fossiili

Espanjasta löytyneellä pikkulinnulla oli mittaa viisi senttiä ja painoa noin 80 grammaa. Se on pienimpiä mesotsooisen maailmankauden siivekkäitä, joista on löytynyt fossiileja. Näytteenä se on erinomainen, sillä linnusta on säilynyt melkein täydellinen luuranko.

Surullista kyllä, lintu oli muinoin kuollut melkein heti syntymänsä jälkeen. Siinä vaiheessa luusto on vielä kehittymässä, joten tieteen kannalta löytö on lottovoitto. Fossiilin avulla on mahdollista tutkia poikkeuksellisen tarkasti paitsi luurangon rakennetta myös muita silloisten lintujen ominaisuuksia.

Luustosta voidaan esimerkiksi päätellä, osasiko lintu jo lentää ja tuliko se toimeen omillaan vai oliko sen pysyteltävä emonsa hoivissa.

Evoluution myötä eri lintulajeille on kehittynyt hyvin erilaisia kasvu- ja kehitystapoja. Tutkimalla näin varhaisen linnun luustoa ja sen antamia viitteitä muista ominaisuuksista saadaan tietoa siitä, mistä kaikki alkoi. Tai ainakin millaisia linnut olivat kehityksensä hyvin aikaisissa vaiheissa – sekä ikänsä että evoluutionsa kannalta.

Pudasjärven perukoilta löytyy kallio, jonka kivi tunnetaan Siuruan gneissinä. Mitäänsanomattoman näköinen kivi on Fennoskandian ja koko EU:n alueen vanhinta. Sen iäksi on määritetty 3,5 miljardia vuotta. Joukosta löytyy myös yksittäisiä mineraalikiteitä, joiden ikä on yli 200 miljoonaa vuotta vielä vanhempi.

Miljardien vuosien iät ovat vaikeita (mahdottomia?) hahmottaa. Aikakoneella täytyisi matkustaa yli 50 kertaa pidemmälle kuin dinosaurusten ajan loppuun, jotta pääsisi Siuruan gneissin syntymäaikoihin. Ja ne dinosauruksetkin elivät jo ihan käsittämättömän kauan aikaa sitten.

Vanhempiakin kiviä toki maailmasta löytyy. Heti EU:n naapurista, Ukrainan kilveltä, löytyy hitusen iäkkäämpää, noin 3,8 miljardin vuoden ikäistä kiviainesta. Australian ja Kanadan kallioperästä taas löytyy paikkoja, joiden mineraaleista on mitattu yli 4 miljardin ikiä. Tuollaiset lähestyvät jo planeetan syntyaikoja.

Otsikkokuvaa klikkaamalla näet muutamille maailman vanhimmille määritetyt ikähaitarit. Tummanruskea tarkoittaa itse kiviä, vaaleampi niistä löytyviä mineraaleja. Asioilla on merkittävä ero.

Compsognathuksen fossiileja on löytynyt vain kaksi kappaletta, yksi Saksasta 1850-luvulla ja toinen Ranskasta vuonna 1971. Näistä on pystytty päättelemään millaisesta eläimestä oikein oli kyse: nämä dinot olivat vain noin 60–70 cm pitkiä ja niiden massa oli ainoastaan pari kolme kiloa.

Pikkudino eli jurakaudella 155–145 miljoonaa vuotta sitten ja pienestä koostaan huolimatta se oli oikea hirmulisko, joskin se saalisti ravinnokseen vain kokoaan pienempiä liskoja ja suurikokoisia hyönteisiä.

Todennäköisesti Compsognathus oli nopea ja ketterä juoksija, joten se pystyi spurttaamaan nopeasti saaliinsa perään – ja myös pinkomaan karkuun saalistajiaan.

Laji oli siitä erikoinen, että vain sillä oli eturaajoissaan vain kaksi kynnellistä sormea.

Tarkalleen ottaen tämä yhden aukon evoluutiosta olevassa kuvassamme täyttävä sisilisko on useampi sellainen, 46 lähes täydellistä luurankoa, jotka löydettiin Kiinasta, Pekingiä ympäröivästä Hebein maakunnassa olevasta, myöhäiseltä jurakaudelta (n. 150 – 160 miljoonaa vuotta sitten) olevasta Tiaojishanin muodostemasta. Alueelta on löytynyt aikaisemminkin paljon erilaisia jurakautisten eläinten jäännöksiä, joten ammoin tuo osa maapalloa on kuhissut elämää – tai siellä vain merkit elämästä ovat säinyneet hyvin.

