűeukariótátfoglalt magába.
A fosszilis rekord és a faunális sorrendiség ismerete alkotta meg abiosztratigráfiatudományát, azaz az üledékes kőzetek kormeghatározását, az általuk tartalmazott fosszíliák alapján. Ageológiaelső 150 évében a biosztratigráfia és a szuperpozíció elve (mely szerint a korábbi rétegek lejjebb helyezkednek el) voltak a kőzetek relatív korának meghatározásához használható egyedüli módszerek. Ageológiai időskáláta kőzetrétegek relatív korának meghatározásával készítették el a korai őslénykutatók éssztratigráfusok.
A huszadik század eleje óta alkalmazzák azabszolút kormeghatározásimódszereket, például aradiometrikus kormeghatározást(melybe beletartozik a kálium-argon kormeghatározás, az urán-ólom kormeghatározás és aradiokarbon kormeghatározás), amelyekkel számos fosszília relatív kora ellenőrizhető, amellett, hogy abszolút koruk is megállapítható. A radiometrikus kormeghatározás alapján a legkorábbi ismert fosszília 3,5 milliárd éves. Napjainkban a körülményektől függően többféle módszert is használnak, amelyek habár némileg eltérő eredményt adnak, nagyjából igazolják azt, hogy a Föld kora körülbelül 4,6 milliárd év.
A kambriumi kétoldalúembrionálismikrofosszíliákszinkrotronröntgentomográfiaitechnikával történő vizsgálata újabb betekintést enged ametazoákevolúciójának korai stádiumába. A tomográfia korábban nem látott módon, három dimenzióban jeleníti meg a fosszilizáció határait. A titokzatos kétoldalú fosszíliák, mint a féregszerűMarkueliaés egy primitív protozómának véltPseudooideslehetővé teszik acsíralemezembrionális fejlődésének megfigyelését. Ezek az 543 millió éves embriók azt sejtetik, hogy azízeltlábúakmár a későiproterozoikumbankifejlődtek. A Kínából ésSzibériábólelőkerült embriók gyorsdiagenetikusfoszfátosodáson mentek keresztül, amely kitűnően megőrizte még a sejtszerkezetüket is. Ez a kutatás figyelemre méltó példája annak, hogyan segítik a fosszilis rekordból kinyerhető információk a földi élet fejlődésének megismerését.
A kutatások során kiderült például, hogy aMarkueliaafarkosférgek(avagy elő-gyűrűsférgek) legközelebbi rokona és közel áll afonálférgekés az ízeltlábúak fejlődési ágához is.[3]
Habár gazdag ismeretanyag áll rendelkezésre a fosszíliákról, vannak, akik olyan tudománytalan nézeteket vallanak, amelyek a fosszilis rekorddal kapcsolatos korábbi elképzeléseken alapulnak.
A fosszíliák ritkasága
szerkesztésA fosszilizáció ritkán fordul elő, mivel az élőlények legtöbb része nem sokkal a halál után bomlásnak indul. Ahhoz, hogy egy szervezet fosszilizálódjon, rövid időn belül le kell fagynia vagy ki kell száradnia, illetve üledékbe,gyantábavagy más, a test külvilágtól való elzárására alkalmas anyagba kell kerülnie (például egy tófenékre). A fosszíliáknak többféle fajtája létezik és a fosszilizációs folyamat többféle módon is végbemehet.
Atafonómiaieljárások és amatematikaivalószínűségszámításeredményeként kijelenthető, hogy a fosszilizáció leginkább a kemény testrészekkel rendelkező, elterjedt és hosszú időn át fennmaradó élőlényeknél fordul elő. Tehát az apró, puhatestű, szűk életterű és rövid életű fajok fosszíliái ritkán kerülnek elő.
A nagyobb méretű fajokmakrofosszíliáikönnyebben felfedezhetők, felszínre hozhatók és megtekinthetők, de a mikroszkopikus maradványok (mikrofosszíliák) nagyobb számban fordulnak elő a fosszilis rekordban.
