Graver fram dyrenes opprinnelse

En gullgruve av fossiler har i 520 millioner år ligget begravet på Nord-Grønland. Her kan det ligge hemmeligheter om de første dyrene.

Svaret på hvordan denne moskusoksen – og alle andre dyr – har oppstått, ligger kanskje gjemt i fjellet under den. Sirius Passet på Nord-Grønland er et av de få stedene i verden hvor man har funnet fossiler av bløtdyr fra jordens tidligste dyreliv. Forskerne mener de gi oss nøkkelen til å forstå utviklingen fra enkle bakterier til et mangfoldig dyreliv. (Foto: Emma Hammarlund)
Svaret på hvordan denne moskusoksen – og alle andre dyr – har oppstått, ligger kanskje gjemt i fjellet under den. Sirius Passet på Nord-Grønland er et av de få stedene i verden hvor man har funnet fossiler av bløtdyr fra jordens tidligste dyreliv. Forskerne mener de gi oss nøkkelen til å forstå utviklingen fra enkle bakterier til et mangfoldig dyreliv. (Foto: Emma Hammarlund)

Den kambriske eksplosjone

«Den kambriske eksplosjonen» er navnet på den plutselige flommen av flercellede organismer for omkring 543 millioner år siden.

Navnet er hentet fra den etterfølgende perioden, «kambrium».

Før denne tiden fantes det bare enkle organismer og bakterier på jorden. Men plutselig skjedde det altså noe som gjorde det mulig for flercellede organismer å utvikle seg.

Det viser fossiler fra perioden, som man har funnet i jordlag over hele verden, blant annet på Bornholm. Dette er imidlertid bare fossiler av de hardeste og mest motstandsdyktige delene av organismene, som for eksempel skjelettet.

Men noen få steder i verden har man også funnet fossiler av bløtdeler, for eksempel hele ormer og maneter, hvor vev som muskler, øyne og tarmkanaler er svært godt bevart.

De mest berømte stedene er Burgess Shale i British Columbia i Canada og i Chengjiang i Yunnan-provinsen, Sør-Kina. Og så er det Sirius Passet, som er om lag like gammelt som Chengjiang.

Kilde: Emma Hammarlund

 

Fossiler

Ordet fossil kommer fra det latinske ordet «fossus», som betyr «oppgravd».

Et fossil er en forsteining av avtrykket eller vevet av et dyr eller en plante, bevart i for eksempel stein eller rav.

Særlig havdyr finnes som forsteininger i gammel havbunn, som gjennom jordens forskyvninger er blitt hevet opp og med tiden blitt til tørt land.

Vitenskapen som beskjeftiger seg med fossiler, kalles paleontologi.

Sirius Passet er et område i det nordligste Grønland hvor man har funnet fossiler fra den kambriske eksplosjon.

Området er kalt opp etter Sirius-patruljen, og ligger på den østlige kysten av J.P. Koch-fjorden.

 

Kilde: Wikipedia

En ekspedisjon på åtte forskere dro i juli ut på en ekspedisjon til Sirius Passet på Nord-Grønland. Det er et av de minst tilgjengelige områdene i verden, med snøstormer om sommeren og permanent is på fjordene.

Så når forskerne valgte å slå leir her oppe i tre uker, skyldes det en unik samling fossiler som kan gi ny kunnskap om opprinnelsen av dyrelivet.

En av forskerne som dro var Emma Hammarlund, som er doktorgradsstudent i geokjemi ved Nordisk Center for Jordens Udvikling, ved Syddansk Universitet.

– Dette området er helt unikt fordi det rommer jordens kanskje eldste fauna, hvor også bløtdyr er bevart, ofte i komplette utgaver, forteller hun.

Store spørsmål

Sirius Passet ble opprinnelig funnet ved en tilfeldighet etter den geologiske kartlegningen av Nord-Grønland på 1980-tallet.

Sirius Passet sett fra helikopter. (Foto: Emma Hammarlund)
Sirius Passet sett fra helikopter. (Foto: Emma Hammarlund)

I tillegg til Hammarlund, besto gruppen som slo leir her også av paleontologer fra det danske Statens Naturhistoriske Museum  – alle er de på jakt etter nye prøver som kanskje kan bringe dem litt nærmere et svar på utviklingshistoriens helt store spørsmål:

Hvordan så dyrelivet ut for 520 millioner år siden, og hva var det som forårsaket eksplosjonen fra encellede bakterier til en vrimmel av flercellede dyr med armer, bein og øyne?

Plutselig myldret livet fram

Spranget fra enkle bakterier til dyr kalles «den kambriske eksplosjon» og er en periode forskerne ikke vet nok om. (Se faktaboks)

Men man vet at det for 543 millioner år siden begynte å skje noe som endret verden markant.