Joka tapauksessa nämä Qinglongtriton gangouensis -luurangot ovat kiinnostavia siksi, että löytöjen joukossa on paljon eri ikäisiä eläimiä, ja niiden avulla voidaan seurata hyvin sitä, miten ne ovat kehittyneet elämänsä kuluessa. Ne näyttävät mm. säilyttäneen axolotlien tapaan useita lapsuuden ja nuoruusajan piirteitään myös aikuisina ollessaan. Tällaisia ovat esimerkiksi selvästi ulkonevat kidukset.

Morpho Source on varsinainen aarreaitta fossiilien ja 3D-tulostamisen ystäville! Duke-yliopisto ja Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö ovat koonneet tälle sivustolle hurjan määrän tarkasti skannattuja fossiileita ja kehottavat yleisöä tarjoamaan lisää vastaavia tiedostoja.

Sivuston tuorein kokonaisuus on kuvassa oleva Nalendin ihminen, jonka kaikki kohtalaisen kookkaat luut ovat nyt ladattavissa. Kaikkiaan vuonna 2013 löytyneistä lajin 15 yksilöstä saatiin talteen ja tutkittavaksi 737 luuta, joista suurin osa oli pieniä ja tulostamisen kannalta hankalia. Niinpä arkistossa on 89 tiedostoa, joista voi tulostaa käytännössä kokonaisen, tarkasti alkuperäisen kokoisen ja näköisen Homo Nalendin.

Yksi näistä luista on alla oleva U.W. 101-346 eli vasemmanpuoleinen ohimoluu. 

Tuloste ei luonnollisestikaan ole yhtä luisen ja vanhan näköinen kuin alkuperäinen luu, mutta se on yksityiskohdissaan hämmentävän tarkka: voit tuntea sormissasi vuosituhansien juoksun ja ammoisen edeltäjämme kallonmuodot...

Siis: printteri lämpenemään ja mars lataamaan Morpho Sourcesta fossiileja!

Helsingin yliopiston hyönteistutkijoiden tunnistama hyönteisfossiili on paljastunut poikkeuksellisen kiinnostavaksi. Se on 80 miljoonaa vuotta aiemmin tunnettuja vanhempi ja kertoo jännää historiaa: sen vihollinen oli lentävä dinosaurus.

Kiinan Liaoningin maakunnasta löydettiin 125 miljoonaa vuotta vanha, aiemmin tuntematon kuoriaistoukka, jolle annettiin sitä tutkineiden suomalaisten, australialaisten ja kiinalaisten tutkijoiden yhteisvoimin nimi Paleoxenus sinensis.

Lajista tekee erityisen kiinnostavan se, että sitä tavataan elävänä fossiilina nykyisin Kaliforniassa Yhdysvalloissa: Paleoxenus dohrnii -sepikkäkuoriainen elää vain Etelä-Kalifornian vuoristossa ja on hyvin harvinainen. 

Arkeologit ovat löytäneet Egyptistä noin kahdeksan miljoonan koiran muumioituneet jäänteet. Huimassa luvussa on mukana sekä vastasyntyneitä pentuja että täysikasvuisia koiria. Eläinmuumiot löytyivät muinaisen temppelin vieressä olevista katakombeista.

Temppeli oli aikoinaan omistettu sakaalipäiselle kuolemanjumala Anubikselle. Tutkijoiden mukaan löytö kertoo hyvin laajasta ja merkittävästä eläinkultista. Se ylläpiti niin seudun kulttuuria kuin talouttakin.

Katakombit on louhittu muutama vuosisata ennen ajanlaskun alkua.

Löytö julkistettiin Antiquity -tiedejulkaisun kesäkuun numerossa (artikkeli on maksumuurin takana).

Koirien karu kohtalo

Eläimiä ei varsinaisesti uhrattu. Tutkijoiden mukaan ne toimivat pikemminkin hurskaina viestinviejinä jumalille. Lopputulos oli kuitenkin koirien kannalta sama.

Monet koirista muumioitiin vain tuntien tai päivien ikäisinä. Tutkijat eivät kuitenkaan löytäneet pentujen kuolinsyitä. Muiden pienten muumioiden - vaikkapa kissojen - niska oli useimmiten murrettu, mutta koiranpennuissa ei ollut vastaavia merkkejä. Arkelogit päättelivät, ettei pentuja ehkä tapettu suoraan. Voi olla, että ne vain kuolivat kylmään, janoon tai nälkään erossa emoistaan. Riippumatta siitä kuinka pennut sitten heittivätkin henkensä, niitä luultavasti tehtailtiin juuri muumiointitarkoitusta varten.

