Kas yra akritarchai? Eukariotų mikrofosilijos ir jų reikšmė
Sužinokite, kas yra akritarchai — organinės eukariotų mikrofosilijos, jų kilmė, evoliucinė reikšmė, įvairovė ir vaidmuo nuo proterozojaus iki paleozojaus.
Akritarchai yra organinės kilmės mikrofosilijos — dažniausiai laikomos eukariotų ląstelių arba jų dalių liekanomis. Dažniausiai matomi kaip atsparios, vienasluoksnės ląstelių sienelės arba ląstelių sienelių išskiriamos dangalos, randamos ankstyvosiose proterozojaus eros uolienose. Šių struktūrų cheminė sudėtis yra organinė, o ne kalcio karbonato, todėl jos išlikusios organiniame milijonmečių pavidale ir yra aptinkamos palinologiniuose bei organinės geochemijos tyrimuose. Tiksli jų biologinė prigimtis nėra iki galo aiški, tačiau morfologija primena kai kurių šiuolaikinių dinoflagelatų (pvz., „raudonojo potvynio“ sukėlėjų) ramybės stadijas arba cystas.
"Šios mikrofosilijos yra eukariotų dumblių dauginimosi ciklo ramybės stadija". p258.
Struktūra ir morfologija
Akritarchai pasižymi dideliu formų ir ornamentacijos įvairove: nuo paprastų apvalių ar ovalių paviršių iki sudėtingų, spyglius, žiedus ar plėves turinčių struktūrų. Dydis paprastai svyruoja nuo kelių mikrometrų iki kelių šimtų mikrometrų. Jie yra organinių sienelių fragmentai arba pilnos dangos, kurios dėl savo stabilios cheminės sudėties gerai išsilaiko geologiniuose sluoksniuose. Daugelyje formų matomos išorinės detalės — spygliukai, įlinkiai ar plokštelės — kurios naudojamos klasifikacijai ir biostratigrafiniams palyginimams.
Laikotarpinis pasiskirstymas ir evoliucija
Akritarchai gausiai aptinkami organinių medžiagų turtinguose ~1,4–1,6 mlrd. metų senumo skalūnų ir dumblo sluoksniuose. p57 Iš jų gausybės ir formų kitimo duomenų matyti reikšminga eukariotų įvairovės dinamika: maždaug prieš 1 mlrd. metų pradėjo didėti jų gausa, morfologinė įvairovė, o ypač dalelių dydis ir spyglių skaičius. Neoproterozojaus metu jų populiacijos buvo paveiktos didelių klimato svyravimų — pvz., kriogeninio laikotarpio (apie prieš 860 mln. metų) arba „Sniego gniūžtės Žemės“ epizodų poveikio, kuomet daugelis mikroorganizmų populiacijų sumažėjo arba migravo. Po šių įvykių dalis formų vėl išsiplėtė; akritarchai paplito per kambro sprogimą ir didžiausią įvairovę pasiekė paleozojuje, nors daugelis tipų išnyko vėlesniuose perioduose — jie išliko bent iki ordoviko laikotarpio. p256.
Taksonomija ir kilmė
Akritarchai nėra vieninga filogenetinė grupė—tai forminė (morfologinė) kategorija, kurios vienija organinės mikrofosilijos pagal išorines savybes. Dėl didelės formų įvairovės ir panašių dangalų gamintojų įvairovės nėra aišku, ar akritarchai yra monofiliniai, ar sudaryti iš kelių nepriklausomų eukariotų linijų. Kai kurios formos greičiausiai atitinka dinoflagelatų ramybės cystas, kitos gali būti įvairių dumblių, žaliųjų ar raudonųjų dumblių, arba kitų panašių mikroskopinių eukariotų produktai. Manoma, kad daugelis akritarchų atspindi dauginimosi ciklo ramybės ar sporos stadijas, skirtas išlikimui nepalankiomis sąlygomis.