– Jorden er 4,5 milliarder år gammel, og i de første fire milliardene år eksisterte det bare encellede organismer og bakterier.

- Men så sier det bang! – plutselig myldrer de flercellede dyrene fram, og etter kort tid eksisterte mange av de dyreartene vi kjenner i dag, forteller Hammarlund.

Strid om årsak

Forskerne kjenner fortsatt ikke årsaken til det plutselige skredet av nye arter.

Noen mener det skyldes en kjemisk reaksjon som har satt fart i utviklingen av mer oksygen på jorden, noe som plutselig har gjort dyrelivet mulig.

- Andre mener det må ha vært en biologisk utløser, som for eksempel at noen dyr plutselig fant på å spise andre, sier Hammarlund.

Selv mener hun det skyldes en kombinasjon av faktorene. Den hypotesen vil hun undersøke ved å se på hvordan havkjemien har utviklet seg gjennom tiden, noe som krever informasjon fra de nye prøvene.

– Det er litt som å være en detektiv. Jeg ser på små ledetråder, for eksempel jern. Jeg vet at jern oppfører seg på en bestemt måte, avhengig av hvor mye oksygen som er tilstede.

- Men vi må bruke mange forskjellige indikatorer, som til sist må samles sammen som et puslespill, fordi de er pålitelige nok i seg selv, forklarer Hammarlund.

Emma Hammarlunds kollegaer i full sving med å rense stein for å komme ned til kilden av fossillaget. Fra venstre paleontologene Jan Audun Rasmussen, Arne Torshöj Nielsen, Jakob Wallöe Hansen og Martin Stein. (Foto: Emma Hammarlund)
Emma Hammarlunds kollegaer i full sving med å rense stein for å komme ned til kilden av fossillaget. Fra venstre paleontologene Jan Audun Rasmussen, Arne Torshöj Nielsen, Jakob Wallöe Hansen og Martin Stein. (Foto: Emma Hammarlund)

Tradisjonelt utgravingsarbeidet

Det er et møysommelig arbeid å grave etter fossiler og ta prøver av havbunnen rundt.

For å komme ned til kilden, må man først fjerne et gruslag. Det gjør man med hammer og spade, og det må gjøres forsiktig, fordi stein og grus ellers kan rase ned over det man vil ha fram, forteller Hammarlund.

Sirius Passet er dessuten en nasjonalpark, verdens største, og derfor måtte forskerne være nøye med å ikke etterlate seg spor.

– Det foregår på den tradisjonelle måten. Man graver, måler, samler og skriver ned. Det er fristende å ta geokjemiprøver hele tiden, fordi et par centimeter klippe kan svare til tusen år. Eller ti tusen!

- Men man må selvfølgelig begrense seg, forteller hun.

Innsamlingen krever stor ordenssans

Emma Hammarlund endte med å ta prøver for minst hver tiende centimeter.

I alt 200 prøver i rekkefølge, som hun har la i separate plastposer, der hun skrev dybde og type havbunn.

– Det er nødvendig, for ellers kan det bli rotet sammen. Og hvis man kommer hjem og mangler noe, kan man ikke dra tilbake og gjøre det på nytt, sier Hammarlund.

 (Foto: Emma Hammarlund)
(Foto: Emma Hammarlund)

Sjeldne ekspedisjoner

Ekspedisjonene til Sirius Passet er nemlig sjeldne begivenheter, selv om forskerne vet at det kan gi viktige funn.

Det skyldes at reisen både er vanskelig og dyr, og derfor gjelder det å utnytte tiden når man er det, forklarer Hammarlund.

De åtte forskerne har til sammen samlet inn mer enn ett tonn prøver. Disse er nå på vei til København, der de skal undersøkes nærmere.

Det er fossiler av fisker, leddyr, mollusker, ormer og muslinger. Blant annet flere hittil ukjente arter.

– Selve fossilene havner hos Statens Naturhistoriske Museum i København. Som geokjemiker er jeg mest interessert i å ta prøver av det som er rundt fossilene.

- Jeg trenger ikke særlig mye – et par gram er nok til å undersøke det med mikroskop, forteller hun.

 (Foto: Jan Audun Rasmussen)
(Foto: Jan Audun Rasmussen)

Analysen tar tid

Det er et omfattende arbeid som venter Hammarlund. Hun må skjære og knuse steinene for å analysere hver enkelt liten bit.

– Det tar lang tid å få oversikt over de forskjellige elementene. Jeg må først koke steinene og trekke ut svovelet, og deretter analysere jern, karbon og forskjellige isotoper.

- Til slutt vil dataene forhåpentligvis kan gi et bilde av hvordan havkjemien har utviklet seg gjennom tiden.

Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

Referanser

Emma Hammarlund

Powered by Labrador CMS