2016. sze 27.

Mi után nyomoznak az őslénykutatók?

írta: BME FTT
Mi után nyomoznak az őslénykutatók?

Avagy amikor kiderül, hogy a paleontológia nem egyenlő a dinoszaurusz-tudománnyal

A legtöbb ember, amikor meghallja a paleontológia - vagyis őslénytan - szót, azonnal a dinoszauruszokra gondol. Nem meglepő, hiszen szinte minden tekintetben a legimpozánsabb élőlények közé tartoztak, melyeket a hátán hordott a Föld. Egy kis összehasonlítás: az Argentinosaurus huinculensis majdnem 40 méter hosszú volt és 100 tonnát nyomott. Méreteivel a valaha élt legnagyobb szárazföldi állat cím birtokosa, a ma élők közül egyedül a kék bálna (Balaenoptera musculus) képes versenyezni vele, azonban utóbbinak ezekkel a méretekkel a vízben jelentősen könnyebb dolga van.

blue_whale_size_comparison_2_by_sameerprehistorica-d5zk3fx.jpg
1. kép A valaha élt talán legnagyobb dinoszaurusz, az Argentinosaurus méreteit jól illusztrálja az ábra.

És bár a dinoszauruszok hús-vér valójukban már mintegy 65 millió éve nem léteznek, kulturális hatásuk messze felülmúlja bármelyik másik élőlényét, elég ha csak a róluk szóló rengeteg filmre, rajzfilmre és gyerekjátékra gondolunk.

A dinoszauruszok izgalmasak, emiatt nagyszerűen alkalmasak a tudományos ismeretterjesztés és oktatás céljaira (a Kutatók Éjszakáján elhangzó előadásomban én is a dinoszauruszok színére vonatkozó kérdés kapcsán tárgyalok bizonyos tudományfilozófiai problémákat). Posztomban azonban azt fogom bemutatni, hogy miért téves a paleontológiát "dinoszaurusz-tudományként" azonosítani, és az őslénykutatók sok esetben miért profitálnak inkább az elsőre "jelentéktelenebbnek" tűnő ősmaradványok vizsgálatából.

 

Fosszilizáció = szerencse + víz

Kezdésnek induljunk ki abból, hogy milyen körülmények között zajlik le a fosszilizáció folyamata, vagyis hogyan lesz az elpusztult élőlényből kövület, amit valaki megtalál. A legfontosabb tényező a puszta szerencse - a legtöbb állati maradvány földtörténetileg nézve értelmezhetetlenül, de még emberi szempontból is rövid idő alatt megsemmisül. A rothadás és a különböző organizmusok először elpusztítják a lágy részeket, míg az állat szilárd elemeit az időjárás és más mechanikai jellegű hatások kezdik ki, és általában egész egyszerűen elporlasztják néhány emberöltő alatt. És akkor még nem is említettük a különböző kémiai folyamatokat, melyeket túl kell élnie a maradványoknak, hogy végül egy paleontológus (szintén nagy szerencsével) megtalálhassa.

2.jpg

2. kép Sok nehézséget kell átvészelnie egy tetemnek, míg egy múzeumi gyűjteménybe kerül... 

A fosszilizációnak éppen ezért általában valamilyen, az állat szempontjából meglehetősen szerencsétlen - a paleontológusoknak viszont annál szerencsésebb! - katasztrófa nyújta a lehetőségét.

Ilyen volt például az az óriási vihar és a nyomában keletkező vízáradat, ami a kanadai Alberta államban található Hilda-csonttemetőben feltárt tizennégy Centrosaurus apertus halálát és csontjaik megőrződését eredményezte.

3_1.jpg

3. kép A Hilda-csonttemető a kanadai Alberta államban

De hogy egy hazai példát hozzunk: a bakonyi Iharkúton valószínűleg egy 85 millió évvel ezelőtti áradásnak köszönhetően alakult ki az a keskeny, mindössze fél méter vastagságú kőzetréteg, mely egyedülálló gazdagságban tartalmazza csak itt előkerült dinoszauruszfajok és más gerinces élőlények maradványait.

4.jpg

4. kép Az Iharkúton felfedezett leghíresebb dinoszaurusz, a Hungarosaurus rekonstrukciója

Már ebből a két példából is látható, hogy miben is rejlik a fosszilizáció kulcsa: igen, ez nem más mint a víz! Pontosabban a hirtelen betemetődés, aminek általában a vizes környezet nyújt kiváló alapot, ezért nem véletlen, hogy a fosszilis rekord legnagyobb része a tengeri üledékes kőzetekben található. A betemetődés, ami lehet egy iszapcsuszamlás, vulkáni hamuszórás vagy áradás következménye, megvédi az elpusztult állatot a biológiai, fizikai és kémiai hatásoktól, és lehetővé teszi a szilárd váz, de kivételesen esetekben akár a lágy részek, szövetek megőrződését is.

