Az Őshüllők 3D Tengerek dinoszauruszai Tanári útmutató és feladatgyűjtemény három egységre tagolódik, melyek az

Amikor a Földről esik szó, a diákok arra ösztönösen mint változatlanra szoktak gondolni, a földi életre pedig annak jelenlegi megnyilvánulási formáiban tekintenek. A földtörténet rendkívül hosszú időszakot felölelő mivoltát, valamint a fajok átalakulását nehéznek bizonyulhat elképzelni, illetve megérteni. Az Őshüllők 3D – Tengerek dinoszauruszai című film segítséget nyújt az élet történetének és az evolúciónak a megismerésében látványos és figyelemfelkeltő képeken keresztül a biológia és földrajz tantárgyak témaköreihez kapcsolódóan. További oktatási segédanyagok, illetve feladatok megtalalhatók a film hivatalos honlapján: www.SeaRextheFilm.com, ahol sok más ismeretterjesztő információval együtt Az Őshüllők 3D – Tengerek dinoszauruszai filmszereplői című kiegészítő füzet is rendelkezésre áll. Ez a PDF formátumú kiegészítő anyag segít bemutatni minden egyes, a filmben szereplő tengeri és repülő őshüllőt, valamint dinoszauruszfajt azok legfontosabb jellemzői alapján: nevük eredete, rendszerezésük, időbeni és térbeli elterjedésük, méretük, táplálkozásuk mellett további érdekes, ismeretterjesztő adatokkal kiegészítve. Az Őshüllők 3D – Tengerek dinoszauruszai Tanári útmutató és feladatgyűjtemény három egységre tagolódik, melyek az

élet- és földtudományok tantervekben szereplő témakörök közül merítenek. Ezen három egység: “Mik azok a tengeri őshüllők?”, “Mi a palentológia?” és “Micsoda tömegkihalás!” mindegyike az adott témaról alapvető és lényegi információkkal kerül bevezetésre, amelyek segítenek a feladatokhoz kapcsolodó összefüggések megvilágításában. A feladatokat úgy állítottuk össze, hogy azok könnyen beépíthetők legyenek a tananyagba, és minden évfolyam és korosztály számára megfeleljenek, az alsótagozattól az egyetemi szintig (1-2; 3-5; 6-8; és 9-12 évfolyamok). Az útmutatóban javasolt gyakorlati feladatokat a film megtekintésétől függően különböző időpontokban végezhetik el a diákok. Az első részben szereplő feladatok kifejezetten a film megtekintését megelőzően végzendők el annak érdekében, hogy a diákok előre megismerkedhessenek a filmvetítés során felmerülő tudásanyaggal. A második és harmadik részben található feladatok a film megtekintése előtt és után egyaránt alkalmazhatók.

TENGER [nagy kiterjedésű sós víz] REX [latin szó, jelentése: király] A FILMRŐL Az Őshüllők 3D – Tengerek dinoszauruszai című film egy 200 millió évvel ezelőtti világba, a mezozoikumba repíti vissza a diákokat, akik egy csodálatos kaland részeseiként a triász, jura és kréta időszakok impozáns méretű vízi élőlényeit ismerhetik meg időutazásuk során. Jóval azelőtt, hogy a dinoszauruszok meghódították volna a szárazföldet, ezek az elképesztő méretekkel és képességekkel büszkélkedő tengeri őshüllők uralták az óceánok mélységeit. Egy fiatal fantáziadús nő és egy múltbéli természettudós társaságában fedezhetik fel a diákok ezt a kevéssé ismert világot és lenyűgöző állatvilágának olyan képviselőit, mint az erőteljes Liopleurodon, a hosszúnyakú Elasmosaurus, a magyarul „szem-gyík”-ot jelentő Ophthalmosaurus és a gigászi Shonisaurus. A legmodernebb háromdimenziós számítógépes grafika legújabb vívmányainak köszönhetően a természettudomány egyedülálló és egyben szórakoztató formában kel életre a filmvásznon.

DIÓHÉJBAN

Minden egyes tanári útmutató és feladatgyűjtemény nyomtatott verziója tartalmaz egy posztert a filmben szereplő külünféle fajokról, és egy földtörténeti időskálát. Ezek letölthetők a film hivatalos honlapjáról: www.SeaRex-theFilm. com Ezen segédanyag végén, a harmadik fejezet után talalható egy szójegyzék, amely a tanári útmutató és feladatgyűjteményben használt tudományos kifejezéseket magyarázza meg. Kérdéseit, észrevételeit az alábbi e-mail címen várjuk: [email protected]

• ELSŐ FEJEZET: “Mik azok a tengeri őshüllők?”

Alaktannal, jellegzetességekkel és alkalmazkodással kapcsolatos feladatokat tartalmaz, amelyek alapul szolgálnak a rendszertani besorolás mechanizmusának és logikájának a tanításához. Remek módja annak, hogy a diákok megérthessék az evolúciót a rendszertani besorolások és a fajok rokonsági kapcsolatainak összefüggéseiben – esetünkben a tengeri őshüllők alapján.

• MÁSODIK FEJEZET: “Mi a palentológia?”

A fosszíliákról és az evolúcióról tartalmaz általános ismereteket. Elsődlegesen a paleontológiában alkalmazott módszerekre, illetve a fosszíliák és a földtani folyamatok közötti kapcsolatokra helyezi a hangsúlyt.

• HARMADIK FEJEZET: “Micsoda tömegkihalás!”

A fajok evolúciójával és fejlődési útjával, valamint a kihalási események előfordulásával foglalkozik.

Ezen kiadványt a tanárok és oktatók szabadon sokszorosíthatják iskolai használatra. Ezen kiadvány semminemű adatbázisban történő tárolása, valamint továbbítása semmilyen formában, semmilyen módon, akár elektronikus vagy gépi, akár rögzítés által, nem engedélyezett a kiadó előzetes engedélye nélkül. A kiadvány sokszorosítása kereskedelmi viszonteladás céljából szigorúan tilos.

I. MIK AZOK A TENGERI ŐSHÜLLŐK? 1. DINOSZARUSZOK-E A TENGERI ŐSHÜLLŐK? A kainozoikummal ellentétben, amelyet az emlősök uraltak, a mezozoikum az őshüllők (helyesebben Sauropsida avagy hüllőszerűek, lásd alább) kora volt. Ebben az időszakban ezek az állatok népesítették be a különböző élőhelyeket, így a pteroszauruszok a levegőt, a dinoszauruszok a szárazföldet és a tengeri őshüllők számos csoportja a tengereket. Mivel ezen élőlények mindegyike általában nagy méretekkel rendelkezett, gyakorta - teljesen helytelenül - dinoszauruszoknak tekintik valamennyit. A dinoszauruszok biológiai öregrendet alkotnak, amelyet több sajátos jellegzetesség különböztet meg, így például az egyedi combcsontvég, a combcsont feje és nyaka. Kizárólagosan szárazöldi hüllők voltak, nincs tudomásunk arról,

hogy tengeri vagy egyéb vízi környezetben is éltek volna. Jóllehet nagyjából a dinoszauruszokkal egy időben éltek, az általában ”tengeri őshüllőknek” nevezett állatok különböző alosztályokba tartoztak, és így rendszertani szempontból nem alkottak homogén csoportot. Ezen őshüllőcsoportok mindegyike többé-kevésbé a dinoszauruszok távoli rokonai. A ma élő hüllők közül csak nagyon kevés fordul elő tengeri környezetben. Ezek leggyakoribb képviselői a tengeri teknősök és tengeri kígyók, illetve a nem annyira szoros értelemben véve tengeri állatnak nevezhető sósvízi krokodil (Crocodylus porosus), a tengeri leguán (Amblyrhynchus cristatus) és a szalagos varánusz (Varanus salvator).

MIÉRT HELYTELEN A “HÜLLŐK” CSOPORTJA FEJLŐDÉSTÖRTÉNETI (FILOGENETIKAI) SZEMPONTBÓL? 1.a ábra - PARAFILETIKUS CSOPORT Magzatburkosok (Amniota) Synapsidák (emlősszerűek és emlősszerű hüllők)

Hüllők

Sauropsidák (hüllőszerűek)

Emlősszerű hüllők

Emlősök

Teknősök

Varánuszfélék

Krokodilok

Madarak

b c a

A hüllők (Reptilia) parafiletikus csoportja tartalmaz egy közös rendszertani őst (a) és annak bizonyos leszármazottait, míg a magzatburkosok (Aminota), hüllőszerűek (t) és a Synapsidák (emlősszerűek és emlősszerű hüllők) monofiletikus csoportjai (szürke mezők) mindegyike tartalmaz egy közös rendszertani őst (a, b és c) és annak összes leszármazottját.

A korai rendszerezésekben a csoportokat az akkor élő állatok (például emlősök, hüllők, madarak, halak) és anatómiájuk alapján határozták meg. Egy adott állat nem tartozhatott több csoportba. A hüllők (Reptilia) osztályát eredetileg a csúszó-mászó állatok csoportjaként határozták meg, amelyek közé tartoztak a gyíkok, teknősök és a korkodilok, de nem tartalmazták a madarakat és emlősöket, amelyek saját osztályt alkottak. A későbbiekben az emlősszerű hüllőket, amely egy fosszilis csoport, besorol-

ták a Reptilia osztályába (hüllők, 1.a ábra). Jóllehet a krokodilok, madarak, teknősök, emlősök és emlősszerű hüllők mind-mind visszavezethetők egy közös rendszertani ősre (1.b ábra), az emlősszerű hüllők közelebbi rokoni kapcsolatban állnak az emlősökkel, míg a krokodiloknak a madarak közelebbi rokonai, mint a teknősök. Míg a Reptilia (hüllők) osztályába tartoznak a varánuszfélék, a teknősök, a korkodilok és az emlősszerű hüllők közös

rendszertani őse, addig a közös ősnek csak néhány leszármazottja sorolható ide. Nem tartoznak bele a madarak és az emlősök (lásd a szagatott vonalat az 1.a ábrán). Ennek megfelelően a Reptilia (hüllők) parafiletikus csoport. Ezzel szemben monofiletikus csoportnak nevezzük az egy közös rendszertani őstől származó élőlények összességét (vagyis az őst és összes leszármazottját együttesen). Ah-

hoz, hogy monofiletikus csoportot alkossanak, amely az egyetlen olyan csoport, amit a filogenetikus (fejlődéstörténeti) rendszertanban elfogadnak, a madarakat és az emlősöket hüllőknek kellene tekintenünk a rendszerezés szempontjából. Ugyanakkor, nem felelne meg a Reptilia (hüllők) eredeti meghatározásának, és ezért elvetendő.

