Eesti Looduse fotovõistlus
2012/04



   Eesti Looduse
   viktoriin


   Eesti Looduse
   fotovõistlus 2012




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
Fossiilid EL 2012/04
Meritäht meteoriidikraatris ehk Mõtteid paleontoloogi igapäevatööst

Esimesel kohtumisel ei tundnud ma meritähte kohe ära. Teiste liivaterade seas hakkas ta siiski silma: tõstsin leiu ettevaatlikult peene pintsli abil mikrofossiilidele mõeldud madalasse plasttopsi, kuid etiketile kirjutasin „labidas”.

Õigupoolest oli see lubjakivikild pigem kühvli moodi, pisut loperguse kolmnurga kujuga. Suurema ja nõgusama osa ühest nurgast ulatus välja lühike saba, millest oleks teda hea käes hoida. Tõsi, kui kühvlitel on laba eesserv mõnikord hambuline, siis tollel oli sakiline üks sabani ulatuv külg. Pikkust oli kühvlil labast saba tipuni vaid umbes üks millimeeter.

Paleontoloogidel on tavatu huvi õppida tundma loomade skeletti, lootes, et see aitab paremini mõista nende tõelist olemust. Enamasti on skelett ainus, mis on loomast alles jäänud ning mida võib hiljem kivist leida. Seepärast on kasulik teada erisuguste elusloomade skeleti koostist ning ka seda, milliseks need võivad fossiilistumise käigus muutuda.
Kui tigude, karpide ja teiste limuste skelett on väline, siis meritähtedel ja teistel okasnahksetel (merisiilikud, -liiliad ja -purad) see nõnda ei ole. Tervele okasnahksete hõimkonnale on ainuomane väikestest lubiplaatidest koosnev toes kehaseina sees. Plaadikesed on poorsed, seesmise labürintse võrkstruktuuriga, mida täidab elus kude. Lubiplaadid võivad olla üksteisega jäigalt seotud ning moodustada tõhusa kaitserüü nagu merisiilikutel. Nende lähisugulastel meritähtedel on aga plaadid üksteisega nõrgalt seotud, nende vahel kulgevad lihaskiudude kimbud võimaldavad painutada kiiri eri suundades.
Pärast surma laguneb meritäht mõne nädala, hiljemalt paari kuu jooksul ning järele jäävad vaevu liivatera suurused killud. Need on eri kuju ja suurusega olenevalt sellest, kas pärinevad kiirte servadest või keskosast, kettalt ehk meritähe keskosast, tema alumiselt või ülemiselt poolelt või hoopis suu ümbert.
Eluajal on meritähel arvukalt okkaid, mis kõik pärast looma surma sidekoe lagunedes laiali pudenevad. Kokku võib ühel meritähel olla paarikümmend tüüpi skeletielemente ja kümmet tüüpi okkaid.
Pärast lagunemist segunevad skeletiosakesed ülejäänud põhjasettega: muda, liivaterade ning kõigi teiste loomade jäänustega, mis on jahvatatud suuremateks või väiksemateks osadeks. Aja jooksul sete tiheneb ning kivistub, sellest saab lubja- või liivakivi.

Ka imepisikesed kivistised leiab üles. Kivimis, tundmatuseni peenestatud settemassi sees, võib peituda väga hästi säilinud mikroskoopilisi kivistisi. Nende kättesaamiseks on paleontoloogidel mitu meetodit. Lihtsaim moodus on panna kivim lahjasse äädik- või soolhappesse. Sel juhul lahustuvad mõne aja jooksul ära kõik karbonaatsed kivistised ja nende osakesed, sealhulgas karbid ja karpvähid, teod ja okasnahksed, korallid ja lubivetikad. Alles jäävad happele vastupidavamad liivaterad, ränist ja fosfaatsetest mineraalidest koosnevad kivistised, näiteks käsnaokised ja selgroogsete hambad, ning kõik nn. orgaanilise kestaga fossiilid, kui neid on.
Kivi on võimalik aga lagundada selleks, millest ta oli kunagi tekkinud, seega liivaks, ja nii, et kaotsi ei lähe midagi. Siis võib mikroskoobi all näha toonast merd asustanud rikkalikku elustikku. Ent need elusolendid tuleb sadade tuhandete liivaterade seast üles leida ning ära tunda. Mõningase harjutamise järel suudavad silmad tajuda eri tekstuure ning leida üldiselt ebamäärase kujuga liivaterade seast kindla kuju ja piirjoontega osakesi. Huvipakkuvad kivistised tõstetakse peene pintsli otsaga eraldi karpi.

