https://frosthead.com

Τα εξελικτικά μυστικά μέσα στο Pit Messel

Στη μέση ενός δάσους περίπου 20 λεπτά από την πόλη του Ντάρμσταντ στην κεντρική Γερμανία βρίσκεται μια αποξένωση λωρίδας πλάτους μισού μιλίου. Οι σημερινοί θάμνοι σήμερα καλύπτουν τον πυθμένα, όπου τα μονοπάτια των βρωμιών διασχίζουν τις λίμνες των βρόχινων υδάτων γεμάτες με φωτεινά-πράσινα φύκια. Μια κοιλάδα Messel Pit δεν φαίνεται να αξίζει να διατηρηθεί, δεν έχει σημασία αν επισκέπτεται, αλλά από το 1995 είναι ένας χώρος παγκόσμιας κληρονομιάς της UNESCO, χάρη σε μια σειρά ατυχών εκδηλώσεων πριν από περίπου 48 εκατομμύρια χρόνια.

Ο κόσμος ήταν πολύ διαφορετικός τόπος τότε, κατά τη διάρκεια της περιόδου που ήταν γνωστή στους επιστήμονες ως Eocene. Τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα ήταν υψηλότερα από σήμερα (τουλάχιστον, προς το παρόν), προκαλώντας φαινόμενα θερμοκηπίου από τις υψηλές θερμοκρασίες. Στην Αρκτική, γιγαντιαίοι κροκοδείλοι κολύμπησαν σε ζεστά νερά ανάμεσα στις φτέρες. Ένα τροπικό δάσος κάλυψε την Ανταρκτική. Τα σχήματα των ηπείρων θα ήταν κυρίως αναγνωρίσιμα, αν και η Ινδία ήταν ακόμα σε πορεία σύγκρουσης με την Ασία που θα αποτελούσε τα Ιμαλάια. Τα επίπεδα της θάλασσας ήταν περίπου 150 πόδια υψηλότερα από σήμερα, οπότε η Ευρώπη δεν ήταν σε μεγάλο βαθμό συνεχής ξηρά αλλά ένα τεράστιο αρχιπέλαγος.

Το σημείο που καταλαμβάνει τώρα το νέο, εμφανώς κομψό, σκυρόδεμα και το γυάλινο κέντρο επισκέψεων Messel Pit - το οποίο περιλαμβάνει ένα ταξίδι πίσω στο χρόνο μέσω μιας εικονικής γεώτρησης - ήταν, στο Eocene, κοντά σε μια βαθιά λίμνη που στην κορυφή της ήταν περίπου δύο μίλια . Η λίμνη έγινε μια καταστροφή για αμέτρητα ζώα και η γεωχημεία σε συνεννόηση με εκατομμύρια χρόνια συσσώρευσης φυτών και ορυκτών ιζημάτων θα διατηρούσε σε εκπληκτικό βαθμό τα χαρακτηριστικά των βυθισμένων σφαγίων.

Η φθορά του ζωικού και φυτικού υλικού που θάβεται και συμπιέζεται με τεράστια πίεση για εκατομμύρια χρόνια αποδόσεις, κάθε παιδί του σχολείου γνωρίζει, ορυκτά καύσιμα, στην προκειμένη περίπτωση κυρίως στρώματα πετρελαίου σχιστόλιθου μαλακής γκρίζας πέτρας εμποτισμένης με πετρέλαιο. Αυτές οι καταθέσεις προσελκύουν τους ανθρακωρύχους από τα τέλη της δεκαετίας του 1800 έως τη δεκαετία του '70, όταν το ανοικτό ορυχείο έκλεισε και ξεχάστηκε από όλους, εκτός από μια μικρή ομάδα ανθρώπων που κατήγγειλε να μην εξαγάγουν τα καύσιμα αλλά τα απολιθώματα.