2. A TENGERI ŐSHÜLLŐK RENDSZEREZÉSE AZ ÉLŐVILÁG RENDSZEREZÉSE Az organizmusok, élőlények rendszerezése a közöttük fennálló rokonsági kapcsolatokon alapszik. Ezt filogenetikus (fejlődéstörténeti) rendszerezésnek nevezzük. A fejlődéstörténeti rendszertan a rendszerezés alapjának a törzsfejlődés során kialakult rokonsági kapcsolatokat tekinti, a rendszerezést, osztályozást pedig az ezen kapcsolatokat kifejező filogenetikus családfa (rokonsági fa) segítségével végzi. A családfa megszerkesztéséhez az élőlények morfológiai (alaktani) jellegzetességeit hasonlítják össze. Ilyen például a koponya hasi (ventrális) végén talalálható nyílás előfordulása a teknősöknél, varánuszféléknél, krokodiloknál és a kezdetleges madaraknál, amely ugyanakkor az emlősöknél és emlősszerű hüllőknél nem található meg. Ennek a nyílásnak a jelenléte egy olyan közös jellegzetesség, amely egy, ezt a jellemzőt elsőként hordozó, közös rendszertani őstől származik.

Ez a sajátos jellegzetesség tehát meghatároz egy adott monofiletikus csoportot, azaz az egy közös rendszertani őstől származó élőlények összességét, jelen esetben a Sauropsidák (hüllőszerűek) csoportját (1.b ábra). További közös jellegzetességek szűkebb csoportokat határoznak meg, mint például a diapsidák csoportját (háti avagy dorzális és laterális, azaz bal és jobb oldali koponyanyílások megléte). Ennek eredménye egy olyan családfa, amelyben a fajokat egy azok feltételezett közös rendszertani őse kapcsolja össze. Ez a rendszerezés egyedül a monofiletikus csoportokat veszi figyelembe. Végeredményként a rendszerezés felvázolja és nyomon követi az élet történetét és annak evolúcióját a morfológiai (alaktani) jellegzetességek változásainak alakulásával együtt.

Liopleurodon - Plezioszaurusz

KÖZÖS ŐS? MILYEN KÖZÖS ŐST EMLÍTETTÉL? Élő szervezetek fosszilizációja ritkán fordul elő, és ha meg is történne, akkor is sokféle feltétel együttes előfordulása szükséges hozzá. A végeredménykénti fosszilis rekord az élet történetének egy szakaszába enged visszapillantást. Ha az élet történetének fáját hasonlítanánk össze egy valódi fával, akkor az előbbinek csak néhány elszórt rügyét, levelét és ágmaradványait találnánk meg fosszilis maradványként , amelyek közül is csak töredéküket találták meg a paleontológusok. Nagyon csekély annak az esélye, hogy valaha is olyan fosszílialeletekre bukkannánk, amelyek az egész faág rekonstrukcióját lehetővé tennék. Ami pedig a valódi fát illeti, vajmi kevés az esélye annak, hogy megtaláljuk bármely fajnak is a közvetlen ősét. Tudományos szempontból, egy már azonosított ős elhelyezése egy rokonsági kapcsolatokra épülő családfán

(leszármazási ágon) nem értelmezhető: Hogyan bizonyíthatjuk be, hogy egy adott fosszilis faj ténylegesen egy másiknak a közvetlen őse, és nem egyszerűen egy kihalt leszármazási ág, amely közeli rokonsági kapcsolatban áll ezzel az őssel? Ennek megfelelően a filogenetikus rendszerezés nem követi nyomon az ősök és leszármazottaik közötti rokonsági kapcsolatokat, hanem csak a viszonylagos kapcsolatokat, míg az összes ős csak feltételezett marad. Így például a teknősök közelebbi rokonsági kapcsolatban állnak a madarakkal, mint az emlősökkel, mert egy olyan jellegzetességgel rendelkeznek, amelyet egy közeli őstől örököltek, ami viszont az emlősöknél nem található meg. Az egymással evolúciós szempontból legközelebbi rokonsági kapcsolatban álló fajokat ikerfajoknak nevezik. Lásd továbbá a [2.b ábrát] „Az élettől a fosszíliáig”.

A TENGERI ŐSHÜLLŐK TÖRTÉNETE ÉS RENDSZEREZÉSE A hüllők rendszerezése sokat fejlődött a gerincesek (Vertebrata) közötti fejlődéstörténeti (filogenetikus) rokonsági kapcsolatok rekonstrukciójára tett első kísérletek óta. A köznyelvben széles körben elterjedt hüllő (Reptilia) kifejezést a tudósok ma már nem használják, ehelyett a Sauropsida (hüllőszerűek) (1.a ábra) csoportba történő besorolásuk az elfogadott. A hüllőszerűek (Sauropsida) három fő csoportra tagozódnak: a teknősökre (Testudines), a Lepidosauromorphákra (“pikkelyes hüllő alakúak”) és az Archosauromorphákra (“uralkodógyík alakúak”) (1.b ábra). A teknősök (Testudines) rendjébe tartozik az összes (szárazföldi és vízi) teknősfaj, míg a Lepidosauromorpha magában foglalja az ichthyoszauruszokat (halgyíkokat), a pikkelyes hüllőket (Squamata; moszaszauruszok, kígyók, gyíkok) és a Sauropterygiákat (kavicsfogú álteknősök (Placodonta), nothoszauruszok, plezioszauruszok). A Prolacertiformes és az Archosauriák (crocodylomorphák, pteroszauruszok és dinoszauruszok) alkotják az Archosauromorphák (“uralkodógyík alakúak”) alosztályágát.

A tengeri őshüllők (avagy tengeri hüllőszerűek, tengeri Sauropsidák) a dinoszauruszokkal ellentétben nem alkottak homogén csoportot. Ttávoli rokonsági kapcsolatban lévő állatokból álltak, amelyek mindegyike szárazföldi sauropsidáktól származik, és egyenként sajátosan alkalmazkodtak a tengeri életmódhoz és környezethez. Ide tartoznak többek között a tengeri teknősök, számos crocodylomorpha-csoport (amelyhez tartoznak a krokodilok és kihalt rokonaik), moszaszauruszok, ichthyoszauruszok (halgyíkok), a Sauropterygia öregrendje (nothoszauruszok, placodonta, azaz kavicsfogú álteknősök és a plezioszauruszok). Az első tengeri őshüllő valószínüleg a Mesosaurus volt. Alig egy lábnyi hosszával (30 centiméter) ez a kisméretű állat a perm időszakban élt, és előfordult mind Dél-Afrikában, mind Brazíliában. Különösen nagy jelentőséggel bír ez a kis óidei állat, mivel elterjedése két olyan kontinensen, amelyek ma távol esnek egymástól, alátámasztja a kontinensvándorlás elméletét ( lásd 2.1.1 részt).

A Mesosaurus perm időszaki előfordulásától eltekintve a legtöbb tengeri őshüllő a mezozoikumi (251– 65 millió évvel ezelőtti) rétegekben található. A triász, a mezozoikum legelső időszaka kulcsfontosságú volt a négylábúak (Tetrapoda) evolúciójában, mivel számos főcsoportjuk ekkor jelent meg a szárazföldön, így például a dinoszauruszok, pteroszauruszok, teknősök, crocodylomorphák és emlősök előfutárai. A tengeri őshüllők pedig ekkor kezdték meg tengeri uralmukat. A placodonta, azaz kavicsfogú álteknősök, a nothoszauruszok és az ichthyoszauruszok (halgyíkok) az a három főcsoport (Lepidosauromorpha) amelynek diverzifikációja a triász során kezdődött el. A Placodonta, azaz kavicsfogú álteknősök, amelyek nevüket lapos, erős, kavicszerű fogaikról kapták, közepes testhosszúságú állatok voltak (2 m / 6,5 láb), a nothoszauruszok és plezioszauruszok közeli rokonai. Legkezdetlegesebb képviselőik a tengeri leguánra hasonlítottak, míg legfejlettebb formái, például a Placochelys nem (genus-), külsőleges jegyei – háti és hasi csontos lemezekből álló páncélzatuk, hosszúra nyúlt, fél-evezőlapátszerű végtagjaik – több hasonlóságot mutattak a tengeri teknősökkel (annak ellenére, hogy nem álltak azokkal közeli rokonságban). A nothoszauruszok félvízi állatok voltak hosszúra nyúlt testtel és nyakkal, valamint rövid, úszóhártyás végtagokkal. A plezioszauruszokkal közeli rokonságban álltak. A kavicsfogú álteknősökhöz (Placodonta) hasonlóan a triász végén haltak ki. A középső triász kor furcsa őshüllője volt a Prolacertiformes rendjéhez tartozó Tanystropheus, amely mind a mai napig rejtély maradt az őslénykutatók számára. Merev nyaka hosszabb volt, mint a testének és a farkának hossza együttvéve, végtagjai pedig nem alkalmazkodtak megfelelően a tengeri környezethez. Habár életmódját homály fedi, az a tény, hogy eddigi leletei kizárólag tengeri üledékből kerültek elő, tengeri élőhelyükre és halevő táplálkozásukra enged következtetni. A legkorábbi ichthyoszauruszok (halgyíkok) az alsótriász korban jelentek meg. Hosszúkás, karcsú testalkat és farok jellemezte őket. Kifejezetten a sekély, part menti környezetben fordultak elő. Ezzel szemben a középső triászi formáik zömökebbek voltak: úszókká módosult végtagokkal, hátúszóval, rövidebb farokkal és a halaké-