Meritähele on oluline kehapinna puhtus: see aitab vältida ebameeldivaid haigusi ja tüütuid kaasüürilisi ning kokkuvõttes teeb elamise kas otseses või kaudses mõttes palju kergemaks. Puhtuse hoidmise viise on üksjagu, mõni neist üsna nutikas. Näiteks mõnedel elusolenditel paikneb kogu kehal spetsiaalseid „jäsemeid”, mille ülesanne ongi peletada eemale võõrkehi: setteosakesi, parasiite ning võimalikke tasuta üürilisi, näiteks kinnitumiskohta otsivaid vastseid.
Paljudel okasnahksetel on sellised „jäsemed”. Näiteks merisiilikute keha on kaetud eri pikkusega okastega. Nende vahele on peitunud aga veel hulk väga mitmesuguseid väiksemaid, nii „varte” otsas kui ka otse kehapinnal paiknevaid, üksikult või mitmekaupa, siledaid ja hambulisi, kahe või kolme haruga „näpitsaid”: peditsellaare ehk haarlaid, mille otstarve on hoida keha pind puhas [5].
Paleontoloog ja geoloog Alexander Agassiz [1] on ilmekalt kirjeldanud, kuidas merisiilik toimib seedejääke eemaldades: „ .. väljaheiteosakesed haaratakse väikeste kahvlitega, mis sulguvad nagu näpitsad nende ümber, ning ulatatakse ühelt teisele mööda keha külge, kuni nad lõpuks pillatakse vette. Pole midagi põnevamat ja lõbusamat, kui vaadelda, kui korralikult ja täpselt see protsess [keha puhastamine] kulgeb.”

Haarlad täidavad teisigi otstarbeid. Enamasti on kõnealused haarlad seotud vajadusega puhastada kehapinda, kuid on leitud ka mürki tootvaid peditsellaare. Nendega saab loom peletada vaenlasi ning väidetavalt oskavad mõned merisiilikud end lausa maskeerida, hoides haarlate vahel mitmesuguseid objekte [4].
Kirjeldatud on ka mõnda liiki meritähti ja merisiilikuid, kes kasutavad peditsellaare saagi haaramiseks ning on võimelised seedima väiksemaid organisme, näiteks tillukesi vähilisi või isegi pisemaid kalu [6, 7].
Üha enam on aga kogunenud tõendeid, et geoloogilises minevikus on need olnud „evolutsioonilise võidurelvastumise” osa: haarlate abil kaitsti ennast parasiitide ja kallaletungijate eest [5].
Vanim kirjeldus merisiilikute seljas paiknevatest haarlatest pärineb 1776. aastast Taani loodusteadlaselt Otto Friedrich Müllerilt [11]. Ta pidas eri „varrekese” otsas paiknevaid haarlaid iseseisvalt tegutsevateks parasiitseteks polüüpideks ning välimusele viidates andis neile perekonnanime Pedicellaria (ld. pedicellus ’jalake’). Siit pärinebki nende tänapäevani kasutatav üldnimetus.
Müller kirjeldas kolm liiki selliseid „parasiite”: Pedicellaria globifera, P. triphylla, P. tridens. Neid nimesid kasutatakse seniajani eri tüüpi tänapäevaste peditsellaaride kirjeldustes. Louis Agassiz [1] pidas seevastu võimalikuks, et kõnealused haarlad on tegelikult noored isendid, kes arenevad täiskasvanud loomadel.
Alles sajand pärast Mülleri avastust oli kogunenud piisavalt tõendeid selle kohta, et peditsellaare moodustavad siiski okasnahksed ise, kuid nende olemus jäi veel pikaks ajaks ebaselgeks.

