Újabb kövületek mesélnek a delfinszerű őshüllők testfelépítéséről

2022.04.15.Fitos Attila

National Geographic Magyarország

A hüllők koraként ismert földtörténeti középidő során a szárazföldi, négylábú ősökkel rendelkező halgyíkok hasonló utat jártak be, mint több tízmillió évvel utánuk a delfinek és egyéb cetfélék. Az ichthyoszauruszokkal kapcsolatos ismereteink most két, különlegesen jó állapotban konzerválódott kövület tanulmányozásával bővülhettek tovább.

A bajorországi Solnhofen és környéke messze földön híres litográf palájáról, amelyet régebben kőnyomatok készítésére és tetőfedésre használtak, manapság pedig leginkább burkoló- és díszítőanyagként népszerű az építőiparban. A vékony lapokban hasadó, világos-sárgás mészkő enyhén érdes felületén gyakran kivételes épségű fosszíliák lenyomatai láthatók. A díszítőkő szállítmányok raklapjain a megrendelők jó eséllyel pillanthatnak meg egy-egy puhatestű vagy tengeri liliom vázát, a szerencsésebbek esetleg valamilyen kisebb gerinceskövületet. Ezeket az apróságokat is beleszámítva az elmúlt kétszáz év során elképesztő változatosságú ősi fauna tárult fel a késő-jura képződményből: rovarok, ráják, gyíkok, tőrfarkú rákok, teknősök, dinoszauruszok, pteroszauruszok és még seregnyi állat tökéletes állapotú kövülete domborodik a köz- és magángyűjtemények által nagy becsben őrzött réteglapokon. A maradványok sokszor olyan szép megtartásúak, hogy a szilárd vázelemeken kívül az állatok lágy szöveteinek leheletnyi finomságú lenyomata is kivehető. Az egykori életközösség legismertebb eleme minden bizonnyal a világon elsőként felfedezett madárszerű dinoszaurusz, az Archaeopteryx, amelynek fosszilis példányai az élővilág fejlődéstörténetének igazi ereklyéi.

A solnhofeni fosszíliák páratlan megőrződésnek oka, amely a régiót a legjelentősebb őslénytani lelőhelyek közé emeli, a kőzet egyedi képződési környezetében keresendő. A litográf pala keletkezésekor, 150 millió évvel ezelőtt, a dimbes-dombos bajor táj természetesen még sehol sem volt. Solnhofen területe ekkoriban a két egymástól távolodó szuperkontinens, Laurázsia és Gondwana között elterülő Tethys-óceán szigetekkel tarkított északnyugati peremén helyezkedett el. Az üledék, amelyből a pala létrejött, egy sekély, trópusi lagúnában, áramlatoktól elzárt, magas sókoncentrációjú vízben rakódott le, a lagúna vizének alsó régiója pedig oxigénben meglehetősen szegény volt. A mostoha körülmények közepette bizonyos sótűrő mészalgákon kívül semmilyen élőlény nem volt képes itt megélni. Azok a tetemek azonban, amelyek valamilyen oknál fogva mégis ideúsztak, sodródtak, vagy pottyantak, az utókor kíváncsi kutatóinak hatalmas szerencséjére, a fennmaradáshoz ideális környezetbe kerültek. Viharosabb időben a finom mésziszap hamar betemette őket, az enyészet pedig, amely máskor baktériumok, gombák és egyéb dögfaló szervezetek képében támad, a túlzottan sós és oxigénszegény környezet hatására jóval lassabban következett be. Ezt a hosszan tartó folyamatot sok esetben megakasztotta a szövetek átkristályosodása, így változó mértékben ugyan, de az átlagosnál jóval nagyobb eséllyel maradtak fenn az állatok szilárd váza körül a lágy test lenyomatai.

Egy nemrégiben, az amerikai PeerJ tudományos folyóiratban megjelent cikk kifejezetten ritkának számító solnhofeni kövületek, ichthyoszauruszok lágy szöveteinek elemzéséről számol be. Annak ellenére, hogy a tengeri hüllők eme nagy csoportjának képviselői kifejezetten gyakorinak számítottak a jura időszak sós vizeiben, a litográf pala lelőhelyei nem bővelkednek halgyík maradványokban. Ennek oka, hogy ezek az állatok – a mai delfinekhez hasonlóan – nyílt vízi ragadozók voltak, így tetemeik ritkábban sodródhattak a rendkívül sekély vizű lagúnákba.

A szóban forgó új tanulmányt jegyző norvég és német kutatók két ichthyoszaurusz fosszília vizsgálati eredményeit közölték. Az egyik egy közel száz éve felfedezett, mindössze egyetlen farokúszóból álló töredék volt, a másik pedig egy 2009-ben feltárt, bő másfél méter hosszú, közel teljes épségben fennmaradt példány. Ez utóbbit a csonttani elemzés alapján a hatalmas szemükről közismert Ophthalmosauridae-k családjába, azon belül is a litográf pala eddig egyetlen genusaként árválkodó Aegirosaurusok közé sorolták. A részleges példányon nem találtak olyan bélyegeket, amely alapján be tudták volna azonosítani a farokúszó egykori tulajdonosának pontos rendszertani hovatartozását.