hoz hasonlatos szimmetrikus függőleges farokúszóval rendelkeztek, amelyek a nyílt tengeri életmódhoz történő tökéletesebb alkalmazkodásukat mutatja. A késő triász korban jelentős változások következtek be a tengeri élőhelyekben. A nagymértékű tengerszint-visszahúzódás következtében megritkult a part menti környezet, amely az ilyen ökoszisztémára specializálódott élőlényeknek – beleértve a nothoszauruszokat és kavicsfogú álteknősöket (Placodonta) is – fokozatos kihalásához vezetett. A csoport számos képviselőjének valószínűleg a nyílt tengeri életmódhoz való alkalmazkodása tette lehetővé, hogy a halgyíkok (ichthyoszauruszok) túlélték ezeket a környezeti változásokat. A halgyíkok (ichthyoszauruszok) rendje uralta a világtengereket az egész triász folyamán és a kora jurában, ugyanakkor diverzitásuk drasztikus hanyatlásnak indult a késő jurában, majd a kora kréta korra faunájuk jelentősen megcsappant. Körülbelül 90 millió évvel ezelőtt, a felső kréta kezdetén bekövetkezett kihalásuk okait ma is homály fedi. A legkorábbi ismert plezioszauruszok a ltriász legvégéről kerültek elő. A Thalattosuchia (tengeri krokodilok) crocodylomorpha csoporttal együtt a középső triászban jelentek meg és váltak domináns tengeri ragadozókká. Tipikusan széles, masszív testűk és rövid farkuk volt nagy, evezőlapát-szerű uszonyokká fejlődött végtagokkal. Minden idők egyik legnagyobb testű tengeri ragadozócsoportját alkották: kifejlett egyedeinek testhossza 2 méter körülitől (7 láb) akár 20 méternél nagyobb is lehetett (65 láb) Különböző fajtáit elsősorban a fejük és nyakuk méretei alapján osztják két nagy csoportra: a hosszú nyakú és kis fejű plezioszauruszokra, valamint a Pliosauridae családra, amely egyedeinek ezzel szemben rövidebb volt a nyaka és nagy, hosszúkás a feje. A Pliosauridae család tagjait változatos testalkat jellemezte – valószínűsíthetően eltérő táplálkozási szokásaiknak megfelelően. A hos�szú, előrenyúlt állkapocsban hosszúkás hegyes fogakkal rendelkező plioszauruszok feltehetően halakkal, míg a robosztusabb, erőteljes állkapcsú és hatalmas fogazatú egyedek, mint például a Liopleurodon, más tengeri gerincesekkel táplálkoztak. A Plesiosauroidea alrend tagjainak – mint az Elasmosaurusok – hosszú, vékony fogai alapján arra következtethetünk, hogy halakat és fejlábúakat (Cephalopoda) fogyasztottak. A plezioszauruszok a kréta-tercier kihalási esemény (röviden K-T esemény) során végleg kihaltak.

Shonisaurus - Ichthyosaurs

1.b ábra - A TENGERI ŐSHÜLLŐK TÖRTÉNETE ÉS ROKONSÁGI KAPCSOLATAI

A hüllőszerűek (Sauropsida) filogenetikus családfája a fő csoportok posztulált filogenetikus rokonsági kapcsolatait mutatja meg.

A tengeri őshüllők nevei vastag betűvel szedettek, ismert fosszilis rekodjaikat a vízszintes vonalak jelölik , míg relatív időbeli elterjedtségüket az adott vonal vastagsága jelzi. Az “X”-ek a csoport kihalását jelképezik.

A Crocodylomorphák jelentős hüllőcsoportot alkottak, amelyek képviselői közé tartoznak a ma élő korokdilok és számos, változatos morfológiájú (alaktanú) fosszilis formák. A triász időszak végén jelentek meg. Jóllehet “modern” fajaik mind félig vízi állatok, fejlődésük során sokféle élőhelyet népesítettek be.

A moszaszauruszok tengeri hüllők családja (Mosasauridae) a késő kréta korban jelent meg, 90 millió évvel ezelőtt. Közeli rokoni kapcsolatban álltak a ma élő kígyókkal és varánuszfélékkel. Angolnaalakú testalkattal és evezőlapát-szerű úszókká módosult végtagokkal rendelkeztek

A jura időszak kezdetén jelent meg a crocodylomorphák egy tengeri csoportja: a Thalattosuchia (tengeri krokodilok). A Thalattosuchia legkorábbi képviselői nagy valószínűséggel part menti életmódot folytattak, de a Thalattosuchia egyik családja, a középső jurában (170-160 millió évvel ezelőtt) megjelenő Metriorhynchidae már teljességgel vízi állatok voltak. Testalkatuk az evezőlapát-szerű uszonyokká alakult végtagokkal, a hosszú farka végén a halakéhoz hasonló függőleges uszonnyal, valamint a pikkelyes páncélzat hiánya nagy mértékben alkalmassá tette őket a tengeri életmódhoz való alkalamazkodásra. Többségük valószínűleg halevő volt, de a hüllőcsoport egyik utolsó képviselője, a Dakosaurus (“becenevén” Godzilla) erőteljes, recézett levélformájú fogai alapján húsevő volt, és nagytestű gerincesekre vadászott.

A kréta kor végének domináns tengeri ragadozói a moszaszauruszok és a cápák voltak. A moszaszauruszok populációi, köztük a kistestű, halevő partmenti állatoktól a nagyméretű ragadozókig, mint például a Prognathodon, avagy a zsákmányuk páncélját erős állkapcsukkal szétroppantó egyedek – így a Globidens – meghódították a világtengereket és valamennyi ökológiai niche-t (fülkét). A K-T kihalási esemény során teljesen eltűntek a plezioszauruszokkal, a röpképtelen dinoszauruszokkal és pteroszauruszokkal (“szárnyas gyíkkal”) egyetemben.

A crocodylomorphák két csoportja, a Dyrosauridae és a Crocodylia a késő kréta korban jelentek meg. Bár a Dyrosauridák alaktani szempontból jóval kevésbé alkalmazkodtak a tengeri élőhelyhez, mint a Metriorhynchidae, mégis többségük tengeri üledékből került elő. Egyes Crocodylia fajok, azok közül is különösen a ma élő gaviállal közeli rokonságban lévő formák, ugyancsak megtalálhatók tengeri környezetben. Annak ellenére, hogy a Dyrosauridae és a Crocodylia kevés képviselője fordult elő a késő kréta korban, úgy tűnik a K-T kihalási esemény nem érintette őket. Sőt, éppen ellenkezőleg, a nagytestű tengeri őshüllők – így a plezioszauruszok és moszaszauruszok – tömeges kihalása kedvezett az elterjedésüknek és diverzifikációjuknak.

A többi tengeri őshüllőhöz hasonlóan a tengeri teknősök is szárazföldi formáikból alakultak ki. A legkorábbi és legkezdetlegesebb ismert teknős az Odontochelys a késő triász elejéről Kínából való. Rövidült hátpajzzsal (dorsalis carapax), erős hasvérttel (ventralis plastron) és számos foggal rendelkeztek. Habár az Odontochelys végtagjai a ma élő édesvízi teknősökére hasonlítottak, mégis valószínűbb, hogy a tengerekben, illetve deltatorkolatokban fordultak elő. Egyéb tengeri teknősfajok a késő jura és kora kréta korokban jelentek meg. A teknősök (Testudines) rendjébe két alrend tartozik: a nyakrejtő teknősök (Cryptodira), amelyek nyaka függőleges sík mentén húzódik vissza, és a nyakukat vízszintes sík mentén visszahúzó nyakfordító teknősök (Pleurodira). A mezozoikum során közülük három csoport sajátosan alkalmazkodott a tengeri életmódhoz.

Dakosaurus - Crocodyliforms

A filmben szereplő tengeri őshüllőkről kiegészítő füzet is letölthető. Ez a negyven oldalas PDF formátumú kiegészítő anyag segít bemutatni minden egyes, a filmben szereplő tengeri és repülő őshüllőt, valamint dinoszauruszfajt és ezek legfontosabb jellemzőit: nevük eredetét, rendszerezésüket, időbeni és térbeli elterjedésüket, méretüket, táplálkozásukat, további érdekes, ismeretterjesztő adatokkal kiegészítve.

A Plesiochelyidae és a Chelonioidea (utóbbi magában foglalja az összes ma élő tengeri teknőst) családok mindegyike a nyakrejtő teknősök (Cryptodira) alrendjéhez tartozik. A késő jura, illetőleg a kora kréta korokban alkalmazkodtak a tengeri életmódhoz. Ezek mellett a Podocnemidoidae néhány faja és a nyakfordító teknősök (Pleurodira) egy csoportja árasztotta el a tengereket a kora kréta folyamán. Páncélzatuk – a ma élő tengeri fajokhoz hasonlatosan – könnyebb volt, mint a szárazföldi egyedekéi. A Chelonioidea család volt az egyetlen, amelynek végtagjai igazi evezőlapát-szerű uszonyokká módosultak, és benépesítették a nyílt tengeri élettereket. A ma élő kérgesteknős (Dermochelys coriacea) rokonsági kapcsolatban áll ezzel a családdal. A késő kréta korban (75-65 millió évvel ezelőtt) ismert fajok közül a legnagyobb testmérettel rendelkezők az Archelon nembe tartoztak, amelyek kifejlett egyedei elérték a 4-4,5 méteres / 13-14,7 lábnyi testhosszúságot és a 2,2 tonnás / 4500 fontnyi testsúlyt. A tengeri teknősök különösen változatos faji sokfélesége (diverzitása) jellemezte a késő kréta kort. Ez a nagyfokú diverzitás a paleocén során arra enged kövtekeztetni, hogy a crocodylomorphákhoz hasonlóan a K-T kihalási esemény csekély hatással volt a tengeri teknősökre.