Némelyik hétköznapi felfedező meglepődik azon, hogy milyen ritkák azátmeneti fosszíliák.Erre Darwin szolgál magyarázattal, aki azt állítja, hogy „a végletekig tökéletlen geológiai rekord”, az átmeneti fajok szűk életterével és rövid létével párosulva valószínűtlenné teszi, hogy ezek a fosszíliák fellelhetők. Ha egy faj esetében teljesülnek azok a feltételek, amelyek mellett a fosszilizáció meglehetősen ritka, akkor nagyon valószínűtlen, hogy akár egyetlen példány is megőrződik. Niles Eldredge és Stephen J. Gould megalkotta apontozott egyensúlyelméletét, amely részben magyarázattal szolgál a fosszilis rekordban tapasztalható pangás és a hirtelen feltűnés okaira. Erről szólRichard Dawkins2009-es könyvének két fejezete is.
Megkövesedés
szerkesztés
A megkövesedés során a betemetődött szervezet üregei (melyek folyadékkal vagy gázzal vannak feltöltve) ásványokban gazdag talajvízzel töltődnek meg, amelyből később az ásványok kiválnak és kitöltik az üregeket. Ez a folyamat nagyon kis helyeken is megtörténhet, akár egy növényi sejt sejtfalában is, így nagyon részletes fosszíliákat eredményezhet. A megkövesedéshez az üledéknek be kell borítania a szervezetet, rövid idővel annak pusztulása ill. lemerülése után. A fosszília részletessége az üledékbe történő alámerülés mértékétől függ. Egyesek csak csont- és fogmaradványokat tartalmaznak; némelyek azonban a bőr, a tollak vagy más lágy részek nyomait is. Ez adiagenezisegyik formája.
Kőbelek és sűrített fosszíliák
szerkesztésA fosszíliák azon fajtáit, melyeknél a fosszilizálódás során a szerves anyagok ásványokra cserélődnek,pszeudomorfózáknaknevezik. Bizonyos esetekben a szervezet maradványai teljesen feloldódnak vagy megsemmisülnek, így mindössze csak egy, az élőlény alakjával megegyező lyuk marad a kőzetben, melyethéjas kőbélnekneveznek. Amennyiben a lyukat a későbbiekben másfajta ásvány tölti ki, akkor a leletetkőbélneknevezik. A kitöltődés bizonyos esetekben annyira aprólékos, hogy a kitöltőanyag és a kőzet között nem maradnak lyukak, így a mikroszerkezeti jellegzetességek is jól láthatók (lásd ammoniteszek).
Asűrített fosszíliáknálaz élőlény (például egypáfrány) szöveteit alkotó molekulák mérete kémiai redukció eredményeként lecsökken. Az ilyen fosszíliák tartalmazzák az eredeti szerves anyagot, de geokémiailag megváltoztatott állapotban.
Tehát a fosszilizálódás többféleképpen is végbemehet a szövetek fajtájától és a körülményektől függően.
Nyomfosszíliák
szerkesztés
A nyomfosszíliák a csapák, a bemélyedések, a lábnyomok, atojásokés a tojáshéjak, a fészkek, azürülékekés egyéb lenyomatok maradványai. A fosszilizálódott ürülék, amelyetkoprolitnakis neveznek, nagy fontossággal bír, mert betekintést ad az állatok étkezési szokásaiba.
Mikrofosszíliák
szerkesztésA mikrofosszília kifejezés olyan fosszilizálódott állatokra és növényekre utal, amelyek kis méreteik miatt észrevehetetlenek az emberi szem számára (általában az 1milliméternélnagyobb tárgyakat már makrofosszíliáknak tekintik). A mikrofosszíliák tartalmazhatják a teljes (vagy majdnem teljes) szervezetet (például alikacsosházúés akokkolitofóratengeriplanktonokesetében), de lehetnek csupán részei (például a fogai vagy aspórái) is egy nagyobb állatnak vagy növénynek. Rendkívül nagy szerepük vanpaleoklímávalkapcsolatos kutatásokban és hasznosak a kőzetek biosztratigráfiai vizsgálatánál is.
