A Burgess-pala

Evolúcióbiológia házidolgozat

Varga Zsófia

III évfolyam

SZIE-ÁOTK Zoológus szak

I. Az élet megjelenése és fejlődése

A prekambrium teszi ki a földtörténet közel 85%-t. Ekkor alakult ki a vulkáni gázokból a Föld őslégköre, mely elsősorban szén-dioxidból, ammóniából és vízgőzből állt. Mivel ezt az időszakot a fokozatos hőmérséklet-csökkenés jellemezte, a légkörben lévő vízgőz lecsapódott, mikor a hőmérséklet 100°C alá csökkent. Kialakult az ősóceán. Ezt bizonyítja, hogy a 3,5 milliárd év körüli kőzetek közt sok párnalávát találhatunk, és már 3,8 milliárd éves kőzetekből is sikerült az élet jeleit kimutatni. Az ultraibolya sugárzás hatására bekövetkezett a víz disszociációja, valamint a 3,4-2,7 milliárd éve megjelent fotoszintetizáló kékalgák (sztromalit) révén a légkörben megjelenhetett az oxigén. Kb. 1,5 milliárd éve jelentek meg az első sejtmaggal rendelkező élőlények A prekambrium végére (600-700 millió év) az oxigénszint elérte a Pasteur-szintet
(mai érték 1%-a), ami a légzésre történő áttérés elengedhetetlen feltétele volt. Mivel a légzéssel sokkal több energia nyerhető, így lehetővé vált, hogy a sejtek együtt maradhassanak, azaz kb.1 milliárd éve létrejöttek az első többsejtű szervezetek. A prekambriumban az élet csak a vizekre korlátozódott, ennek oka, hogy az ózonréteg még nem volt elég vastag, hogy megvédje az élőlényeket a káros sugárzástól. A víz azonban szintén megszűri az ultraibolya sugárzást, tehát a tengerekben biztonságban voltak az élőlények. A kambrium végére (500 millió éve) kialakult az ózonréteg, így az élet kiléphetett a szárazföldre is.

II. Kambrium

A kambriumban a kontinensek elhelyezkedése más volt mint ma. Északon helyezkedett el Laurencia, Angara, Fennoszarmácia, melyeket óceánok választottak el. Délen pedig egy egységes kontinenst (Godwana) alkotott Dél-Amerika, India, Afrika, Ausztrália és az Antarktisz . Mivel a kontinentális lemezek legtöbbje az egyenlítői vagy ahhoz közeli helyzetben volt, elegendő fényt és hőt kapott.

A prekambriumi nagy eljegesedést követően a kambrium elején a tengerek szintje gyorsan emelkedett. Ebben az időszakban jellemző a sekélytengeri kőzetek kialakulása, mint például a konglomerátum, homokkő, agyagpala.

A kambrium elején valószínűleg hűvösebb klíma lehetett, mert az egész Földön csak nagyon kevés a mészkőüledék ebből az időszakból. Az alsó-kambrium vége felé megjelent a szivacsszerű zátonyképző szervezetek által létre hozott zátonymészkő. A középső-kambriumban azonban felmelegedés veszi kezdetét, aminek köszönhetően a Föld jelentős részén a kambrium fiatalabb szakaszaiban meleg, trópusi klíma uralkodott. Valamint ebben az időszakban kezdenek hanyatlani a zátonymészkövet előállító szivacsszerű szervezetek is. A felső-kambriumban mérséklődik a felmelegedés, de még mindig a száraz, meleg éghajlat a meghatározó. Ezt az is alátámasztja, hogy először találkozunk evaporitokkal és vörös homokkövekkel is, amelyek képződése száraz-meleg klímára utal

A földtörténet őskorából származó leletek elég csekély számúak és bizonytalanok is, így a prekambrium kevésbé ismert szakasza a földtörténetnek, mint az utána következő kambrium.

Szokás kambriumi robbanásról beszélni, mivel ekkor szinte valamennyi gerinctelen törzs megjelenik, sőt ami még igen fontos, sok gerinctelennél megjelenik a fosszilizációra alkalmas szilárd váz. Az alsó kambriumban a vázas szervezetek közül kisméretű kagylószerűek jelennek meg, de néhány millió év után ki is haltak. Fontos vezérkövület az Archeocyothus, amely a felső kambriumban már ki is halt. Az egysejtűek (Radioláriák) egy része máig él. A mészvázú egysejtűek (Foraminiferák) egyszerűbb formái (még csak egy kamra) a középső kambriumban jelentek meg és az egész paleozoikumban megtalálhatóak. Korallok ugyancsak a középső kambriumtól élnek, és a molluszkák közül az őscsigák szintén itt jelennek meg. A lábasfejűek a kambrium végén jelennek meg és a közülük legismertebb Nautiluszok máig megtalálhatóak. A középső kambriumban jelennek meg a tüskésbőrűek, tengeri uborkák ( Holothuroidea félék ), valamint a Graptolitok, melyek jelentőségét mutatja, hogy a későbbi ordoviciumban graptolitok alapján határozták meg a pacifikus és az európai faunaprovinciát. A csalánozók (medúzafélék) szintén itt lépnek fel. A gerincesek közül a legprimitívebb halak (Agnatha ) is a paleozoikum első korában jelennek meg. A kambrium legfontosabb állatai az ízeltlábúak (a kagylósrákok és levéllábú rákok) közül is a Trilobiták a legelterjedtebbek. Valamennyien az alsó kambrium végén jelennek meg és sok közülük még a kambriumban kihalt.