1.1.2.c NÉHÁNY TENGERI HÜLLŐSZERŰ (SAUROPSIDA) [ALLOPLEURON]

Név jelentése: “különféle bőrcsontok” Rendszerezése: Anapsida, Testudines, Cryptodira, Cheloniidae Időbeli előfordulása: késő kréta kor (maastrichti korszak, 71-65 millió évvel ezelőtt) Földrajzi elterjedése: Belgium, Hollandia Teljes testhossza: meghaladja a 2,5 métert / 8 lábat Testsúlya: becslések szerint eléri az 500 kg-ot / 1100 fontot Tápláléka: tengeri növények

[1.d ábra] ALLOPLEURON - KOPONYA

További adatok: Az Allopleuron egy nagyméretű teknős, amelynek a testméretei a ma élő kérgesteknőséhez (Dermochelys coriacea) hasonlóak (2,5-2,7 méter, 500–800 kg; 8-9 láb, 1100–1760 font). Sok fosszíliája került elő a késő kréta kori üledékekből a hollandiai Maastricht környékéről. Egyes hátpajzsleletek jellemző harapási nyomokra utalnak, amelyek valószínűleg moszauszauruszoktól származtak. [1.c ábra] ALLOPLEURON - CSONTVÁZ állcsontok

külső orrnyílás

szemgödrök

melluszonyöv

nyilások

Allopleuron rekonstruált csontváza hasi (ventrális) nézetben.

Allopleuron rekonstruált koponyája háti (dorzális) és oldal- (laterális) nézetben.

[MOSZASZAURUSZ]

[1.f ábra] MOSZASZAURUSZ - KOPONYA állcsont

Név jelentése: “Maas (Meuse) folyói gyík” Rendszerezése: Squamata, Mosasauridae, Mosasaurinae Időbeli előfordulása: késő kréta kor (campaniai-maastrichti korszak, 84–65 millió évvel ezelőtt) Földrajzi elterjedése: Észak-Amerika, Európa, Közel-Kelet, Észak-Afrika Koponya hossza: Eléri a mintegy 1 m / 3 lábat Teljes testhossza: mintegy 15 m / 49 láb Tápláléka: fejlábúak (Cephalopoda), halak, tengeri hüllők További adatok: A Moszaszaurusz a moszaszauruszok (Mosasauridae) tengeri őshüllők családjának az elsőként meghatározott és egyik legnagyobb testű képviselője. A legkorábbi, szinte épségben fennmaradt koponyaleletet a hollandiai Maastricht közelében találták meg 1770 és 1774 között. Ezeket az ősmaradványokat kezdetben krokodiltól származóknak vélték. Történelmi szempontból ezek a fosszíliák fontos szerepet játszottak a paleontológia (őslénytan) tudományának kialakulásában és a francia anatómus, Georges Cuvier által kidolgozott katasztrófaelmélet kifejlődédében. [1.e ábra] MOSZASZAURUSZ - CSONTVÁZ

medenceöv- hátsó függesztőöv melluszonyöv Moszaszaurusz rekonstruált csontváza oldal(laterális) nézetben.

fogak a szájpadláson tobozmirigy koponyalyuk

állcsontok

külső orrnyílás szemgödrök

halánték feletti koponyaablak

Moszaszaurusz rekonstruált koponyája hasi (ventrális), háti (dorzális) és oldal- (laterális) nézetben. Megfigyelendő, hogy az állcsontok összeforrtak (csak egy állcsont található).

[OPHTHALMOSAURUS]

Név jelentése: “szemgyík” Rendszerezése: Ichthyopterygia, Ophthalmosauria, Ophthalmosauridae Időbeli előfordulása: késő középső jura - felső jura korok (callovi-tithoni korszak, 165-145 millió évvel ezelőtt) Földrajzi elterjedése: Wyoming állam, USA; Egyesült Királyság, Franciaország, Oroszország Teljes testhossza: mintegy 5 m / 16 láb Tápláléka: halak, tintahalak és puhatestűek További adatok: Az Ophthalmosaurus-nak fejméretéhez viszonyítva szokatlanul nagy (10 cm / 4 hüvelyk átmérőjű) szemei voltak, amelyek a gyenge fényviszonyok jellemezte élőhelyekhez való alkalmazkodására engednek következtetni. Nagyméretű szemeit valószínűleg zsákmányának a világtengerek mélyének sötététségében történő felkutatására használta.

[1.g ábra] OPHTHALMOSAURUS- CSONTVÁZ

melluszonyöv

medenceöv- hátsó függesztőöv

Ophthalmosaurus rekonstruált csontváza oldal- (laterális) nézetben.

[1.h ábra] OPHTHALMOSAURUS - KOPONYA

tobozmirigy koponyalyuk

állcsontok

külső orrnyílásokszemgödrök

halánték feletti koponyaablak

Ophthalmosaurus rekonstruált koponyája háti (dorzális) és oldal- (laterális) nézetben.

[PLACOCHELYS]

Név jelentése: “lapos páncélú teknős” Rendszerezése: Sauropterygia, Placodonta, Cyamodontoidea, Placochelyidae Időbeli előfordulása: felső triász (karni időszak, 229–216 millió évvel ezelőtt) Földrajzi elterjedése: Magyarország Koponya hossza: 15 cm / 0,5 láb Teljes testhossza: 90 cm / 3 láb Testsúlya: nem ismeretes Tápláléka: mészhéjú állatok (pl. kagyló- és rákfélék, pörgekarúak)

[1.j ábra] PLACOCHELYS - KOPONYA tobozmirigy koponyalyuk

További adatok: A kavicsfogú álteknősök rendjének (Placodontia) legtöbb képviselőjével szemben a Placochelys nem rendelkezett elülső állkapcsi fogakkal. Feltehetőleg hegyes csőrszerű rostacsontját/orrát használta az iszapos tengerfenék feltúrására gerinctelen zsákmányai elejtéséhez, sekély tengeri környezetben. 1.i ábra] PLACOCHELYS-CSONTVÁZ

állcsontok

halánték feletti külső koponyaablak orrnyílások szemgödrök

Placochelys rekonstruált koponyája háti (dorzális) és oldal- (laterális) nézetben. Placochelys rekonstruált csontváza háti (dorzális) nézetben. Az ábrán a melluszonyöv és a medenceöv – hátsó függesztőöv nem látható.

[NOTHOSAURUS]

Név jelentése: “ál-gyík” Rendszerezése: Sauropterygia, Eosauropterygia, Nothosauroidea, Nothosauridae Időbeli előfordulása: a középsőtől a felső triász korig (anisusikarni korszak, 246–216 millió évvel ezelőtt) Földrajzi elterjedése: Kína, Izrael, Olaszország, Németország, Románia, Spanyolország, Svájc, Hollandia, Tunézia Koponya hossza: 12 – 75 cm / 5 – 30 hüvelyk Teljes testhossza: eléri a 3 métert / 10 lábat Tápláléka: halak További adatok: A nothoszauruszt csontvázszerkezete sokkal inkább a vízi, mintsem a szárazföldi helyváltoztatásra tette alkalmassá, és ennek megfelelően a vízben érezte otthon magát. Ugyanakkor a szárazföldön történő mozgása is lehetséges volt.

[1.l ábra] NOTHOSZAURUSZ-KOPONYA tobozmirigy koponyalyuk

[1.k ábra] NOTHOSZAURUSZ-CSONTVÁZ állcsontok

melluszonyöv

halánték feletti külső koponyaablak orrnyílások szemgödrök

medenceöv- hátsó függesztőöv

Nothoszauruszféle (Nothosauridae) csontváza hasi (ventrális) nézetben

Nothoszaurusz rekonstruált koponyája háti (dorzális) és oldal- (laterális) nézetben.

[ELASMOSAURUS]

Név jelentése: “laposgyík” Rendszerezése: Sauropterygia, Eosauropterygia, Plesiosauroidea, Elasmosauridae Időbeli előfordulása: felső kréta kor (alsó campaniai korszak, 84–80 millió évvel ezelőtt) Földrajzi elterjedése: Kansas állam, USA Koponya hossza: mintegy 60 cm / 2 láb Teljes testhossza: eléri a 14 métert / 46 lábat Tápláléka: nem megvastagodot, lágyabb héjjal rendelkező mészhéjas állatok: rákok, fejlábúak és kisebb halak

[1.n ábra] ELASMOSAURUS-CSONTVÁZ

További adatok: Az Elasmosaurus az összes plezioszaurusz közül a leghosszabb nyakú volt. A gerincesek (Vertebrata) altörzsében pedig a legtöbb nyakcsigolyával rendelkezett: szám szerint 72-vel. Ugyanakkor a paleontológusok számára mind a mai napig nem teljesen tisztázott, hogyan is használta az állat a nagyon hosszú nyakát. Az elasmosaurus-félék (Elasmosauridae) családja volt a plezioszauruszok legutolsó képviselője, amely a kréta-tercier (K-T) kihalási esemény során tűnt el végleg a dinoszauruszokkal és a moszaszauruszokkal együtt. [1.m ábra] ELASMOSAURUS-KOPONYA tobozmirigy koponyalyuk

melluszonyöv

állcsontok

külső orrnyílások

szemgödrök

halánték feletti koponyaablak

gastralia bőrcsontok

medenceövhátsó függesztőöv Egy elasmosaurus-féle (Elasmosaurida) rekonstruált koponyája háti (dorzális) és oldal- (laterális) nézetben.

Elasmosaurus rekonstruált csontváza hasi (ventrális) nézetben.