Gyantafosszíliák
szerkesztés
A gyantafosszília (hétköznapi nevén:borostyánkő) egy természetespolimer,amely sokféle rétegben előfordul, a világ minden táján (beleértve asarkvidéketis). A legrégebbi leletek atriászkorból származnak, a legtöbbjük pedig aharmadidőszakbólvaló. Bizonyos növényeknél a gyanta kiválása az evolúciós alkalmazkodás eredménye és a rovarok vagy a külső sérülések elleni védekezés céljára szolgál. A gyantafosszília gyakran tartalmaz úgynevezett zárványokat, amelyek az egykor folyékony gyantába ragadtak bele. A zárványok lehetnek baktériumok,gombák,más növények és állatok. Az állatok rendszerint kisebbgerinctelenek,főként ízeltlábúak (például pókok vagy egyéb rovarok), de nagyon ritkán lehetnek apróbbgerincesek,példáulgyíkokis. Az ilyen fosszíliák előkerülhetnek homokkőből vagy iszapkőből, de akár egy tengerparton (például aBalti-tengernél) is megtalálhatók. A zárvány tökéletesen megőrződik, tartalmazhat akárDNS-maradványokat is.
Pszeudofosszíliák
szerkesztésA pszeudofosszíliák olyan kőzetekben fellelhető mintázatok, amelyeket többnyire inkább természetes geológiai, mintsem biológiai folyamat hoz létre. Könnyen összetéveszthetők a valódi fosszíliákkal. Némely pszeudofosszíliák, például adendritek,természetes módon jönnek létre a kőzetekbe beszivárgó ásványok révén. Más pszeudofosszíliák, mint például anefrités azachátmoháravagy páfránylevélre emlékeztetnek. A kivált kerek vagy ovális zárványokat, melyek az üledékes kőzetekben találhatók, gyakran tévesztik össze a megkövült dinoszaurusztojásokkal.
Élő kövületek
szerkesztés
Azélő kövületkifejezést arra a fajra használják, amely nagy mértékben hasonlít egy olyanra, amely korábban fosszíliákból vált ismertté (azaz a fosszília úgymond életre kelt). Ezekre a korábban csak fosszilizált példányokon keresztül ismert fajokra jó példa abojtosúszós maradványhalés apáfrányfenyő,vagy az olyan egyedülálló fajok, amelyeknek nincsenek közeli rokonaik, mint például azatlanti tőrfarkú rák(Limulus polyphemus),amely a fosszilis rekord alapján egyetlen túlélője egy egykor nagy és elterjedt csoportnak.
Nevezetes fosszíliák
szerkesztésA fosszíliák egy része az őslénykutatás tudományán kívül is ismertté válik. Ilyenek például azAfrikábanmegtaláltAustralopithecus afarensislelet,Lucy,azAlpokbanelőkerültÖtzivagy a hazánkban felleltRudiésSamu.Hírestihanyifosszília abalatoni kecskekörömneknevezettCongeria ungula capraenevű kagyló hullámzó víz által lekoptatott maradványa.[4]
Kapcsolódó szócikkek
szerkesztésJegyzetek
szerkesztés- ↑Allwood, Abigail C., Malcolm R. Walter, Balz S. Kamber, Craig P. Marshall and Ian W. Burch (2006). „Stromatolite reef from the Early Archaean era of Australia”.Nature441(7094), 714. o. (Hozzáférés: 2009. május 22.)
- ↑Darwin, Charles. Chapter 10: On the Imperfection of the Geological Record,On the Origin of Species(1859)
- ↑Donoghue, PCJ, Bengtson, S, Dong, X, Gostling NJ, Huldtgren, T, Cunningham, JA, Yin, C, Yue, Z, Peng, F and Stampanoni, M. (2006). „Synchrotron X-ray tomographic microscopy of fossil embryos”.Nature442,680-683. o. (Hozzáférés: 2009. május 22.)
- ↑Kecskeköröm,tihany-info.hu
További információk
szerkesztés
- Kővé vált őslények: a fosszíliák
- Ősmaradványok
- Dr. Kutassy Endre: Ősmaradványok gyűjtése, konzerválása és preparálása
- Gheyselinck R.: A Nyughatatlan Föld, III. fejezet: Megkövesült élet
- Galácz András és Monostori Miklós: Ősállattani praktikum. Budapest, 1992.