Egy dolog azonban közös volt a két ősmaradványban: mindkettőnél gyönyörűen megfigyelhető volt a lágytest körvonala. A kutatócsoport ezért a szövetek, legkorszerűbb technológiát is felvonultató elemzésére, valamint a kivételes megőrződés okainak feltárására helyezte a hangsúlyt. A két maradvány több pontjáról is kisebb mintákat vettek, majd azok kristályszerkezetét röntgenfénytöréses technikával és szkennelő elektronmikroszkóppal tanulmányozták. A kutatás során sikerült kimutatni, hogy a lágytest fosszíliája apatitos bekérgeződés formájában maradhatott fenn.
Az apatit a foszfát-ásványok egy csoportja, amelynek fő alkotóelemei közé tartozik a kalcium és a foszfor. Azt feltételezték, hogy az elemek közül a fluorapatit kalciumtartalma a körbezáró üledékből eredeztethető, a foszfor ellenben nem kívülről szivárgott be, hanem az elhullott élőlény lágytestének tömegéből. A szerencsés megőrződés mögött tehát a gyors betemetődésen, valamint a magas sótartalmú és oxigénszegény környezeten kívül az áll, hogy a bezáró üledékből és a testből éppen a megfelelő vegyületek oldódtak ki, a megfelelő arányban. A cikk szerzői egy kalkulációt is mellékeltek munkájukhoz, amely elmondásuk szerint azt bizonyítja, hogy a kövületben mért foszfor mennyisége összhangban van egy ma élő, hasonló méretű cetféle testének foszfortartalmával.

Annak ellenére, hogy ez volt az első elemzés, amely az Ophthalmosauridae család lágy szöveti maradványait korszerű eszközökkel vizsgálta, 2018-ban a svéd földtudós, Johan Lindgren kollégáival a halgyíkok egy másik csoportján már elvégzett egy nagyon hasonló kutatást. Ők a másik híres német őslénytani lelőhely, a szintén csodás épségű leleteket felvonultató holzmadeni kora-jura posidoniás pala, Stenopterygius nembe tartozó ichthyoszauruszait vették górcső alá. A népes szerzőgárda úttörő munkájának legjelentősebb fejleményét akkor az a felfedezés jelentette, miszerint a Stenopterygius a mai cetfélékéhez hasonló, bőr alatti hőszigetelő zsírréteggel rendelkezett. Mivel addig még soha senki nem talált ilyesmire utaló nyomot egyetlen fosszíliában sem, a kutatóknak akkoriban kísérleti úton kellett meggyőződniük arról, hogy amit látnak, az valóban ilyen típusú zsírszövet lehet-e. Ezt úgy oldották meg, hogy mai delfinek hasonló, bőrt és zsírréteget egyaránt tartalmazó szövetmintáit kiszárították, és így azokon egyfajta mesterséges fosszilis állapotot hoztak létre. Ezután az eredményt összevetették a valódi fosszilis mintákkal, és sejtésük igaznak bizonyult: az ichthyoszauruszok vizsgált csoportjának épp olyan hőszigetelő zsírréteg volt a bőre alatt, mint amilyen a mai delfinekre jellemző.

A szóban forgó solnhofeni leletekkel kapcsolatos tanulmány során is éppen erre a következtetésre jutottak a szakemberek. A kőzetté válás során az apatitos lágytestkéregbe jutó foszfor mennyisége ugyanis arra utal, hogy ilyen „bálnazsír” réteg lehetett a sós lagúnákban bevégző Aegirosaurusok bőre alatt is.

Az ichthyoszauruszok és a cetfélék törzsfejlődésének hasonlósága, a két csoport bizonyos fajainak esetében, a konvergens evolúció törvényének legszebb példáit képes felmutatni. A jura és kréta halgyíkoknak és egy ma élő delfinnek, a nagyon hasonló étrendnek köszönhetően, közel azonos a fogazata. A nyílt vízi vadász életmód hatására meghosszabbodott az orruk, sarló alakúvá vált a farokúszójuk, sima, pikkelyek nélküli bőrük alatt pedig hőszigetelésre alkalmas zsírréteg borította áramvonalas testüket. Mondhatjuk úgy is, hogy az élővilág történelme ismétli önmagát.

A kutatócsoport nem tekinti lezártnak a most publikált fosszíliákkal kapcsolatos munkát. Abban bíznak, hogy azok kivételes állapotának köszönhetően a jövőben, további vizsgálatokkal, új ismereteket szerezhetünk a halgyíkok úszó mozgásával kapcsolatban is.

#litográf pala #Solnhofen