Cope-szabály - egy az evolúció nagy kérdései közül

Ami tehát a szárazföldi állatok esetében egy ritka, kataklizmikus hatású természeti csapás, az a tengerfenéken nagy tömegben élő kagylók, csigák és más mészvázas élőlények számára kis túlzással mindennapos esemény.

Éppen ezért bizonyos kérdések megválaszolására sokkal alkalmasabbak az ilyen nagy számban megőrződő "értéktelen" ősmaradványok, mint a ritka, a gyűjtők és múzeumok számára értéket képviselő leletek, mint mondjuk egy teljes dinoszauruszcsontváz.

De pontosan milyen kérdésekről is van szó? Edward D. Cope az amerikai paleontológia hőskorának, a gyakran "Csontháborúnak" nevezett időszak egyik kulcsfigurája volt. Ennek során Cope, riválisával Othniel C. Marsh-hal a Vadnyugaton versenyt futva minél több dinoszauruszleletre próbált szert tenni, nem visszariadva a dinamit és a puskapor bőséges alkalmazásától sem.

kozos.jpg

5. kép Bal oldalon Edward D. Cope az irodájában, jobb oldalon riválisa Othniel C. Marsh és expedíciós csapata teljes harci díszben

Mai szemmel nézve elfogadhatatlan versengésüknek azonban meg is lett a tudományos eredménye: ketten összesen 142 új dinoszauruszfajt írtak le, és bár sok - általában töredékes - leletet tévesen azonosítottak külön fajként, 32 besorolás még mindig érvényes. Cope továbbá megfogalmazott egy, az evolúció trendjeivel kapcsolatos "törvényt", ami szerint egy adott földtörténeti időszak uralkodó élőlényei mindig a korábbi korszak ökológiai generalista (vagyis a környezetet tekintve tág tűrésű) organizmusai közül kerülnek ki. Ez az elképzelés szoros kapcsolatban áll azzal a másik, törvény-jellegű általánosítással, ami - bár ő maga sosem fogalmazta meg ilyen formában - Cope-szabály néven vált ismertté. Eszerint egy adott állatcsoport evolúciója során a testméret általában növekvő tendenciát mutat.

Ha arra vagyunk kíváncsiak, hogy helytálló-e a Cope-szabály, mint egy makroevolúciós - vagyis földtörténeti skálán megfigyelhető - trend, akkor lehetőleg minél nagyobb számú mintára van szükségünk, továbbá az sem árt, ha az adott csoport evolúciója viszonylag gyors, hiszen így állapíthatjuk meg, hogy a csoportba tartozó, időben egymást követő fajok valóban a testméret-növekedést mintázatát mutatják-e. Ebben az esetben tehát a több egyenlő a jobb minőségű adattal, melyen aztán matematikai analíziseket és szimulációkat lehet végezni.

 

A paleontológiai labor ecetmuslicái

Az ammoniteszek, a paleontológusok "ecetmuslicái" pont ilyen jó minőségű adatot nyújtanak.

Ahogy a Drosophila melanogaster, az ecetmuslica kiváló modellorganizmus, melyen a különböző genetikai mechanizmusokat tanulmányozni lehet a laboratóriumban, "ugyanúgy" lehet az ammoniteszeken a makroevolúcióval kapcsolatos elképzeléseinket tesztelni.

6_1.jpg

6. kép Az ammoniteszek a mezozoikumi tengerkép legjellegzetesebb élőlényei voltak, mészvázuk nagy számban őrződött meg tengeri üledékes kőzetrétegekben

7. kép (alul) A Dactylioceras, egy az alsó-jurában gyakori ammonitesz-nemzetség egy példánya

7.jpgA Paleobiology Database az ammoniteszeknek több mint 80 ezer előfordulását listázza (természetesen ez csak a katalogizált előfordulás, a valós szám ennél nagyságrenddel nagyobb, csak az irodámban négy példány van). Egy kis összehasonlítás: a Dactyliocerasnak, egy az alsó-jurában gyakori nemzetségnek (ami csak egyike a több ezer ammonitesz nemzetségnek) 294, míg a Tyrannosaurusnak összesen 75, többségében töredékes előfordulását jegyzi az oldal (az Argentinosaurusnak pedig összesen egy töredékes csigolyacsontja ismert egy lelőhelyről).

A gazdag, a dinoszauruszokhoz képest szinte teljes ammonitesz rekord lehetővé teszi, hogy az adatbázisokon statisztikai elemzéseket végezhessenek, így a csoport evolúciós történetét magasabb felbontásban tanulmányozhassák a paleontológusok.