Paleo- ja neontoloogide mõtterännakud ei pruugi jõuda samasse sihtpunkti ühel ajal. Loo alguses kirjeldatud „kühvlitega” üsna sarnaseid kivistisi märkas inglise mikropaleontoloog Thomas Rupert Jones 1887. aastal Ojamaa (Gotlandi) saarel fossiilirohketes Siluri lubjakivides [9].
Jonesi leidude hulka kuulus nii ühe kui ka kahe „sabaga” „kühvleid”. Eeldades, et samalaadsed elemendid käivad kahekaupa kokku, pidas ta neid karpvähkide ehk ostrakoodide kojapoolmeteks. Tema kirjelduse järgi on see „väike, kahepoolmeline, tõenäoliselt ostrakoodne vorm”), kaheldes nimetas ta uue „ostrakoodiperekonna” Bursulella’ks [9]. Ta kirjeldas selles perekonnas kolm liiki: need erinesid üksteisest „sabade” arvu ning „koja” kuju poolest.
Tõepoolest, karpvähid võivad uhkeldada kõikvõimalikus laadis kodadega: mõnel liigil on see sile, teisel ühe või kahe „sarvega”, mõned võivad olla ka üleni ogadega kaetud ning meenutada mikroskoopilisi siile. Paljudel on koda väga õhuke, peaaegu läbipaistev või koguni võrkjalt pitsiline, kuid mitmel fossiilsel liigil on see pigem paks ja kogukas: just selline nagu Bursulella’l.
Kuigi Jones andis oma leiust teada juba üle saja aasta tagasi, on tema kirjeldatutega sarnaseid kivistisi leitud väga vähe. Alles 2001. aastal [3] tõestati, et Bursulella puhul on tegu fossiilsete okasnahksete, tõenäoliselt meritähtede haarlatega. Kõige otsustavam tõend oli siinjuures nende mikrostruktuur (taas kinnitus skeletitundmise tähtsuse kohta). Paleontoloogilises kirjanduses leiab kõnealuste leidude kirjeldusi väga vähe: alla kümne. Tänini on needki üksikud pärit vaid Euroopast ja Põhja-Ameerikast, 443–299 miljoni aasta vanustest Siluri kuni Karboni kivimitest.

Paleontoloogide kullaauk: lagerstätte. Tervel fossiilil, mitte üksikute eraldunud leidudena, on haarlad teada vaid ühest leiukohast: ainulaadsete fossiilidega kuulsaks saanud umbes 425 miljoni aasta vanusest Herefordshire’i lagerstätte’st Suurbritannias. Samast kohast on pärit palju haruldaselt hästi säilinud loomi, sealhulgas käsnad, radiolaarid, limused, hulgaliselt lülijalgseid, usse ning mitmesuguseid okasnahkseid.
Herefordshire’i lagerstätte kivistised on eripärased selle poolest, et säilinud on nii loomade skelett kui ka nende pehmed koed, kuid kõik see on fossiilistudes muutunud mineraaliks: kaltsiidiks. Samast mineraalist koosneb õnnetuseks aga kogu fossiili ümbritsev kivim. Seepärast ei saa tavapäraseid prepareerimismeetodeid õigupoolest kasutada, selle materjali korral need ei toimi.
Nõnda on paleontoloogid välja töötanud omamoodi, pisut võõrana tunduva uurimismeetodi. See moodus võimaldab saada fossiilist pildi, just nimelt kujutise. Kõigepealt lihvitakse kivistist sisaldav lubjakivipala imeõhukeste kihtide kaupa maha. Iga lõige jäädvustatakse kaameraga ning saadud fotod monteeritakse lõpuks kolmemõõtmeliseks kujutiseks.
Kirjeldatud moel on saadud näiteks meritähe Bdellacoma vermiformis’e [12] kujutis: looma „seljal” – nii kiirte keskosas kui ka servades – on selgelt näha trapetsikujulised kahe ogaga peditsellaarid. Mõlema poolme ühes servas on hambakesed, mis sulgudes sobituvad tihkelt üksteise õnarustesse. Sellel fossiilil on alles ka pehmete kudede jäänused, mistõttu võib näha, et ülejäänud skeletiosade külge on peditsellaarid kinnitunud lühikese „tüükaga” samamoodi nagu tänapäevastel „varte” otsas olevatel peditsellaaridel.