Osa vanhemmista koirista haudattiin puuarkuissa. Erityisen prameat hautajaismenot saaneiden yksilöiden oletetaan olleen temppelikoiria.

Useimmat löydetyistä muumioista ovat jo pahoin hajonneet, joko ajan hampaan takia tai haudanryöstäjien toimesta. Osa luurangoista on otettu uudiskäyttöön - lannoitteena.

Tutkijat arvioivat alkuperäisen muumioiden määrän (7,8 miljoonaa) laskennallisesti: perimmäiset käytävät ovat yhä noin metrin paksuisten muumiokasojen peitossa. He tunnistivat pieniltä tutkimusaloilta hieman yli 6000 eläintä.

Jurassic Park -elokuvasarjassa tärkeää sivuosaa esittävät lentoliskot. Ne, kuten muutkin leffojen esihistorialliset otukset, käyttäytyvät varsin äkäisesti. Parissa kohtauksessa ne jopa tarttuvat eteensä sattuvaa ihmispoloa hartioista ja kantavat hänet tiehensä kuin suuri kotka jänissaaliinsa. Voisiko tämä pitää paikkansa - siis todellisessa maailmassa? (Olettaen siis, että ihminen törmäisi elävään lentoliskoon...)

Aluksi uusimman elokuvan traileri. Oleellisin osuus alkaa kohdasta 2 min 10 sek:

Neljällä jalalla tepastellut fasaani

Elokuvasarjan uusimmassa lentelee paljon ilkeännäköisiä Dimorphodoneja. Ne tosin ovat Hollywood-maailmassa tietysti hieman suurempia kuin todellisessa, noin kolmimetrisiä. Meilläpäin niiden siipien kärkiväli oli puolitoista metriä, keho ehkä metrinen, ja perässä viipotti vielä varsin pitkä pyrstö. Lentotaidoiltaan ne eivät myöskään olleet elokuvassa esitettyjä voimakkaita liitäjiä, vaan ehkäpä vain fasaanin tasoisia, nopeita pyrähtelijöitä. Ne liikkuivat maassa ilmeisen ketterästi neljällä jalalla. Erikoisen hampaistonsa perusteella ne metsästivät lähinnä hyönteisiä ja pikkueläimiä. Vain muutaman kilon painoisina dimorphodonit eivät siis olisi mikään iso uhka ihmisille... siis sen enempää kuin vaikkapa joutsenet. Tai enintään merikotkat.

Liskomaailman albatrossi

Elokuvien suurimpien lentoliskojen - juuri niiden, jotka ihmisiä kuskaavat - sanotaan olevan korkealla luuharjalla varustettuja Pteranodoneja. Kuusimetrinen siipiväli tekee niistä dimorphodonin rinnalla jättiläisiä. Pteranodoneja voi hyvällä syyllä verrata jättiläisalbatrosseihin: Vaikka linnun siipien kärkiväli jääkin vaivaiseen 3,5 metriin, eläinten siipien muoto ja suhteet ovat hyvin samankaltaiset.

Fossiililöydöistä Pteranodonien on päätelty myös viettäneen varsin albatrossimaista elämää: Ne liitelivät meren yllä, söivät kalaa ja muita veden otuksia, ja, mitä todennäköisimmin, pystyivät aivan hyvin nousemaan lentoon vedestäkin. Aiemmin niiden oletettiin kalastaneen työntämällä nokkansa veteen matalassa liidossa, mutta nykytiedon mukaan tämä kuitenkin jarruttaisi noin ison lentäjän menoa aivan liikaa. Liskot kalastelivat varmaankin hyvin lintumaisesti: uimalla tai syöksymällä veteen suoraan lennosta, siivet supussa. Eläinten nimi muuten tarkoittaa hampaatonta, mitä ei leffassa tietystikään noteerata.

Pteranodonit olivat lentopinta-alaansa nähden paljon lintuja keveämpirakenteisia: Ne painoivat vain noin 30 kiloa. Isotrappi, massiivisin nykyään elävä lentävä lintu, yltää lähes samaan, 22-kiloiseksi. Tuollainen otus ei jaksaisi aikuista ihmistä nostaa, vaikka olisi millaiset siivet.