A Cope-szabály csak egy példa volt a magasabb szintű evolúciós jelenségekkel kapcsolatos kérdésekre. Számtalan másik is feltehető, és míg az ammoniteszek olyan evolúciós problémák kapcsán értékesek, ahol a gyors evolúció, szűk elterjedésű, nagy változatosságot mutató, összességében alacsony evolúciós élettartamú (fajöltőjű) csoportra van szükség, addig más kérdésekhez eltérő tulajdonságokkal rendelkező élőlényekre van szükség. Annak eldöntésére, hogy a földrajzi elterjedés korrelál-e a kihalási rátával, vagyis van-e valamiféle együttjárás egy adott faj által elfoglalt terület nagysága és kihalásának valószínűsége között, a lassú evolúció kifejezetten előny lehet. Az evolúció tempója vajon állandó vagy vannak olyan "evolúciós robbanások" amikor az adott csoportban - geológiai értelemben - nagyon gyorsan nagy változások történnek, amit aztán a változatlanság hosszú időszaka követ? Mi okozza a tömeges kihalási eseményeket, ami az adott időszakban élt csoportok nagy részét elpusztítja?   

Kövesd az esemény hivatalos oldalát vagy a Facebook oldalt, ahol még többet megtudhatsz az este részleteiről és a többi előadásról! 


Mi számít jó adatnak a paleontológiában?

Konklúzióként két tanulságot vonhatunk le. Egyrészt azt, hogy a gyors evolúciójú, relatíve könnyen és nagy tömegben fosszilizálódó mészvázas tengeri gerinctelenek sokszor jobb minőségű adatokat nyújtanak bizonyos kérdések, elsősorban a makroevolúcióval kapcsolatos kérdések megválaszolásához, mint a nagyságrendekkel ritkábban fosszilizálódó, általában töredékesen előkerülő gerinces-maradványok. Másrészt, ahogy hiba lenne a paleontológiát dinoszaurusz-tudományra redukálni, ugyanúgy nem lenne helyénvaló azt mondani, hogy az érdekes paleontológiai kérdések kizárólag az evolúció "nagy kérdéseire" vonatkoznak.  

Az őslénytannak, mint hagyományosan a biológia és a geológia között elhelyezkedő, némileg kevert diszciplínának a kérdései a fosszilizáció üledékföldtani problémáitól kezdve, az evolúció nagyléptékű trendjein át egészen a dinoszauruszok tollainak színéig terjednek. Ami az egyik esetben jó típusú adatnak számít, az a másikban használhatatlan.

Egy bizonyíték episztemikus értékét maga az episztemikus kontextus határozza meg, nincsen kontextusfüggetlen (jó) bizonyíték. Különböző típusú kérdések különböző adatsorokat igényelnek, melyeket különböző módszertannal igyekeznek megszólaltatni a múltat faggató kutatók.

Akit érdekel a paleontológiának ez a módszertani változatossága, és az ennek kapcsán felmerülő filozófiai problémák, többet is megtudhat, ha ellátogat szeptember 30-án, a Kutatók Éjszakáján "Fogadjunk-e a dinoszauruszok színére?" című, 16 órakor kezdődő előadásomra.   

 

Források:

  • Eberth, D.A., et al. 2010. “A centrosaurine mega-bonebed from the Upper Cretaceous of southern Alberta: implications for behaviour and death events.” In New Perspectives on Horned Dinosaurs: The Ceratopsian Symposium at the Royal Tyrrell Museum, September 2007. M.J. Ryan, B. Chinnery-Allgeier és D.A. Eberth (szerk.) Indiana University Press, Bloomington, IN., 495–508.
  • Botfalvai, Gábor, Attila Ősi és Andrea Mindszenty 2015. “Taphonomic and Paleoecologic Investigations of the Late Cretaceous (Santonian) Iharkút Vertebrate Assemblage (Bakony Mts, Northwestern Hungary).” Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 417: 379–405.
  • (https://paleobiodb.org/#/)

Képek forrásai:

A szerző, Bárdos Dániel a BME Tudományfilozófia és Tudománytörténet Doktori Iskolájának harmadéves hallgatója. A PTE-n szerzett filozófusi diplomát, már az alapszak óta érdeklődik a biológia filozófiája, elsősorban a paleontológiával kapcsolatos filozófiai kérdések iránt. Kutatási területe a többszintű szelekciós elképzelések, különösen a fajszelekció paleobiológiai modellekben betöltött szerepe, valamint a paleobiológia és az evolúcióelmélet egymáshoz való viszonya.

Szólj hozzá

filozófia paleontológia kutatók éjszakája