Rendkívüli kövületek vallanak a cápák ősi múltjáról

A Kaliforniai Állami Alkalmazott Műszaki Egyetem (Cal Poly) szakembere vezette azt a nemzetközi összefogással végzett kutatást, amelyben a karbon időszaki pala rejtett kincseit vizsgálták. Az Arkansas állam északnyugati részén található Fayetteville-pala nevű kőzetformációt már ismerték az őslénykutatók, azokban rengeteg tengeri élőlény kövületét ásták már elő, több mint 300 millió évvel ezelőttről.

A 3-122 méter vastag palaréteget évtizedek óta vizsgálták, és így sikerült oly sok ősmaradványt kiemelni innen. E leleteket gazdagítják a Geobios folyóiratban közzé tett kutatási eredmények, amelyek cápák testének 3D lenyomatait részletezték.

A cápákból – mivel porcos halak – a kövületek elsöprő többsége fogak formájában maradt fenn, mindössze néhány csigolyájuk ismert ezen túl. Emiatt rendkívüli jelentőségű minden részletesebb cápalelet.

Nem volt túl vidám hely 326 millió éve ez a tenger. Az egykori sekély, kontinentális partok közeli tengerbe folyók is torkolltak, erre utalnak a torkolati mocsarakban élt egykori erdők fáinak, magvaspáfrányainak, zsurlóinak maradványai. Ezek a szárazföldi eredetű maradványok a folyók vizével sodródhattak a sekély tengerbe.

A sötét színű, szerves anyagokban gazdag, tengeri keletkezésű palakőzet arról mesél, hogy az egykori tengerfenéken oxigénhiányos, savas körülmények uralkodtak. Ezek pedig kiválóan konzerválták például a porcos halak testét azzal, hogy megakadályozták a szerves anyagokat lebontó baktériumok élettevékenységét.

A palarétegekben karbonátos kőzetgumók sokasága volt, amelyek belsejében valamilyen ősmaradvány rejtőzött, ilyen gumókban voltak a vizsgált cápák is. A keletkezési körülmények megértése pedig ahhoz is elvezet, hogy más helyszíneket keressenek, ahol szintén nem esélytelen a porcos halak maradványaira rábukkanni.

A kövületeket egyrészt CT segítségével vizsgálták meg, másrészt a fosszíliák és a bennfoglaló kőzetek összetételét mérték fel. Több száz kőzetgumót vizsgáltak meg, ezekben összesen 114 gerinces ősmaradványt sikerült ilyen módszerrel megismerni, ezek közül pedig 41 porcos hal volt. Olyan részletek maradtak fenn, térbeli szerkezetüket megőrizve, mint az uszonyok, koponyák, állkapcsok, kopoltyúívek.

Mindezek a részint újonnan feltárt részletek a cápafélék evolúciójának fontos lépéseit mutatják be. Számos cápakövület már jó ideje ismert volt, most azonban sok újjal járultak hozzá a szakemberek a további kutatásokhoz.

Egy kőzetgumó esetében még további részleteket is kinyertek azzal, hogy szinkrotronos röntgenfluoreszcencia és röntgendiffrakció segítségével is felmérték annak összetételét. Rendkívüli részletességgel, több mint 200 ezer ponton végzett méréssel derítették ki, hogy miként is épült fel, milyen elemekből, ásványokból áll, így tudták rekonstruálni a kövületté válás folyamatait.

A kőzetgumó – a zivatarfelhőkben képződő jégeső nagy méretű jégszemcséihez hasonlóan – koncentrikusan rakódott le. Jórészt fluorapatitból áll (ez az ásványi anyag például a fogzománc fő alkotóeleme is), a középső zónájában pedig pirit, vagyis vas-szulfid rakódott le. Ez utóbbi volt a bizonyíték az oxigénhiányos környezetre.

A folyamat lényege az lehetett, hogy az elpusztult állatok teste körül a bomlás során gyorsan elfogyott az oxigén, ez reduktív mikrokörnyezetet hozott létre. Itt a baktériumok működése hatására felszabaduló kénből, a vízben oldott vassal egyesülve pirit jött létre.

Eközben a tetem maradványai köré karbonátos ásványok is kirakódtak, és meglehetősen hamar, évek–évtizedek alatt védőburokká növekedett. Mivel ez a kemény védőburok gyorsabban jött létre, mint ahogyan az üledék tömörödött, így az ősmaradvány sem lapult szét. Ezek a foszfátos-karbonátos kőzetgumók afféle kapszula módjára őrizték meg az egykori élővilág maradványait.

A most feltárt ősmaradványok csak egy kis töredékét jelentik mindazoknak a lehetőségeknek, amelyek egyelőre zárt kőzetgumók formájában a múzeumi raktárakban pihennek és várják, hogy rájuk kerüljön a sor.