Kilde on põnev kokku sobitada. Haarlad ei olnud minu proovides ainsad meritähekillud. Ent need olid esimesed, mis tekitasid kahtlusi ning äratasid uudishimu, sundides proove veel kord läbi vaatama.
Nõnda noppisin välja sadu teisi imepisikesi skeletitükke. Esialgu olin need liigitanud „mitmesuguste okasnahksete fragmentideks”: need leiud pakkusid vähem huvi kui haarlad, kuid neid oli raskem määrata. Paleontoloogidele on teada, et Vara-Paleosoikumi okasnahksete väljanägemine oli palju mitmekesisem kui tänapäevastel; mikroskoopiliste skeletiosakeste järgi on aga peaaegu võimatu panna kokku puslet tundmatute liikide teadmata hulgast eksemplaridest.
Proovidest korjasin välja terakesi, mis nägid välja kui tillukesed munakivid: ühed ümarad, teised nurgelised, kolm-, neli- või viisnurksed. Peale nende eraldasin veel omajagu kirjeldamatult keerulise kujuga osakesi, näiteks eri kombinatsioonides kühme, lohke, nukke ja vagusid. Neid leidus proovides eri suuruses: poolest millimeetrist kuni mõne millimeetrini.
Ilmselt olid osakesed enne laialikülvamist kuulunud eri vanusega isenditele, võimalik, et ka eri liikidele. Kunagi olid nad ääristanud meritähe kiiri ja ketast, paiknenud „kõhu” all ja „selja” peal, kiirte keskel ja suu ümber. Nende kokkupanekuga võiksin hobi korras tegeleda ilmselt kogu ülejäänud elu.

Leiud on pärit Pihkvamaa meteoriidikraatrist. Eespool kirjeldatud meritähefossiile sisaldavad lubjakivipalad pärinevad Pihkvamaalt Mišina Gora küla lähedalt, linnulennult paikneb koht Peipsi järvest umbes 20 kilomeetrit ida pool.
Sinna metsade ja soode keskele kunagi rajatud külad on ammu hüljatud; talude asupaiku tähistavad eakad viljapuud, mis saagirikastel aastatel rõõmustavad vaid metssigu. Otse külakalmistu külje alla oli kunagi rajatud pisike kivimurd, kust pärinev paas põletati samas kõrval ahjudes lubjaks.
Geoloogid tunnevad seda paika eelkõige seetõttu, et maapinnal nähtav lubjakivilapp on jälg umbes 300 miljonit aastat tagasi Permi ajastu alguses Maad tabanud meteoriidist. Kuigi kraatri läbimõõt on geofüüsikute hinnangul ligi 2,5 kilomeetrit [10], ei ole see maastikus kuigi äratuntav.
Hoolikal vaatlemisel võib tähele panna, et kivimurrus nähtavad porikarva pruunikaspunased lubjakivikihid on ebaharilikus asendis: peaaegu püstloodsed. Asjatundlikumad aimavad, et kivim ise pärineb Ordoviitsiumi või osalt veelgi vanemast ajastust. Väikest lubjakivilappi maapinnal ümbritsevad kivimid on aga ligi 100 miljonit aastat nooremad: pärit Devoni ajast ehk üldjoontes niisama vanad kui Lõuna-Eestis leiduvad kivimid.
Kuigi maa pealt pääseb ligi vaid sadakonna meetri pikkusele läbilõikele, on 800 meetri sügavuse puuraugu abil tehtud kindlaks, et kogu kausikujulise kraatri ulatuses on kivim tugevasti purustatud ja segi paisatud. Kraatri sisu koosneb bretšast ja väga suurtest, kohati üle kümnemeetrise läbimõõduga kivimiplokkidest, mis on eri vanuse ning koostisega. Meteoriidiplahvatusele järgnenud 300 miljoni aasta jooksul on kraater korduvalt kattunud nii mere- kui ka maismaasetetega, mida omakorda on kulutanud loodusjõud. Lõpliku lihvi on ilmselt andnud viimase jääaja liustikud: need on maastikku tublisti silunud ja seeläbi hävitanud suure osa „ajalookroonikast”.
Meie töörühma jaoks pakkus maa-ala Mišina Gora küla lähedal huvi eelkõige seetõttu, et seal võis kerge vaevaga pääseda ligi 488–443 miljoni aasta vanustele Ordoviitsiumi ladestu kivimitele. Sama vanad kivimid avanevad ka Põhja-Eestis, kus neid saab kergesti uurida, kuid Lõuna-Eestis jäävad need sügavale Siluri ja Devoni kivimite alla, mujal maailmas on aga uurija käeulatusest veelgi sügavamal.
„Meie paleokontinent” – kunagi eksisteerinud Baltika manner – paiknes Ordoviitsiumi ajastul lõunapoolkeral ning oli kaetud madala elustikurikka merega (tänapäeval ulatuks see Skandinaaviast Valgeveneni ja Poolast Lääne-Venemaani). Aegamööda nihkus manner lõunapoolkeralt põhja poole: parasvöötmest lähistroopikasse.