Poveikis ekologijai ir evoliucijai
Viena hipotezių, paaiškinančių sudėtingesnės morfologijos (pvz., spyglių) atsiradimą — tai adaptacija apsisaugoti nuo plėšrūnų, kurie galėjo praryti arba mechanškai pažeisti ląsteles. Panašūs apsauginiai bruožai aptinkami ir kitose neoproterozojaus mažų organizmų grupėse, kas rodo potvarkį didėjančios predacijos ir ekosistemų kompleksiškumo link neoproterozojaus pabaigoje. Akritarchų gausa ir įvairovė taip pat parodo ankstyvą eukariotų evoliucijos ir ekosistemų permainų impulsą prieš daugumą makroskopinių gyvūnų atsiradimo laikotarpio.
Praktinė reikšmė ir tyrimo metodai
Akritarchai yra svarbūs biostratigrafijoje — jų atpažinimas ir pasiskirstymas sluoksniuose padeda datuoti senovinius nuosėdinius uolienų profilius, ypač tose srityse, kur nėra gerai išlikusių makrofosilijų. Be to, jų morfologija ir koncentracijos pokyčiai naudojami rekonstruoti paleoekologines sąlygas (pvz., jūros produktyvumą, deguonies lygį, klimato svyravimus). Tyrimai apima mikroskopinę palinologiją, organinės medžiagos analizę, retkarčiais cheminius žymenis (biomarkerius) bei statistinę morfologinę klasifikaciją.
Apibendrinant, akritarchai yra vertingas langas į ankstyvąją eukariotų biologiją ir Proterozojaus–Paleozojaus ekosistemų raidą: nors jų tiksli taksonominė prigimtis lieka diskutuotina, jie teikia informaciją apie evoliucinius, ekologinius ir geologinius procesus prieš milijardus metų.
Naujausias atradimas
Neseniai padarytas atradimas gerokai praplėtė mūsų žinias apie akritarchus. Didelių (50 μm) akritarchų rasta Pietų Afrikoje, archainio amžiaus kvarco uolienose. Šios uolienos datuojamos prieš 3 200 mln. metų, todėl jie yra antra seniausia gyvybė, kurios fosilijų rasta. Ankstyviausios yra cianobakterijos, rastos stromatolituose.
Tai svarbu dėl to, kad akritarchai yra eukariotai. Tai reiškia, kad eukariotai atsirado bent 1,5 mlrd. metų anksčiau, nei manyta.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra akritarchai?
A: Akritarchai - tai ankstyvosios mikrofosilijos, eukariotų ląstelių liekanos. Jie turi vienasluoksnę ląstelės sienelę arba ląstelės sienelės išskiriamą dangalą, kurių galima rasti proterozojaus eros uolienose.
Klausimas: Kokia jų cheminė sudėtis?
Atsakymas: Akritarchų cheminė sudėtis yra organinė, o ne kalcio karbonato.
K: Kada jie atsirado pirmą kartą?
A: Akritarchai pirmą kartą pasirodė prieš 1,4-1,6 mlrd. metų organinių medžiagų turtinguose skalūnų ir dumblo sluoksniuose.
K: Ar jie yra monofiliniai?
A: Nėra aišku, ar akritarchai yra monofiliniai, ar ne, nes jų formos labai įvairios.
K.: Kodėl jų populiacijos kriogeno laikotarpiu sumažėjo?
A.: Akritarchų populiacijos sumažėjo kriogeno laikotarpiu prieš 860 mln. metų dėl sniego gniūžtės Žemės epizodų.
Klausimas: Kodėl laikui bėgant jie tapo labiau nugariniai?
A: Akritarchų spindesys galbūt padidėjo dėl būtinybės apsisaugoti nuo plėšrūnų, kurie buvo pakankamai dideli, kad juos prarytų arba sudraskytų.
Klausimas: Ar tuo metu kitos organizmų grupės taip pat išvystė apsaugą nuo plėšrūnų?
Atsakymas: Taip, kitos neoproterozojaus epochos mažų organizmų grupės taip pat turi apsaugos nuo plėšrūnų požymių.
Ieškoti