MORFOLÓGIÁJUK (ALAKTANUK) 1.1.3.a Eltérő MORFOLÓGIA (megjelenés), eltérő ÚSZÓTECHNIKÁK A szárazföldi állatok alkalmazkodása a vízi életkörülményekhez nagymértékű alaktani (morfológiai) és élettani (fiziológiai) módosulásokat feltételez. Ezen változások példái között szerepelnek a csontsűrűség gyarapodása, illetve csökkenése, a végtagok és érzékszervek átalakulása, sőt az általános testalkat teljes módosulása a vízben végzett mozgás elősegítése érdekében. Az ilyen körülményekhez való alkalmazkodási formák általában korlátozottabban jelennek meg a partközeli élőlények esetében, míg a nyílt tengerekben élőknél szembetűnőbbek. Ez utóbbi jelenség számos ma élő tengeri emlősnél is megfigyelhető (fókák és bálnák). Erős végtagjaik a nothoszauruszokat képessé tették mind a vízi-tengeri, mind a szárazföldi létre. Ezzel szemben a vízi élőhelyhez tökéletesebben alkalmazkodott ichthyoszauruszok (“halgyíkok”) halszerű farkukkal és evezőlapát-szerű végtagjaikkal már teljes egészében tengeri állatok voltak. Sok tengeri hüllő a farkát használta az úszáshoz. Testük viszonylagos merevségétől függően többféle mozgástípus különböztethető meg. Az angolnaalakúak (Anguilliformes) testük egészének kígyózó mozgatásával haladnak előre, míg a tonhalalakúak (Thunniformes) csak farkuk hátulsó részét mozgatják. A makrélafélékre (Subcarangiformes) (Carangiformes) köztes stílus a jellemző (1.o ábra). A moszaszauruoszok, nothoszauruszok, a legtöbb krokodilalakú (Crocodylomorpha), valamint az ichthyoszauruszok (halgyíkok) korai képviselői – mint például a Mixosaurus – hosszúra nyúlt, karcsú testalkatukkal és farkukkal nagy valószínűséggel az angolnaalakúakra vagy az álmakrélaféle-alakúakra jellemző mozgástípust alkalmazták. Az ichthyoszauruszok (halgyíkok) legkésőbb élt fajai, így az Ophthalmosaurus nembe tartozó fajok tömör testalkatuknak és a ma élő tonhaléra emlékeztetető, a halakéhoz hasonlatos függőleges farokúszónak köszönhetően feltételezhetően gyors úszók voltak. Alakjuk hatékony, energiatakarékos és egyenletesen nagy sebességű, hosszútávú úszást tett lehetővé, amely tökéletesen megfelelt a nyílt tengeri életmódnak. A kavicsfogú álteknősök (Placodontia), teknősök (Testudines) és plezioszauruszok (Plesiosauira) végtagjaikat használták az előrehaladáshoz. A részlegesen evezőlapát-szerű uszonyokká módosult végtagokkal rendelkező kavicsfogú álteknősök (Placodontia) a tengerfenéken megbúvó puhatestűek és rákfélék után kutattak, és nem voltak különösképpen jó úszok. Jóllehet az összes tengerben élő teknős végtagjait használta az úszáshoz, csak a tengeri teknősök (Chelonioidea) öregcsalád képviselőinél módosultak a végtagok teljes egészében evezőlapátszerű

[1.o ábra] MOZGÁSTÍPUSOK A nyilak a test úszás során végzett oldalirányú mozgását jelölik

TONHALALAÚAK (THUNNIFORMES): csak a farokúszó mozog

MAKRÉLAFÉLE-ALAKÚAK (CARANGIFORMES): a farok hullámzó mozgása jellemző

AL-MAKRÉLAFÉLE-ALAKÚAK (SUBCARANGIFORMES) : A test egészének hullámzó mozgása, a fej mozdulatlanabb marad

ANGOLNAALAKÚAK (ANGUILLIFORMES): a test egészének kigyozó mozgása

A mozgástipusok rendszerezése a halaknál. A fenti négy kategória a test mozgásának a mértékén alapszik. Az angolnaalakúakra (Anguilliformes) a test egészének kígyózó mozgása jellemző, míg a tonhalalakúaknál (Thunniformes) a hullámzó mozgás kizárólag a farokúszóra korlátozódik, miközben a fej és a törzs mozdulatlan marad. Ezen besorolások a tengeri hüllőkre is alkalmazhatók.

uszonyokká, amelyek lehetővé tették a nyílt tengeri életmódot. A plezioszauruszok (Plesiosauira) mindkét pár – hozzávetőlegesen egyenlő hosszúságú elülső és hátulsó – nagy, evezőlapát-szerű uszonyokká fejlődött végtagjaikat használták a mozgásban és manőverezésben. Annak a megválaszolása, hogy elülső, illetve hátulsó uszonyaikat felváltva, avagy egyszerre mozgatták-e előrehaladásuk során úszáskor, továbbra is vita tárgyát képezi a paleontológusok körében. Az összes tengeri őshüllő valamilyen mértékben átalakult végtagokkal rendelkezik. A mai delfinekhez hasonlóan az ichthyoszauruszok (halgyíkok) úszókká módosult végtagjaikat kizárólag az úszás során történő manőverezéshez használták. Az ichthyoszauruszok (halgyíkok) végtagjai látványos változásokon mentek át feljődésük folyamán, amíg ténylegesen evezőlapát-szerű uszonyokká módosultak: a karok és lábak (manus – pes) és az ujjcsontok fokozatosan megrövidültek, amíg végül tányér ala-

kúvá módosultak, egyben az ujjak és ujjcsontok száma is megnőtt. A legöbb moszaszaurusz, metriorhynchid crocodyliforms (Metriorhynchidae Crocodylomorpha) és teknős (Testudines) esetében az ujjperccsontok hosszúra nyúltak, és a kéz (manus) csontjai tányér alakúak lettek. A plezioszauruszoknál, mivel az előrehaladásban elsődlegesen nagy, evezőlapát-szerű uszonyokká fejlődött végtagjaikat használták, a kéz (manus) csontjai laposak, míg a phalanxok (a kéz- vagy lábujj hosszú csontjainak egyike) száma minden egyes ujjban sok volt. A kréta időszaktól kezdődően a tengeri teknősök (Chelonioidea) öregcsalád képviselői elülső, evezőlapát-szerűvé módosult végtagjait meghosszabbodott phalanxok jellemzik, amelyek időközben elvesztették az egymás közti ízületeket, és merev, valódi evezőlapátokká fejlődtek. Szárnyakhoz hasonló, erőteljes csapásokkal haladnak előre elülső uszonyaikkal, miközben hátulsó uszonyaik a kormányzásban, illetve manőverezésben segítenek.

1.1.3.b FOGAZATOK, KOPONYÁK ÉS TÁPLÁLKOZÁS Gyomortartalmuk, zsákmánymaradványaik, valamint fogazatuk és koponyájuk alakja mind arra utalnak, hogy az összes ismert, a mezozoikumiban élt tengeri őshüllő feltehetően ragadozó volt. Sokféle állatra vadásztak: így például fejlábúakra (Cephalopoda), belemniteszekre (a tintahalak távoli rokonai, a K-T kihalási esemény végeztével kihalt, tengeri belsővázas lábasfejűek), ammoniteszekre (magyar kládnevén: előrenéző szifótölcséres lábasfejűek, kihalt tengeri állatok egy csoportja, az Ammonoideák alosztálya a fejlábúak osztályában, a puhatestűek – Mollusca – törzsében), halakra, cápákra és más tengeri hüllőkre. Fogazatuk morfológiája (alaktana) alapján négy fő ragadozótípust különböztetnek meg: 1) a halevőket (ikhthüophagoszok) hosszú, vékony fogaikkal; 2) a nagytestű zsákmányt fogyasztókat és más hüllőevőket erős, metsző-,tépőfogaikkal; 3) a legömbölyített örlőfogúakat, amelyek kemény mészhéjú ammoniteszekkel és kagylófélékkel táplálkoztak; és 4) a generalista fajokat, amelyek a környezethez és étrendekhez rugalmasan képesek alkalmazkodni (pl. a mindenevők), közepes méretű, éles fogaikkal (1.p ábra).

Minden egyes kor folyamán a tengeri hüllők mindegyik típust képviselték. A koponya alakja is összefüggésben áll az adott étrenddel. A halevők (ikhthüophagoszok) képviselőire például a hosszú, nyúlánk koponya jellemző, míg a prédájukat összeroppantó, valamint a nagy testű zsákmányt fogyasztó ragadozók tömörebb, vaskosabb koponyája a harapás erejét és az állkapcsok szorítását segít megnövelni. A moszaszauruszok koponyája számos jellegzetes sajátossággal bírt. A moszaszaurusz szájüregében számos hajlított hátsó fog ült, amelyek a megragadott zsákmány fogvatartására szolgáltak. A ma élő kígyókhoz hasonlóan a legtöbb koponya- és állkapocscsontjuk nem forrt össze, hanem azokat erős kötőszöveti szalagok kapcsolják egymáshoz, ami a nagy testű préda teljes egészében történő lenyelését teszi lehetővé.

tűtes jú ó ha pu takar l kü

pu kü ha te lta stű kar ójú

[1.p ábra] A FOGAK MORFOLÓGIÁJA (ALAKTANA) ÉS ÉTRENDEK

általános összetörő

átlyukasztó

metsző-tépő

FOGAK RENDELTETÉSE

A szárazföldi emlősökhöz hasonlatosan a hüllőszerűeknél (Sauropsida) is a pofa csúcsán helyezkedik el a külső orrnyílás. A tengeri emlősök (Cetacea) esetében jóval hátrább – a koponya tetején, illetve hátulján – található az orrlyukakkal együtt, ami segíti a vízfelszínen történő lélegzetvételt. Az orrnyílás számos tengeri hüllőszerűnél (Sauropsida) is hátsóbb helyezetben található, így például a moszaszauruszok, plezioszauruszok és ichthyoszauruszok (halgyíkok) csoportjainál. Ez a sajátosság egy olyan kifejlődőtt jellegzetesség, amely szoros összefüggésben áll a tengeri környezettel. Nem meglepő, hogy ez a jelenség – az úgynevezett konvergencia, azaz hasonló biológiai jellegzetességek kialakulása nem közös őstől származó fajokban – megtalálható az egymással rokonsági kapcsolatban nem álló élőlényeknél.

PRÉDATÍPUSOK Prédatípusok fentről lefelé: puhatestű fejlábúak (Cephalopda), belemniteszek (tengeri belsővázas lábasfejűek), halak, csontpajzsos/páncélos halak és puhahéjú ammoniteszek (előrenéző szifótölcséres lábasfejűek), keményhéjú ammoniteszek és kagylófélék, nagy testű halak és hüllők.