Vanimad haruldased meritähefossiilid. Baltika mandril ja seda katnud madalas meres kujunenud kivimites on Ordoviitsiumi ladestust teada kolm leidu.
Vanim, umbes 470 miljoni aasta vanune meritäht, õigemini vaid selle üks kiir, on leitud Loode-Venemaalt Volhovi jõe äärest [2]. Üks peaaegu terve ja kaks poolikut eksemplari (mille puhul on raske aru saada, kas tegu ühe või kahe eksemplariga) on leitud Põhja-Eestist Vasalemmast. Kõige vägevam leid pärineb aga Norrast Oslo lähedalt: kaks amatöörpaleontoloogi märkasid seal tervet kihipinda, mis oli kaetud sadakonna meritähejäljendiga [8].
Seega on Baltika mandril (hõlmas üldistatult praeguse Skandinaavia, Eesti, Läti, Leedu ja Valgevene alad ning osa Venemaa lääne- ja loodeosast) kogu Ordoviitsiumi ajastu peale leitud pisut üle saja fossiili, millest vaid üks on peaaegu täielik. Kokku on leitud neli liiki ehk siis üks liik ligikaudu 10 miljoni aasta kohta. Vaid tänu Norra suurleiule jagub üks meritäht ümmarguselt 450 000 aasta kohta. Materjali üleküllusega paleontoloogid hoobelda ei saa.
Pisut rohkem on meritähefossiile leitud Põhja-Ameerika Ordoviitsiumi-kihtidest; sealne rammusalt rikkalik loomastik võlgneb tänu troopikapäikesele, mis soojendas tol ajal ekvaatoril asuvat mandrit.