Tutkijoita on jo pitkään askarruttanut niinsanottu "mammuttipulma". Se menee näin: Mammuteilla on selvät kasvinsyöjän hampaat, hyvin samankaltaiset kuin sukulaisillaan elefanteilla. Mutta, kun tutkitaan eläinten jäänteiden ainekoostumusta pitkään käytössä olleella ja toimivaksi todistetulla metodilla, otukset vaikuttavatkin selvästi syöneen lihaa. Mikä mättää?

Erilaista ravintoa syövillä eläimillä on luissaan (ja muissa tukikudoksissa) erilainen typen isotooppikoostumus. Mitä korkeammalla ravintoverkossa "jalostunutta" ruokaa otus syö, sitä enemmän sen ruhosta löytyy raskasta ¹⁵N -isotooppia: Kasvinsyöjissä sitä on vain 2 - 5 promillea, mutta pelkkää lihaa popsivilla jo 9 promillea.

Kun samaa määrityskeinoa käytetään villamammuttien ruokailutottumusten selvittämiseksi, raskaan typen arvo huitelee 8 promillen tietämillä. Ravinnon pitäisi olla selvästi lihapitoista.

Nyt kanadalaistutkijat vaikuttavat ratkaisseen pulman. Määrittäessään Yukonista löytyneiden jääkauden aikaisten eläinten luiden typpikoostumusta, he tutkivat tarkemmin myös niiden rakenneaineita, aminohappoja. Tutkimuksessa perehdyttiin susien, karhujen, kissaeläinten, majavien, hevosten, mastodonttien ja tietysti mammuttien koostumukseen.

Ratkaisu löytyi aminohaposta nimeltä fenyylialaniini: Villamammuteilla typen raskas isotooppi lymysi juuri siinä. Ainoastaan hevosista löytyi muutamia yksilöitä, joilla typpi-15:a oli samassa aminohapossa. Muilla eläimillä - niin kasvinsyöjillä kuin petoeläimilläkin - typpi-15 oli keskittynyt lähinnä muihin aineisiin, eritoten glutamiinihappoon.

Tämä tarkoittaa, että villamammutit - ja jotkut hevosista - popsivat voimakkaan fenyylialaniinista ruokaa. Ja toisaalta pedot eivät syöneet voimakkaan fenyylialaniinisia mammutteja - ainakaan paljoa. Muuten niidenkin fenyylialaniinista olisi löytynyt raskasta typpeä.

Tutkijat päättelivät, että mammuttien ja muiden kasvinsyöjien ruokavalion on täytynyt poiketa toisistaan selvästi. Mammutit todennäköisesti söivät lannalla runsaasti lannoitettuja kasveja, tai sitten popsivat huomattavasti kuivempaa ruokaa kuin muut kasvinsyöjät. Kumpikin johtaa ¹⁵N:n kertymiseen oikeaan aminohappoon. Mammuteilla oli arolla oma erikoistunut ekolokeronsa, jossa vierailivat ainoastaan hevoset. Ja nekin vain silloin tällöin.

Vastaus otsikon outoon kysymykseen on siis tyypillisesti "ei". Mutta asia ei kuitenkaan ole ihan niin yksinkertainen kuin miltä se aluksi kuulostaa.

Löytö julkaistiin tiedelehti Nature Scientific Reportsissa 9.6.2015.

Kuva: UCLA Center for the Study of Evolution and the Origin of Life

Tutkijat ovat löytäneet tähän mennessä pisimpään muuttumattomana pysyneen eliön. Kyse on rikin kierrolla elävistä bakteereista syvänmeren sedimenteissä.

Ne olivat olemassa samanlaisina ennen kuin kasveista tai eläimistä edes oli tietoa. Eikä evoluutio vaikuta muokanneen bakteereja tuona aikana tippaakaan.

Asia selvisi tutkimuksessa, jossa vertailtiin eläviä ja fossilisoituneita bakteereja, sekä kumpienkin muodostamia kolonioita. Tutkijat eivät löytäneet vartailukappaleiden väliltä kehityksestä kertovia merkittäviä eroja.

Kansainvälinen tutkijaryhmä raportoi löydöstään tiedejulkaisu PNAS:ssa.

Mudassa möyriviä fossiileja

Fossilisoituneet bakteerit elelivät aikanaan syvänmeren pohjan sedimenttikerroksissa prekambrikaudella. Samoihin aikoihin kun planeetan kaasukehän happipitoisuus oli roimassa kasvussa. Samalla myös sulfaattien ja nitraattien pitoisuudet kasvoivat. Bakteerit tarvitsevatkin juuri näitä aineita selvitäkseen ja kukoistaakseen mutaisessa ja suolaisessa ympäristössään. Tai ainakin niiden nykyään elävät sukulaiset.