A fogváltozatok morfológiáját (alaktanát) szemléltető háromszögdiagram a jobbra látható, prédatípusokat, tápláléktípusokat ábrázoló háromszögdiagramnak megfelelően.

1.1.3.c ORRNYILÁSOK ÉS LÉGZÉS

s nto cso

őrlő

kem mé ényszh , ill éjú .

összeroppantó

[

OZMOREGULÁCIÓ ÉS SÓMIRIGYEK

]

A vízi-, illetve tengeri környezetben szükséges az állatok sókoncentrációjának szabályozása és kiegyenlítése. A ma élő tengeri hüllőszerűek (Sauropsida) veséje nem elég hatékony az összes sófelesleg kiválasztására. A jelenkori krokodiloknál a sók kiválasztása a nyelven keresztül megy végbe (az aligátorok erre nem képesek), míg mind a ma előforduló, mind a kihalt tengeri teknősök esetében módosult – az agynál egyenként némileg nagyobb méretű – könnymirigyek szolgálnak erre a célra. A krokodilalakúak Crocodyliformes Metriorhynchidae családjánál (metriorhynchid crocodyliforms) a szemek előtt elhelyezkedő sómirigyek jelenlétét figyelték meg. Bár a sómirigyek szükségszerűen előfordultak a plezioszauruszoknál, moszaszauruszoknál és az ichthyoszauruszoknál (halgyíkok) is, azok pontos elhelyezkedése a mai napig nem ismert.

1.1.3.d SZAPORODÁS A jelenleg is élő tengeri hüllőszerűek (Sauropsida) – mint például a tengeri teknős – tojásrakók (ovipar), tehát kijönnek a szárazföldre lerakni a tojásaikat, gyakran igen nagy erőfeszítések árán. Ez azt bizonyítja, hogy az ichthyoszauruszok (halgyíkok) kicsinyei farkukkal előre, míg orrlyukaikkal hátra jöttek a világra annak érdekében, hogy mindjárt születésük után fel tudjanak úszni az első levegővételhez, így is csökkentve a megfulladás kockázatát – hasonlóan a ma élő cetekhez/tengeri emlősökhöz (Cetacea) és tengeritehenekhez (Sirenia) (1.q ábra). Egy Szlovéniából előkerült moszaszauruszlelet, amely egyszerre több embriót is tartalmaz, arra enged következeteni, hogy a moszaszauruszok is eleventojók (ovovivpar) voltak, és utódaikat farkukkal előre szülték meg. Mivel a kihalt fajok szaporodási viselkedésének a közvetlen megfigyelése nem lehetséges, annak megállapítása, hogy a fosszilis (a pleisztocén vége előtt kihalt) tengeri őshüllők vajon tojásrakók (ovipar), elevenszülők (vivipar), avagy eleventojók (ovovipar) voltak-e (az utóbbiaknál a testen belül kelnek ki), komoly nehézséget okoz. Szerencsére előkerült néhány olyan maradvány, amely segítségül szolgál ebben. Az összes tengeri őshüllő közül az ichthyoszauruszok (halgyíkok) szaporodásmódjáról áll rendelkezésre a legtöbb adat. Az e rendhez tartozó különféle fajok nőstényeinek maradványai a testükben látható

embriókkal együtt számos fosszíliában (ősleletben) megőrződtek, amik alapján eleventojó? (ovovipar) mivoltuk kétséget kizáróan bizonyítható – legalábbis a középső jura korból előkerült egyedeknél. Ugyancsak nehezen elképzelhető, hogy ezek a tengeri életmódhoz messzemenően a legjobban alkalmazkodott állatok kijöttek volna a szárazföldre, hogy lerakják a tojásaikat. Több olyan fosszília (őslelet) maradt fent nőstényekről, amelyek medencéjében az ivadékuk farkukkal előre helyezkedett el. Sajnálatos módon a mai napig egyetlen vemhes nőstény plezioszaurusz leletet sem fedeztek fel, így eleventojó (ovovipar) szaporodási módjukra csak következtetni tudunk a testalkatuk (morfológiájuk) alapján. Merevebb testük és nagy testsúlyuk valószínűleg alkalmatlanná tette őket a szárazföldön történő mozgásra. Ugyanakkor egy embriókat is megőrzött nothoszaurusz-lelet napvilágra került, amely alapján feltételezhető, hogy a plezioszauruszokkal ezen közeli rokonsági kapcsolatban álló állatok is eleventojók (ovovipar) voltak. Habár ez az ősmaradvány kifejezetten arra utal, hogy a plezioszauruszok is eleventojók voltak, további bizonyítékok felfedezése szükséges ahhoz, hogy minden kétséget kizáróan meg lehessen határozni szaporodásmódjukat.

[1.q ábra] ICHTHYOSZAURUSZ 185 MILLIÓ ÉVES FOSSZÍLIÁJA SZÜLÉS KÖZBEN

Megfigyelendő, hogy az utód farokkal előre jön világra.

[ A MOSZASZAURSZOKNAK KÉTÁGÚ, HASÍTOTT ] NYELVE VOLT?

Tekintettel arra, hogy a nyelv egy lágy szerv, fosszíliákban (ősleletekben) nem őrződött meg, ezért alakjának rekonstrukciója a kihalt fajoknál különösen nagy kihívást jelent. A recens (a földtörténeti jelenkorban, a holocénban létezett vagy napjainkban is előforduló) pikkelyes hüllőknél (Squamata) a nyelv különféle morfológiája (alakja) figyelhető meg a nagyméretű és nem hasított végződésűtől a vékony és kifejeztetten kétágú nyelvalakokig. A ma élő pikkelyes hüllők (Squamata) esetében a nyelv fontos kémiai érzékelőszerv is egyben: ezzel tereli az illatmolekulákat az orrnyílásához, ahonnan hamar a szaglóhám receptoraihoz érnek. Ez valószínűsíthetően a moszaszauruszokra is jellemző volt, hiszen közeli rokonságban álltak a varánuszfélékkel (Varanidae) és kígyókkal, ugyanakkor valószínűleg villás nyelvük nem annyira a kígyókéhoz hasonlított, hanem inkább a ma élő Heloderma (mérgesgyíkok vagy viperagyíkok) nembe tarozó fajok vastag kétágú nyelvéhez. Ide sorolhatók a jelenkori mérges gila (Heloderma suspectum) vagy a mexikói gyöngyös-, illetve viperagyík (Heloderma horridum).

[fig. 1.r] A MOSASAUR PALATE AND A GILA MONSTER’S TONGUE A páros Jacobsonszerv a kémiai ingerek receptora, amely a kiöltögetett nyelv által a szájüregbe juttatott illatmolekulák érzékelésében játszik szerepet.

Moszaszaurusz szájpadlása és a mérges gila nyelve, amely valószínűleg ugyanolyan alakú, mint a moszauszauruszé volt.

1.2 FELADATOK FOGAZAT ÉS TÁPLÁLÉK CÉLKITŰZÉS: A diákok a fogak alapján képesek következtetni az egyes állatok táplálkozására . IDŐIGÉNY: 1 × 30 perc + 1 × 45 perc ESZKÖZSZÜKSÉGLET: Képek az 1.1.2.c részben található állatokról és koponyáikról: Moszaszaurusz, Ophthalmosaurus, Placochelys, Nothosaurus és Elasmosaurus; valamint képek a táplálékukat képezhető állatokról.

FELADAT: A diákok párosítják az egyes állatok és fogaik képeit a megfelelő táplálék képével. A feladat két részben végezendő el: az első a film megtekintését megelőzően, míg a második a film megtekintése után. Ez segíti majd őket abban, hogy a film során még több ismeretet gyűjtsenek.

ELŐKÉSZÜLETEK 1/A film megtekintését megelőzően a tanár tegyen fel kérdéseket saját fogaik alakjáról, illetve eltérő alakjai alapján az azoknak megfelelő rendeltetésükről! 2/ A tanár minden diák részére kioszt a fentebb említett fajok ismertetőjéről egy fénymásolatot. 3/ Vitassák meg, hogy fogaik alapján mit ehettek az egyes állatok! A diákok jegyzeteket készítenek a feltevéseiket alátámasztó különböző érveléseikről mindegyik állat ismertetőjének fénymásolatára. 4/ A film megtekintését követően a tanár az egyes állatok lehetséges táplálékával ellentétes képeket oszt ki. A diákok kijavítják korábbi feltételezéseiket a film megtekintése során összegyűjtött ismereteik alapján, illetve javítják a képek hibáit. A tanár ezt megbeszéli a diákokkal, illetve érveket sorakozat fel a javításaik mellett és ellen. A feladat továbbfejleszthető oly módon, hogy a vitában ma élő tengeri állatokkal is való összehasonlítást végzünk. Ezen állatokról készült fényképek megtalálhatók a film hivatalos honlapján itt: Educators/Resources/Activities/Grade1-2/ Teeth and Food).

MEGJEGYZÉS TANÁROK SZÁMÁRA: Emlékeztesse a diákokat arra, hogy ezek az állatok tengeri környezetben éltek, így táplálékuk csakis a tengerből származhatott! A hosszú, vékony fogak túlságosan törékenyek lettek volna kemény csontokkal rendelkező állatok fogyasztásához (lásd fentebb a “Fogazatok, koponyák és táplálkozás” részben az útmutatóban). Ez a feladat egyszerűen átalakítható felsőbb tagozatos diákok számára is, akik meghatározhatják az egyes állatok étrendjét az 1.p. ábrán látható “Fogak rendeltetése” és “Prédatípusok” háromszögdiagramok alkalmazásával.

KÉPESLAP A KRÉTA IDŐSZAKBÓL CÉLKITŰZÉS: A diákok megtanulják, hogy egyes, korábbi földi szervezetek, élőlények végképp eltűntek, és köztük voltak olyanok, amelyek más, ma élő állatokra emlékeztettek. IDŐIGÉNY: 2 × 30 perc ESZKÖZSZÜKSÉGLET: Egy fénymásolat a “Képeslap a kréta időszakból” képről minden diák számára.