Az állatvilág változatosságának ez robbanásszerű kialakulása egyedülálló a földtörténeti korok között.

III. Burgess-pala

Bár világszerte feltárták a kambrium nyomait, mégis a leginkább Észak-Európa és Észak-Amerika kambriumi élővilágát ismerjük. Az egyik legfontosabb kambriumi leletek Észak-Amerikában a Sziklás-hegységben található Burgess-palaból kerültek elő. A kövületeket először Charles Walcott találta meg 1909-ben, sokáig azonban nem számítottak túl érdekes leleteknek. A nyolcvanas évek végén azonban a figyelem középpontjába kerültek. Azt, hogy a terület milyen gazdag állatok megkövesült maradványaiban, jól jelzi, hogy Walcott egymaga közel 35,000 kövületet gyűjtött be. A terület még abból a szempontból is figyelemfelkeltő, hogy a leletek olyan épségben kerültek elő, ami sokkal fiatalabb kövületekre sem jellemző.

Ebből az időszakból már nem csak izolált állati és növényi fosssziliái maradtak fenn, hanem komplett közösségek, faunák maradványait találták meg.

A megtalált kövületek alapján, igen gazdag világ tárult a kutatók elé. Egyszerre lehet felfedezni a ma is ismert taxonok képviselőit, illetve teljesen ismeretlen állatok is előkerültek a leletekből. Találhatunk szivacsokat, korallokat, de természetesen a legnagyobb számban, mint a paleozoikumban általában a Trilobiták találhatóak meg. Azonban a Trilobitákra is igaz, hogy a Burgess palában talált alakok eléggé eltérnek a későbbi időszakokból származó formáktól.

A Trilobiták a kambrium eleji sekélytengeri üledékekből mutathatóak ki először. Virágkorukat a felső-kambriumban élték, a szilurban jelentősen lecsökken a számuk, majd a perm végére kihalnak. Hátpáncéljuk kitin és mésztartalmú, így könnyen fosszilizálódik. Mind hosszanti, mind keresztirányban három részre tagolódik. A fejük kidudorodó, középső része a glabella, amin még megfigyelhető az eredeti szelvényezettség. Korai képviselőik szelvényezettek voltak, majd a későbbi időkben a szelvények száma megsokszorozódott. Fontos, hogy a Trilobitáknak csak egy pár csápjuk van, tehát bár nevük megtévesztő mégsem rákok. Átlagosan két-három centiméter hosszúak voltak, de előfordult, hogy akár 50 centisre is megnőttek. Jellemző rájuk, hogy a fenéklakók voltak vagy lebegő életmódot folytattak. A Trilobiták egy része iszapban lakó életmódhoz alkalmazkodott és szem nélküli formákká alakultak. Általában éjjeli életmódúak, vagy mélytengeri élőhelyeken éltek. Jellemző rájuk, hogy életük során nagyon sokszor, akár harmincszor is vedlettek. Egyes kutatók szerint az élővilágban a Trilobiták lehettek az első csoport, ahol kialakult az első szem.

Az egysejtűek közül is vannak olyanok, melyek már ekkor is megtalálhatóak. Például Foraminiferákat is találtak, fontos, hogy ezek mind Perforáták. Rajtuk kívül pedig még a sugaras véglények maradványai is előkerültek.

A szivacsok közül igen kevés lelet került elő, de ilyen például az Eiffelia. Azonban a szivacsokra jellemző, hogy leginkább csak a tűk maradtak fenn. Archaeocyathus képviseli a korallokat, bár még mindig vita tárgya, hogy pontosan melyik rendszertani egységhez sorolható be. Ami még érdekes, hogy sok medúza maradványát is megtalálták. Ezek a kocsonyás testű állatok úgy maradhattak, meg, hogy a víz kivetette testüket a partra, ekkor az iszap kitölthette a körvonalaikat és kőbél formájában megmaradtak. A tüskésbőrűek közül szinte minden osztály képviselője megtalálható a Burgess palában. A tengeri uborkák jelen vannak: Eocrinoideák, Thecoideák, a Cystoideák és Carpoideák, valamint a tengeri csillagok közül a Palaeaster, a tengeri lilomok egyik képviselője Echmaticrinus.