Περίπου 48 εκατομμύρια χρόνια πριν, το Pit Messel ήταν ο τόπος μιας βαθιάς λίμνης - περίπου δύο μίλια κατά μήκος της κορυφής του - όπου χιλιάδες ζώα έχασαν τη ζωή τους. Με την πάροδο του χρόνου, στρώματα πηλού και νεκρά φύκια διατηρούσαν τα δείγματα όπως τα λουλούδια που πιέζονταν ανάμεσα στις σελίδες ενός βιβλίου. (Berthold Steinhilber) Πρόκειται για χελώνες που πιθανότατα δηλητηριάστηκαν ενώ συνυπάρχουν. (Jonathan Blair / Corbis) Ένα σκαθάρι ελάφι δείχνει τα χρώματα του. (Berthold Steinhilber) Ένας ερευνητής εξετάζει το απολίθωμα ενός πρωταρχικού αλόγου ( Eurohippus ) που ήταν περίπου το μέγεθος ενός σύγχρονου τεριέ. (Berthold Steinhilber) Ένας ερευνητής που εργάζεται σε ένα απολίθωμα του Titanomyrma giganteum, ένα μυρμήγκι που μεγάλωσε τόσο μεγάλο όσο ένα κολίβριο. (Berthold Steinhilber) Το απολίθωμα μιας κατσαρίδας ( Blattodea ), μήκους περίπου δύο ιντσών. (Berthold Steinhilber) Το απολίθωμα ενός προϊστορικού κροκοδείλου. Ένα παρόμοιο δείγμα ανακαλύφθηκε από τους ανθρακωρύχους το 1875. (Berthold Steinhilber)

Λόγο εκπληκτικών ευρημάτων εξαπλώθηκε γρήγορα. Εκτός από έναν ίσως κατανοητό αγώνα δυσκολίας των πολιτών, όταν η τοπική κυβέρνηση θεώρησε ότι η γιγαντιαία τρύπα στο έδαφος μετατράπηκε σε χωματερή - μια πρόταση που οι παλαιοντολόγοι και άλλοι αντιτίθενται για 20 χρόνια, που επικρατούσαν το 1992 - το μεγαλύτερο απολιθωμένο βουνό του είδους του. "Ο καθένας στην παλαιοντολογία των σπονδυλωτών γνωρίζει τον Messel", λέει ο πανεδοντολόγος του Πανεπιστημίου Johns Hopkins Ken Rose. "Δεν υπάρχει πραγματικά καμία θέση στον κόσμο που να συγκρίνει. Πολλά από αυτά που γνωρίζουμε από εκείνη τη χρονική περίοδο είναι από εκεί. "

Το Eocene, από 56 εκατομμύρια έως 34 εκατομμύρια χρόνια πριν, ήταν ένα κρίσιμο σημείο καμπής στην ιστορία της ζωής στη Γη, μια εποχή στην οποία εμείς οι ίδιοι χρωστάμε ένα σημαντικό χρέος, γιατί τα θηλαστικά ήρθαν στην δική τους και εξελίχθηκαν για να καταλάβουν την οικολογική κόγχες που εκκενώθηκαν από την εξαφάνιση των δεινοσαύρων. Στο Messel Pit, διατηρούνται άθικτα σκελετοί θηλαστικών, συχνά με τα περιγράμματα της γούνας και της σάρκας που εξακολουθούν να είναι ορατά στον περιβάλλοντα βράχο. Τα πρωτόγονα ιπποειδή, τα άλογα του μεγέθους των τεριέχων αλεπούδων, ένα μπροστινό, οκτώ είδη νυχτερίδων και ένα πρωτεύον που μοιάζει με λεμόνι που θα μπορούσε να είναι ένα πρώιμο κλαδί στο οικογενειακό δέντρο της ανθρωπότητας - αυτά και πολλά άλλα απολιθώματα παρέχουν αναφορές των απομακρυσμένων προγόνων ειδών που γνωρίζουμε σήμερα.