Nykyisin fossiilit löytyvät kivettyneinä Länsi-Australiasta: Turee Creekin (2,3 miljardia vuotta vanha) ja Duck Creekin (1,8 miljardia vuotta) serttimuodostumista. (Sertti on tiivistä, kovaa ja mikrokiteistä kiveä. Piikivi on eräs serttityyppi.)

Tutkimuksessa fossiileja vertailtiin sekä toisiinsa, että Chilen rannikolta vuonna 2007 löytyneisiin ja yhä vastaavissa oloissa kukoistaviin bakteereihin. Kaikki kolme ovat ulkoisesti identtisiä keskenään. Bakteerisolujen morfologiassa tai eliöiden järjestäytymisessä kolonioihin ei vaikuta kolmessa kohteessa olevan mitään eroja. Tästä tutkijat päättelivät, että eliöt ovat hyvä esimerkki hyvin hitaasta - ehkä jopa täysin pysähtyneestä - kehityksestä.

Bakteerien "muuttumattomuus" on kuitenkin vain tulkintaa ja ominaisuuksien vertailua. Tutkimus ei varmista asiaa aukottomasti, vaan antaa viitteitä muuttumattomuudesta.

Täyden varmuuden muuttumattomuudesta voisi tuoda vain DNA:n ja muun molekyylitason vertailu. Fossiilit eivät kuitenkaan säilö noita tietoja yhtä hyvin kuin muotoja ja laajempia rakenteita - etenkään näin vanhojen fossiilien tapauksessa. Ilman aikakonetta molekyylibiologinen vertailu lienee siis mahdotonta.

Fossiilien tutkimuksessa käytettiin monia eri keinoja. Raman-spektroskopialla päästiin käsiksi kivien sisäiseen koostumukseen ja kemiaan. Konfokaalilaserskannausmikroskoopilla taas saatiin tehtyä teräviä 3D-malleja itse fossiileista.

Muuttumattomuus on todiste evoluutiosta

On ällistyttävää, että mikään eliö pystyisi säilymään muuttumattomana yli kaksi miljardia vuotta - puolet koko planeetan historiasta. Koska evoluutio on kuitenkin havaittu yleinen fakta (kuten vaikkapa gravitaatiokin), näennäisen kehityksen puute vaatiikin nyt selitystä.

Evoluutioteoria tunnetaan enemmänkin lajien muuntumisen kuin muuntumattomuuden selittäjänä. Yksinkertaistettuna: Jotkut muunnokset sopeutuvat paremmin ympäristöön kuin toiset, ja näin hiljalleen lajit muuttuvat ympäristöönsä paremmin sopiviksi. Kyse on kuitenkin saman kolikon kahdesta puolesta. Kun valintapaine puuttuu, muutosta ei tapahdu.

Tutkitut bakteerit olivat jo yli kaksi miljardia vuotta sitten sopeutuneet ympäristöönsä niin hyvin, ettei niiden ole tarvinnut muuttua. Bakteerien perimässä varmaankin tapahtuu mutaatioita, mutta niistä ei ole hyötyä, eivätkä ne tuo kilpailuetua. Näin uudet muodot eivät saa jalansijaa. Populaatio pysyy jotakuinkin ennallaan.

Tutkimus paljasti myös, että sekä fossiilien että nykyisin elävien bakteerien elinympäristötkin vaikuttivat identtiseltä. Tämä on koko mystisen ongelman avain. Merenpohjan sedimenttiympäristöstä lienee - ainakin paikoin - aina löytynyt samanlainen ekolokero bakteereille. Runsaan kahden miljardin vuoden ajan.

Tutkimuksen johtaja J. William Schopf (UCLA) kiteyttää: "Jos ne [bakteerit] olisivat muuttuneet, mutta ympäristö ei, niin se olisi osoittanut että ymmärryksemme evoluutiosta ja luonnonvalinnasta on vakavasti puutteellinen. Tämä sopii erittäin hyvin [Darwinin] ideaan."

Kyse on jälleen näytöstä evoluutioteorian puolesta. Jos sellaista enää kaivattiin.

Lähteet: Tutkimus PNAS-lehdessä sekä Kalifornian yliopiston tiedote