Kuidas on meritähed seotud meteoriidiga? Kui vaadata liiga sirgjooneliselt, siis seost ei näegi. Meritähe kiired kumavad meile vastu keerdus aegruumi kaudu, mida on vorminud näivalt igavesti muutumatu Maa.
Veidi üle 460 miljoni aasta tagasi elasid meritähed Ordoviitsiumi meres. 160 miljonit aastat pärast nende surma tabas seda paika meteoriit, mille löök oli nii tugev, et suurel maa-alal paiskus hetkeks üles tohutu kogus kivimit. Tagasi maapinnale langedes täitus tekkinud kraater segi paisatud kivimipudruga. Möödus veel 300 miljonit aastat, mille vältel kunagine väheldane Baltika manner oli jõudnud ületada ekvaatori, ühineda Pangea hiidkontinendiga, sellest uuesti eralduda ning liituda mitme teise maismaatükiga. See paik oli aja vältel olnud kõrb, siis mere all ja teatud perioodil kaetud liustikega; üksiti muutus loomastik.
Ühel tänapäevasel sügispäeval lõid geoloogid kummuli kukkunud kiviploki punastest kihtidest lahti lubjakivitükid ja vedasid need seljakotis töölauale. Laboris pandi kivid potti ning muudeti nad taas merepõhja katnud lubisetteks, millesse olid skeletikildudena oma osa annetanud miljonid kunagi elanud mereasukad.
Mikroskoobi all muutus aga pilt üha selgemaks. Punasest lubjakivist ilmus üksteise järel välja aina uusi loomi: teod ja trilobiidid, karpvähid, meriliiliad, merikerad, mõned korallid, käsijalgsed. Kõigi hulgas ka pisikesed meritähed: ühe paleontoloogi peo peale mahuks neid kümmekond.
Elu selles meres oli aga veel rikkalikum: „näpitsad” pisikeste meritähtede seljas vihjavad arvukatele nähtamatutele võistlejatele ja vaenlastele, kelle tõttu tuli kogu aeg valvel olla ja rünnak õigel ajal tõrjuda.

1. Agassiz, Alexander 1873. The Homologies of pedicellariae. – The American naturalist 7: 398–406.
2. Blake, Daniel B., Rozhnov, Sergey 2007. Aspects of life mode among Ordovician asteroids: Implications of new specimens from Baltica. – Acta Palaeontologica Polonica 52 (3): 519–533.
3. Boczarowski, Andrzej 2001. Isolated sclerites of Devonian non-pelmatozoan echinoderms. – Palaeontologica Polonica 59: 1–219.
4. Brusca, Richard C., Brusca, Gary J. 2003. Invertebrates. Sinauer Associates Inc. Publishers. Sunderland, Massachusetts.
5. Coppard, Simon E., Kroh, Andreas, Smith, Andrew B. 2010. The evolution of pedicellariae in echinoids: an arms race against pests and parasites. – Acta Zoologica 00: 1–24.
6. Chia, Fu-Shiang, Amerongen, Helen 1975. On the prey-catching pedicellariae of a starfish, Stylasterias forreri. – Canadian Journal of Zoology 53: 748–755.
7. Dearborn, John H., Edwards, Kelly C., Fratt, David B. 1991. Diet, feeding behaviour, and surface morphology of the multi-armed Antarctic sea star Labidiaster annulatus (Echinodermata: Asteroidea). Marine Ecology Progress Series 77: 65–84.
8. Hansen, Thomas, Bruton, David L., Jakobsen, Sten L. 2005. Starfish from the Ordovician of the Oslo Region, Norway. – Norwegian Journal of Geology 85 (3): 209–216.
9. Jones, Thomas R. 1887. Notes on some Silurian Ostracoda from Gothland. Kongliga Boktryckeriet, P. A. Norstedt & Söner. Stockholm.
10. Masaitis, Victor L. 1999. Impact structures of northeastern Eurasia: The territories of Russia and adjacent countries. – Meteoritics & Planetary Science 34: 691–71 I.
11. Müller, Otto F. 1776. Zoologiae Danicae prodromus: seu Animalium Daniae et Norvegiae indigenarum characteres, nomina, et synonyma imprimis popularium. Copenhagen.
12. Sutton, Mark D., et al. 2005. A starfish with three-dimensionally preserved soft parts from the Silurian of England. – Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences 272: 1001–1006.

Oive Tinn (1966) on paleontoloog, TÜ ökoloogia ja maateaduste instituudi vanemteadur.



Oive Tinn
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012

Loe Uudistajat
E-posti aadress:
Liitun:Lahkun: 
Serverit teenindab EENet