Παρόλο που οι παλαιοντολόγοι συχνά κλέβουν την προοπτική των επισκεπτών να τρώνε γύρω από τις ανασκαφές τους, ο Messel Pit, που διευθύνεται από το ερευνητικό ίδρυμα Senckenberg στη Φρανκφούρτη, είναι ανοιχτός στο κοινό για ξεναγήσεις. Μια μέρα πτώσης παρακολουθώ τη γεωλόγο Marie-Luise Frey από το κέντρο επισκέψεων ύψους 6, 5 εκατομμυρίων δολαρίων, που άνοιξε το 2010, στο κάτω μέρος του λάκκου. Με οδηγεί από το πλακόστρωτο μονοπάτι πάνω στην απαλή πλαγιά μιας πρόσφατης κλειστής ανασκαφής. Νιφάδες αποξηραμένης λάσπης σχιστόλιθου κάτω από τις μπότες μου. Μια αιχμηρή γωνία αποκαλύπτει πού οι παλαιοντολόγοι περικόπτουν τα στρώματα σχιστόλιθου με ένα αλυσοπρίονο, αφαιρώντας μεγάλα τεμάχια, πριν προσεγγίσουν προσεκτικά τα χωριστά για να αναζητήσουν κρυμμένα απολιθώματα.

Οι άκρες της ανασκαφής μοιάζουν με τις σελίδες ενός καμένου βιβλίου. Ακόμα και σήμερα, ο σχιστόλιθος είναι κυρίως νερό. Καθώς στεγνώνει, ο Frey εξηγεί στη γερμανική γλώσσα, ο σχιστόλιθος μετατρέπεται σε νιφάδες, όπως η ζύμη του φυλλώματος και τελικά καταρρέει στη σκόνη. Προσπαθώ να φανταστώ τον τόπο όπως ήταν πριν, αλλά ο αέρας που πέφτει κάτω από το χαμόγελο, τα στρογγυλά φύλλα, η βουτιά μηχανημάτων σε ένα κοντινό φυτό χαλίκι δεν με βοηθούν να βρεθώ σε μια ζούγκλα πριν από 48 εκατομμύρια χρόνια.

Παρατηρώ κάποιες ύποπτες στρογγυλές βότσαλα και επιλέγω ένα. Πρόκειται για το μέγεθος μιας πραλίνας. " Das ist ein Koprolith ", λέει ο Frey έντονα - ένας "coprolite", παλαιοντολόγος - μιλάει για ένα κομμάτι απολιθωμένου κατωφλίου. Αυτό πιθανότατα προήλθε από ένα πολύ μεγάλο ψάρι, λέει: "Μπορείτε ακόμα να πείτε τι έφαγαν εξετάζοντάς τους." Παρακολουθώ τον Frey μακρύτερα στο λάκκο, πρόθυμος να καταλάβω πώς έγινε αυτός ο τόπος.

Σε κάποιο σημείο περίπου 50 εκατομμύρια χρόνια πριν, υπόγεια ύδατα ήρθαν σε επαφή με μια φλέβα τετηγμένου βράχου. Ο ατμός υψηλής πίεσης ξέσπασε, σχηματίζοντας έναν κρατήρα με απότομες πλευρές. Καθώς το νερό έπεσε, δημιούργησε μια λίμνη με σχήμα περισσότερο σαν ποτήρι από ότι ένα μπολ σούπας. Κάθε ζώο που πέφτει βυθίστηκε γρήγορα στον πυθμένα.

Ακόμα, αυτό μόνο δεν εξηγεί γιατί τόσα πολλά χερσαία θηλαστικά - για να μην αναφέρουμε πουλιά, νυχτερίδες και έντομα - έχασαν τη ζωή τους εδώ. Μία θεωρία είναι ότι το διοξείδιο του άνθρακα διοχετευόταν περιοδικά από βαθιά κάτω από τον πυθμένα της λίμνης, καταπονώντας τα ζώα κοντά στην ακτή. Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι μερικές από τις καλοκαιρινές ανθοφόρες φυλές ήταν τοξικές, δηλητηρίαζαν ζώα που είχαν επιλέξει τον λάθος χρόνο και τόπο για να καθηλώσουν τη δίψα τους. Ή ίσως μικρότερα ζώα έχασαν τη ζωή τους και πλύθηκαν με μικρές πλημμύρες ή ρέματα.