FELADAT: A diákok megpróbálják azonosítani a képen látható állatcsoportokat, valamint meghatározni azt, hogy ezek a csoportok élnek-e még ma is. A film megtekintése után önállóan felülvizsgálják korábbi feltevéseiket. ELŐKÉSZÜLETEK 1/ A film megtekintése előtt minden diák számára egy fénymásolat a “Képeslap a kréta időszakból” képről kiosztása. 2/ A diákok megpróbálják azonosítani az állatokat (csoportjaikat), és azok nevét a megfelelő képhez írják. Továbbá megpróbálják megállapítani, hogy melyikek tartoznak ma is élő csoportokhoz. 3/ A film megtekintése után a diákok kijavítják a feladatot, és megbeszélik a helyes megoldást.

MEGJEGYZÉS TANÁROK SZÁMÁRA Emlékeztesse a diákokat arra, hogy ezek az állatok tengeri környezetben éltek! A “képeslap” az Észak-Amerika középső részét egykor elborító “belső Nyugati-csatorna” (Észak-Amerikaibeltenger) területéről származik (lásd 2.1.1.e részt). Az összes feltüntetett állat megtalálható volt a Kansas állambeli Smoky Hill Chalk közelében a késő kréta korban (coniaci-campaniai korszak, 87–82 millió évvel ezelőtt. A “képeslap” jól szemlélteti az egy adott Észak-Amerika és a Nyugati Belső Víziút a területen és időszakon belül élt faunát. késő kréta korban. Tartsák szem előtt, hogy az összes itt szereplő állatfaj már kihalt, de közöttük több olyan is van, amelyek ma is élő csoportokhoz tartoztak! A diákoknak hívja fel a figyelmét arra, hogy a képen szereplő madárnak fogai voltak! (Erről a témáról további információ áll rendelkezésre a következő weboldalon: www.oceansofkansas.com)

EZ AZTÁN A FOSSZÍLIA! CÉLKITŰZÉS: A diákok megtanulnak rokonsági kapcsolatokat megállapítani morfológiai (alaktani) jellegzetességek alapján. IDŐIGÉNY: 1 × 30 perc + 1 × 45 perc ESZKÖZSZÜKSÉGLET: A következő oldalon található azonosítatlan fosszília (őslelet), valamint a következő fajok ismertetőjéről fénymásolat: Allopleuron, Ophthalmosaurus, Mosasaurus, Placochelys, Nothosaurus, Elasmosaurus és az alábbi táblázat. FELADAT: A diákok utánozzák a paleontológus (őslénykutató) egy új fosszília (őslelet) felfedezésekor végzett munkáját. Ez a feladat elvégezhető akár a 2.2.c feladat előtt, akár után. ELŐKÉSZÜLETEK 1/ A filmvetítés előtt kérdezze meg a diákokat, hogy mit csinál a paleontológus (őslénykutató) i egy új fosszília (őslelet) megtalálásakor! 2/ Az azonosítatlan fosszília (őslelet), az alább található utasítások és anatómiai kifejezések szójegyzék-másolatainak szétosztása. 3/ A diákok megválaszolják az utasítások 1. kérdését. 4/ A film megtekintése után a fenti “ESZKÖZSZÜKSÉGLET”címben megjelölt fajok ismertetőjéről és a táblázatról készített fénymásolatok szétosztása. 5/ Beszéljék meg a diákokkal az egyes fajok különféle morfológiai (alaktani) jellegzetességeit! 6/ A diákok kitöltik a táblázatot, és megválaszolják a 2. és 3. kérdéseket. 7/ Magyarázza el, hogy mi az oka a közös jellegzetességek előfordulásának! 8/ A diákok megpróbálnak megalkotni egy fadiagramot, és megnevezni a fán szereplő állatok közös jellegzetességeit. Utasítások a DIÁKOK számára 1/ Nevezd meg és írd be a képen látható fosszília (őslelet) részeit! Jellemezd végtagjai alakját, testalkatát stb.! Milyen állat lehet ez? Miért? 2/ A film megtekintése után töltsd ki a táblázatot! Jelöld be a listán szereplő összes jellegzetességet a megfelelő fajoknál, amelyeknél azok előfordulnak! 3/ Töltsd ki a négyzeteket, és vonj le következtetéseket az új fosszília (őslelet) rokonsági kapcsolatait illetően! Melyik csoportba tartozott az új fosszília (őslelet)? Alkoss fadiagramot a négyzetek alatt, és nevezd meg a fán szereplő állatok közös jellegzetességeit! Anatómiai kifejezések szójegyzéke Tobozmirigy koponyalyuk (Pineal foramen): a szemgödrök felett a koponya közepén található egyetlen kis lyuk. Halánték feletti koponyaablak (Supratemporal fenestra): a szemgödrök mögött, a koponya mindkét oldalán elhelyezkedő két nyílás. Állcsont (Premaxillare csont): a koponya legelülső csontja, az orrmány/pofa csúcsát alkotja. Két-két állcsont alkotja az orrmány/pofa csúcsának mindkét oldalát. Váll (melluszony) öv és medenceöv/hátsó függesztőöv (Pectoral és pelvic övek): a végtagokat a testhez kapcsoló csontok (az emebreknél a vállövet a kulcscsont és a lapocka – scapula – alkotja, míg a medenceövet a medence). Gastralia/haspajzs a krokodil és hidasgyík fajok ventrális testfalánál elhelyezkedő bőrcsontok, a modern állatoknál a hasüreget támogatják („hasi bordáknak” is nevezik őket)

MEGJEGYZÉS TANÁROK SZÁMÁRA A diákok beszéljék meg előre a rendszerezés kritériumait (pl. hasonló módon viselkedő állatok, azonos élőhelyen előforduló állatok, bizonyos elemek hiánya, mint a gerinctelenek – Invertebrata – esetén), annak érdekében, hogy végül rendszerezni tudják az állatokat megfelelő morfológiai jellegzetességeik alapján. Terelje a beszélgetést a “nest box“ („költőhely”) koncepciója irányába és annak felismerése felé, hogy egyes jellegzetességek miért egyeznek meg külünböző állatoknál!

ÍRD BE A MEGFEFELŐ TESTRÉSZEK NEVÉT!

ur on lo pl e

TÖLTSD KI A TÁBLÁZATOT!

Al

2

1. Csak egy háromszög alakú csontkiemelkedés van az állkapcson. 2. Az orrnyílások hátul helyezkednek el, nem az pofa csúcsán. 3. Tobozmirigy koponyalyuk (Pineal foramen) található. 4. Halánték feletti koponyaablak található. 5. A halánték feletti koponyaablak hosszabb, mint a szemgödör. 6. A halánték feletti koponyaablak legalább 2×olyan hosszú, mint a szemgödör. 7. 5 darab fog található az állcsonton (Premaxillare). 8. Hosszú nyakában több mint 10 nyakcsigolya van. 9. Nagyon hosszú, evezőlapát-szerű elülső és hátsó végtagjai nagyjából egyenlő hosszúságúak voltak. 10 Nagy, tányér alakú melluszony- és medenceöve van.

TÖLTSD KI A NÉGYZETEKET! Csak egy háromszög alakú csontkiemelkedés található

Allopleuron

s ru us s s au s us ur ru ly o r lia a u e s a zí h lm au o s s a c s a s o o m th fo os as ac th ph M O Pl El Új No

FOSSZÍLIÁK ÉS MOLEKULAÓRÁK! CÉLKITŰZÉS: A diakok megtanulják, hogy a molekulaórák segítségével – a fosszilis rekordból származó bizonyítékokkal együtt – hogyan állapítható meg, hogy egyes élőlénycsoportok evolúciós fejlődési folyamatai mikor váltak el másokéitól. IDŐIGÉNY: 60 perc ESZKÖZSZÜKSÉGLET: A következő oldalon található táblázatok FELADAT: A diákok csoportokban dolgoznak, beszámolót készítenek a tanárnak, és munkájukat előadják az egész osztály előtt. Mindegyik csoport kap egy ismeretlen fosszíliát, amelyet azonosítaniuk kell, továbbá javasolniuk annak rendszerezését több más fajjal és állatcsoporttal együtt, beleértve a ma élő fajokat is. ☛ ELŐKÉSZÜLETEK 1/ A diákok csoportokban dolgoznak. 2/ A gyakorlatra vonatkozó utasítások (lásd alább) kiosztása. 3/ Beszéljük meg a diákokkal, hogy mi a molekulaóra, és hogyan használható a fosszíliákvizsgálatában! 4/ Minden információt, amire a diákoknak szükségük le-

het, megtalálnak a film honlapján. 5/ A diákoknak legalább három hét áll rendelkezésükre egy rövid beszámoló vázlatának megírásához a fosszília rendszerezéséről és egy molekuláris órával alátámasztott fadiagram elkészítéséhez.

Utasítások a DIÁKOK számára Filogenetikai elemzés (analízis) 1/ Tölts le képeket a tanulmányozandó fosszíliákról a film honlapjáról: www.SeaRex-theFilm.com ! 2/ Válassz ki egy fosszíliát az “Új fosszília” listán találhatók közül! 3/ Írd be a fosszília részeit a megfelelő helyekre az ábrán! 4/ Töltsd ki a “Jellegzetességek/Fajpárok” táblázatokat! Töltsd le a „Sea Rex filmszereplői” segédanyagot a www.SeaRex-theFilm. com honlapról, amelyben a táblázatok kitöltéséhez szükséges minden információt megtalalász! 5/ A kitöltött táblázat segítségével határozd meg a filogenetikus rokonsági kapcsolatokat! Írd be az egyes csoportok megnevezését a fejlődéstörténeti elágazásuk (divergencia - különböző jellegzetességek kifejlődése) szintjeihez! Melyik csoporthoz tartozik az új fosszília?