A férgek lágy részei általában nem maradnak fenn, így csak úgy lehet a nyomukra bukkani, ha a földbe ásott jártaikat találják meg. A Burgess-pala leleteiből ismerünk sörtés férgeket Gephyreákat és Chaetognathákat, illetve Errantiák és Tubicolák járatait is megtalálták. Az egyik legérdekesebb lelet, amit Conway-Morris rekonstruált először, a Halucigenia sparsa volt. A kutatóknak igen sok fejtörést okozott, se azt nem tudták sokáig megállapítani, hogy melyik az állat feje és vége, és azt sem, hogy melyik a hasi illetve háti oldala, így sokáig a hátára fordítva ábrázolták. Ha megnézzük az állatot, akkor megérthetjük, hogy miért volt nehéz jól rekonstruálni. Hosszú testén mind a hasi, mind a háti oldalon hét pár nem szegmentált tüske található. Háti tüskéit valószínűleg védekezésre használta, de a mai napig nem tisztázott, hogy a hasi tüskéket mire használta és szájnyílás hiányában hogyan táplálkozott. Sokáig egyik törzsbe sem sorolták be, ma viszont a Lobopodák közé teszik.

A kagylók közül a Ctenodonta genus fordul elő a leletek között, de a csigák közül is inkább a primitívebb formák találhatóak meg, a kambrium elején jelennek meg például a szárnyas csigák. A puhatestűek közül az Odontogriphus omalus jelentősebb lelet. Ez az élőlény már rendelkezik a puhatestűekre jellemző tulajdonságokkal. Hát-hasi irányban lapított teste van, a lábán kopoltyúszerű struktúra figyelhető meg, és természetesen a radula is kialakult már nála is. Bár ma talán kevésbé fontos taxon, az ókor és a középkorban is nagy jelentőségű csoport volt a tengerekben élő lábasfejűeké. Az ő előfutáruk a Burgess palából előkerült apró termetű Volborthella. Bilaterális szimmetria valamint kúpalakú agglutinált váz jellemezte.

Az ízeltlábúakhoz sorolható Marrella splendens, ami a Trilobitákon kívül a leggyakrabban megtalálható kövület a Burgess palában. Puha testű állat, még nem rendelkezik páncéllal, kb. 2,5 cm lehetett. Teste szegmentekre oszlik, 24 lába volt és kopoltyúval lélegzett. Belőle származtathatóak a kettős elágazású lábú ízeltlábúak. Egy érdekes leletet talált Dr. Desmond Collins, a kanadai Royal Ontario Múzeum munkatársa, Marrella splendens vedlés közben temetődött el és így az ecdysis folyamata kövült meg.

A Crustacea csoportba tartozik a Canadapsis, melyből több mint 4000 példányt gyűjtöttek be a Burgess palából. Teste kitinszerű pajzzsal fedett volt, ez alól egy szegmentált farok rész lógott ki. Járólábaihoz kopoltyúlemez-szerűségek kapcsolódtak, amivel lélegzett, bár egyes kutatók szerint úszásra is használta őket.

Egyértelműen már a Chordátákhoz tartozik a Pikaia gracilis. Belső váza még nem volt, azonban a háti oldalon megfigyelhető a notochord. Kb. 50 mm hosszú teste szegmentált izomzattal rendelkezett és a tengerfenékhez közel, úszó életmódot folytatott. Először Charles Walcott írta le 1911-ben és kb. 60 példányt találtak belőle.

A törzsekbe be nem sorolható kövületek közé tartozik a Opabinia regalis. Igen különös kinézettel rendelkezett. Öt szeme volt, valamint egy hosszú mozgékony proboscisa, aminek végén tüskék figyelhetőek meg. Szelvényezetlen a teste, oldalán látható lebenyek segítségével a tengerfenéken úszó életmódot folytatott. Feltehetően férgekkel táplálkozott.

Szintén nem sorolható be egyik ma élő csoportba sem az Anomalocaris. Akár 60cm-esre is megnövő ragadozó, melynek harapás nyomai több Trilobitán is megtalálhatóak Szájszerve igen különleges felépítésű. 32 darab éles lapocskából állt és a fényképezőgép lencséjéhez hasonló módon záródott össze. Az orrán lévő csápok segítségével tolta a zsákmányt szájához, azonban ezek a csápok elég könnyen letörtek és külön kövületként maradtak meg, emiatt sokáig külön élőlénynek hitték az Anomalocaris csápjait.

E rengeteg és messze nem teljes felsorolás mutatja, hogy a ma élő kb. 34 állattörzsből a legtöbb már a kambriumban megjelent. Ez a gazdag formavilág egyértelműen igazolja, hogy a Burgess-pala által megismert időszak a Bauplanok kikísérletezésének kora.

Képek:

1. Ábra: Canadapsis

2. Ábra: Hallucigenia

3. Ábra: Marrella

4. Ábra: Opabinia

Források:

Kordos László: Paleozoológia

Dr.Lambrecht Kálmán: Az ősvilági élet