Η λίμνη ήταν τόσο βαθιά που το οξυγόνο δεν κυκλοφόρησε κοντά στον πυθμένα, που σημαίνει ότι δεν υπήρχαν τροφοδοτικά κάτω για να καταναλώνουν τα νεκρά και πεθαμένα ζώα. Χρόνο με το χρόνο, οι άλγες που κατέρρευσαν την επιφάνεια της λίμνης άνθισαν και πέθαναν, και έτσι τα στρώματα λεπτού πηλού και νεκρών μικροοργανισμών έπεφταν στον πυθμένα. Κάθε στρώμα ήταν τόσο παχιά όσο ένα σκέλος τρίχας. Χρειάστηκαν 250 χρόνια για να δημιουργηθεί μια ίντσα λάσπης. Πάνω από εκατομμύρια και εκατομμύρια χρόνια, τα φυτά και τα ζώα διατηρήθηκαν όπως τα λουλούδια που πιέστηκαν ανάμεσα στις σελίδες ενός βιβλίου και τα άλγη και άλλα οργανικά υλικά μετατράπηκαν σε σχιστόλιθο.

Μεταξύ των χιλιάδων απολιθωμάτων που ανακάλυψαν παλαιοντολόγοι στο Messel Pit είναι δείγματα που αντιπροσωπεύουν σχεδόν 45 διαφορετικά είδη θηλαστικών. Αυτά τα ευρήματα είναι κρίσιμα για την κατανόηση του πώς εξελίχθηκαν τα θερμόαιμα πλάσματα. Τα θηλαστικά και οι δεινόσαυροι εμφανίστηκαν σχεδόν την ίδια στιγμή περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια πριν. Αλλά οι δεινόσαυροι ήταν τόσο κατάλληλοι για το περιβάλλον που ξεπερνούσαν κάθε ανταγωνισμό. Τα θηλαστικά ζούσαν στα περιθώρια, ως επί το πλείστον μικροσκοπικά πλάσματα που ζούσαν ζωντανά τρώγοντας έντομα κάτω από το κάλυμμα του σκότους. «Προσπάθησαν απλώς να σταματήσουν», λέει ο Thomas Lehmann, παλαιοντολόγος του Senckenberg Research Institute. Και έτσι πήγε για σχεδόν 150 εκατομμύρια χρόνια.

Στη συνέχεια, σε μια στιγμή, όλα άλλαξαν, προφανώς όταν ένας αστεροειδής ή ένας κομήτης χτύπησε τη Γη πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια και άλλαξε δραματικά το κλίμα, τελικά σκουπίζοντας τα γιγαντιαία ερπετά. Η ποικιλομορφία των ειδών που απαντώνται στα απολιθώματα του Pit Messel αποκαλύπτει ότι τα θηλαστικά έσπευσαν να γεμίσουν κάθε άδειο οικολογικό γωνάκι και κρημνή που θα μπορούσαν να βρουν. "Προσπάθησαν πραγματικά όλα - πετούν, άλματα, τρέξιμο, δένδρα, τρώγοντας μυρμήγκια" λέει ο Lehmann. "Από την άποψη της εξέλιξης, ο Messel είναι ένα φανταστικό εργαστήριο για να δούμε τι θα μπορούσε να μας δώσει η ζωή."

Μπορεί να έχει, αλλά σε πολλές περιπτώσεις δεν το έκανε. Τα πιο συναρπαστικά δείγματα του Messel μπορεί να είναι εκείνα τα είδη που δεν έχουν ζωντανούς συγγενείς, παρόλο που φαίνονται σπάνια εξοικειωμένοι. Στο κέντρο επισκεπτών, τα παιδιά περνούν γύρω για να παρακολουθήσουν ως συντηρητής οπλισμένοι με οδοντόβουρτσες, οδοντοστοιχίες και νυστέρια καθαρίζει στρώματα από σχιστόλιθο μακριά από απολιθώματα που βρέθηκαν μόλις λίγες εβδομάδες νωρίτερα. Για μένα, ο σκελετός του Ailuravus macrurus μοιάζει με εκείνο ενός γιγαντιαίου σκίουρου. Είναι μήκους τριών μέτρων, συμπεριλαμβανομένης της θαμνώδους ουράς. Κοντά στις πλευρές ένας μαύρος κηλίδα εντοπίζει το απολιθωμένο πεπτικό σύστημα του δημιουργού. Παρά την ουρά του, ο Ailuravus δεν είναι πρόγονος σκίουρος. Είναι ένα εξελικτικό αδιέξοδο. Ο Ailuravus και όλοι οι συγγενείς του έχασαν τη ζωή τους πριν από περισσότερα από 37 εκατομμύρια χρόνια. Γιατί; Ίσως έπεσαν θύματα των αλλαγών του κλίματος ή ενός ανταγωνιστή καλύτερα προσαρμοσμένου ή εξαφανίζοντας πηγές τροφίμων ή απλή κακή τύχη.

Η ομοιότητα του Ailuravus με έναν σύγχρονο σκίουρο είναι ένα παράδειγμα εξελικτικής σύγκλισης. Δεδομένου ότι υπάρχει αρκετός χρόνος, οι προσαρμογές μπορεί να οδηγήσουν σε σχεδόν ταυτόσημες λύσεις - πονηρές ουρές, ας πούμε, ή δυνατά κουνουπιούρα πίσω πόδια - που εμφανίζονται σε διαφορετικά είδη. "Είναι σαν να χρησιμοποιείτε τον ίδιο Legos για να χτίσετε διαφορετικές μορφές" λέει ο Lehmann.

Και υπάρχουν λαξευμένες μορφές στο Pit Messel. Τα εξαιρετικά διατηρημένα απολιθώματα παρείχαν στους παλαιοντολόγους πρωτοφανή στοιχεία για τις προσαρμοστικές στρατηγικές - μερικές επιτυχείς, άλλες όχι υιοθετημένες από τα θηλαστικά για τη διατροφή, την κίνηση και ακόμη και την αναπαραγωγή. Για παράδειγμα, τα περιεχόμενα των μικροσκοπικών απολιθωμένων φύλλων του προϊστορικού αλόγου και των σπόρων σταφυλιών - δείχνουν ότι το ζώο δεν ήταν βοσκός αλλά browser, τρώγοντας αυτό που βρήκε στο δάσος. Οι παλαιοντολόγοι βρήκαν επίσης οκτώ απολιθωμένα δείγματα έγκυων φοράδων, καθένα από τα οποία φέρει ένα μόνο πουλάρι. Αυτή η ανακάλυψη υποδηλώνει ότι τα πρώιμα άλογα είχαν ήδη υιοθετήσει συμπεριφορά αγέλης, καθώς η κοινή φροντίδα θα ήταν ο καλύτερος τρόπος για να εξασφαλιστεί η επιβίωση μικρών αριθμών απόγονοι.

Τέτοια ευρήματα καθιστούν τον τόπο λιγότερο σαν νεκροταφείο παρά μια κάψουλα χρόνου που περιλαμβάνει ένα οικοσύστημα ηλικίας 48 εκατομμυρίων ετών. "Δεν είναι μόνο παλαιοντολογία, είναι βιολογία", λέει ο Jens Lorenz Franzen, ένας συνταξιούχος παλαιοντολόγος που εργάστηκε στο ερευνητικό ίδρυμα Senckenberg και βοήθησε να ανασκάψει μερικά από τα πιο αξιόλογα ευρήματα του Messel. «Μπορούμε να αναδημιουργήσουμε τον ζωντανό κόσμο εκείνης της εποχής».

Τα εξελικτικά μυστικά μέσα στο Pit Messel