2/ A fosszíliákból következtethetsz több csoport között bekövetkezett elágazások időpontjára (lásd az alábbi táblázatot). Példának okáért a 125 millió éves, a varánuszokkal közelebbi rokonsági kapcsolatban álló fosszíliák jelenléte arra utal, hogy fejlődési vonaluk a leguánok csoportjától már ezt megelőzően (azaz 130 millió évvel ezelőtt) különvált. Az elágazási időpontok alapján számold ki a szekvencia (bázissorrendek) eltérés arányát a szekvenciadivergencia százaléka és a táblázatban a huszárteknős (Emydura)/ fattyúteknős (Lepidochelys), varánusz/ leguán és aligátor/ varjú pároknál megadott elágazási időpontok hányadosaként! Töltsd ki a táblázatot! Ez annak a bizonyos molekulaóra kalibrálásának (hitelesítésének, beállításának) a folyamata ( mindkét leszármazási ág szekvenciaváltozás-mértékének ismeretében már ki tudod számolni egy adott leszármazási ágra vonatkozó mértéket úgy, hogy az előbbit kettővel elosztod – feltételezve azt, hogy mindkét leszármazási ág evolúciós fejlődésének mértéke megegyezik). 3/ Feltételezve, hogy az evolúciós fejlődés mértéke minden hüllőszerű (Sauropsida) leszármazási ágnál megegyező, számold ki az elágazás időpontjait a következő fajpároknál: varánusz/ aligátor és varánusz/ huszárteknős (Emydura)! 4/ Szerkezd meg a filogenetikus fadiagramot a már ismert adatok alapján, amit hitelesíts (kalibrálj) a molekuláris órák eredményeivel egy földtörténeti időskálán! 5/ Gyűjts információkat (mint például a történetük, evolúciójuk) arról a csoportról, amelybe az általad korábban kiválasztott új fosszília sorolható! Kutatásod eredményei alapján írj egy rövid beszámolót, amit majd előadsz az osztálytársaidnak!

Kalibráció (hitelesítés, beállítás) 1/ A molekuláris óra kalibrálása (hitelesítése) a közös DNSszekvenciák (bázissorrendek) egy adott időszakon belüli eltérése (divergenciája) mértékének a kiszámításával történik. Ehhez szekvenciaszakaszokat adtunk meg az alábbiakban. Számold meg, hogy hány darab eltérés található a következő fajpárok szekvenciái között: huszárteknős (Emydura)/ fattyúteknős (Lepidochelys), varánusz/ leguán, aligátor/ varjú, varánusz/ aligátor, varánusz/ huszárteknős (Emydura), majd az eredményt írd be a táblázatba! Számítsd ki az egyes fajpárok közötti eltérés százalékos mértéket, és tölsd ki a táblázatot! MEGJEGYZÉS TANÁROK SZÁMÁRA¬: Filogenetikai analízis: Megfigyelendő, hogy a bal és jobb oldali állcsontok (premaxillare) összeforrtak a moszaszauruszok (Mosasaurus) és a madarak (varjú; Corvus) esetében. Ez a morfológiai jellegzetesség, amely egymástól függetlenül fejlődött ki mindkét csoportnál, az úgynevezett konvergencia (egymáshoz nem kapcsolódó fejlődési

vonalakon hasonló biológiai jellegzetességek kialakulása). Kalibráció: Az eltérések száma: 20, 18, 30, 34, 39; szekvencia-divergencia: 25% (20 × 100/80), 22,5%, 37,5%, 42,5%, 48,75%; arány: 0,17 (szekvencia-divergencia / divergencia időpontja = 25/150), 0,17, 0,15 ; divergencia időpontja: varánusz/aligátor: 265,6 millió éve (42,5/0,16), varánusz/huszárteknős (Emydura): 304,7 millió éve.

s

Em yd u

ra

JELLEGZETESSÉGEK TÁBLÁZATA

u s ur ely s a ch sa o a nu s d a an i r o u p a e M L Ig V

le Te

o

ur sa

us

r to gá

i

Al

1. Csak egy háromszög alakú csontkiemelkedés van az állkapcson. 2. A testet páncélzat burkolja. 3. Számos nyílással rendelkező páncél található. 4. Halánték feletti koponyaablak található. 5. Tobozmirigy koponyalyuk (Pineal foramen) található. 6. Összeforrt állcsontok, azaz egy állcsont (premaxilla). 7. A hosszúra nyúlt orrnyílások elérik a koponya teljes hosszának legalább 25%-át. 8. A szájpadláson két sor fog helyezkedik el. 9. Állkapocslyuk (mandibular fenestra) található. 10. Háti bőrcsontok előfordulása 11. A hátsó végtagok függőleges irányúak. DNS-SZEKVENCIÁK (BÁZISSORRENDEK) SORBAÁLLÍTÁSA

1 Huszárteknős (Emydura) ACTAGCAACGGATACCATAG Fattyúteknős (Lepidochelys)ACTAACAAAGGACGCCGTAG Varánusz CATAACAAAGCACGCAGTAG Leguán CAAAACACAGCACTCAGTCG Aligátor CATCCAAAACCAAACCTAAG Varjú CATAACAAGGCAAGCCGAGG 41 Huszárteknős TAGCTTACCGATAGTACTGG Fattyúteknős TCGCGTCGGGATAGTACTGG Varánusz TCGCGTCGGGACGACGCTGG Veguán TCGAGTCGGGGGGAAACCAG Aligátor TAACGATTGGACGGGGCAGC Varjú (Corvus) TAAAAACCGCCCGGGACAGC

Eltérések száma

41 GTATATCTAGGCTACATTGT GTACGTCTTGGCAACATTGA GCGCGTATTGACAACCTTGA GCGGCTATTGACACTGTTGA GCGTCCATTCAATACAATGA GCGAAAATTCACCAAACTGA 61 TGACTCTAGAATGCCTAGTC TGAATATAGACTGCCTCATC TGAATATCTACTAAATCATC TGCCTATCTACTAAATCATC TGAACCTCTGGAATACCATA TGTTCCTCAACAATCAAATA

Az elágazás időpontja Szekvenciadivergencia (eltérés)

Huszárteknős/Fattyúteknős

% 150 millió éve

Varánusz/Leguán

% 130 millió éve

Aligátor/Varjú

% 252 millió éve

Varánusz/Aligátor

%

millió éve

Varánusz/Huszárteknős

%

millió éve

Arány

us lia ur us sszí a s v lo or j fo Al C Ú

2.1 MI A PALEONTOLÓGIA (ŐSLÉNYTAN)? 2.1.1 MI AZ A FOSSZÍLIA (ŐSLELET)? 2.1.1.a HÁNY ÉVES A FÖLD? A Föld kora hozzávetőlegesen 4,5 billió évesre tehető. Sajnálatos módon pontos korát kőzetanyagából nem lehet közvetlenül meghatározni, mivel az erózió (a természeti elemek pusztítása) és a tektonikus (szerkezetföldtani) folyamatok teljesen megsemmisítették eredeti felszínét. A legkorábbi időkből megtalált kőzetek körülbelül 3,8 billió évesek, amiből az derül ki, hogy a Föld maga is legalább ilyen idős. Ezeket az ismereteket a tudósok más bolygókról, valamint meteoritokból származó anyagok tanulmányozása során szerzett adatokkal egészítik ki, feltételezve azt, hogy a naprendszerünkben található összes bolygó és szilárd test egyidőben keletkezett és azonos korú. A tudósok pontosan nem tudják, hogy mikor jelent meg az élet a Földön. A legrégebbi ismert fosszíliák mintegy 3,5 billió évesek, de ezek a legkorábbról fennmaradt leletek nagyon ritkák, és nehezen azonosíthatók. A bonyolultabb, kemény testrészekkel is rendelkező szervezetek, amelyek maradványainak a megőrződése valószínűbb, csak a kambrium időszakában váltak elterjedtté (kb. 600 millió éve). 2.1.1.b AZ IDŐ FOGALMA, jelentése A GEOLÓGIÁBAN A geológusok a kőzetrétegeket egy “földtörténeti (geológiai) időskála” szerint osztályozzák. Az egyes rétegekben talált kőzetek egy bizonyos földtörténeti időszakban alakultak ki. Ennek megfelelően történik az elnevezésük. A tudósok által felállított időskála a Föld történetét nagyobb egységekre osztja fel, ezeknek általában a legalján találhatók a legrégebbi kőzetek. A földtörténet az alábbi időkre tagolódik: archaikum, proterozoikum, paleozoikum, mezozoikum és kainozoikum. A földtörténeti idők további időszakokra oszlanak. A mezozoikum vagy középidő például három időszakra tagolódik: triász, jura, kréta. Az egyes időszakok kezdetét az angol “millions of years ago” (röviditése: mya), azaz “millió évvel ezelőtt” időegységben adják meg. Minedenegyes időszakot további kisebb egységek – a korok – alkotnak. A földtörténeti időskála meghatározásához két fő módszert alkalmaznak: a radiometrikus és a sztratigráfiai (rétegtani) kormeghatározást. A radiometrikus módszer – a vulkáni eredetű kőzetekben természetesen előforduló gyengén radioaktív elemek mérésével –a tanulmányozott kőzetek abszolút korának viszonylag pontos meghatározását teszi lehetővé. A természetben előforduló radioaktív elem jelenlegi gyakoriságának, és annak bomlása – amely egy másik elem kialakulásához (például a kálium argonná alakulása) vezet egy ismert időszak, az úgynevezett felezési idő alatt – közötti összehasonlításon alapul. Ezzel a módszerrel meghatározható egy elem kialakulásának a pontos ideje. Ugyannakkor ez a technika általában csak vulkanikus eredetű kőzetek, így például vulkáni hamu vagy láva esetében alkalmazható, így olyan fosszíliatartalmú üledékes kőzeteknél, amelyek újonnan keletkezett vulkanikus anyagot nem tartalmaznak, nem használható.

[2.a ábra] FÖLDTÖRTÉNETI IDŐSKÁLA

Tekintettel arra, hogy a legtöbb fosszíliatartalmú üledékes rétegben semmilyen vulkanikus anyag nem található, a geológusok a fosszíliákat is felhasználják az adott üledékes kőzetek kormeghatározásához. Ez az úgynevezett sztratigráfiai (rétegtani) kormeghatározási módszer azon a feltételezésen alapul, hogy egy bizonyos faj fosszílialeletei ugyanabból a korból származnak. Egy adott rétegben (mész-, iszap-, homokkő) olyan organizmusok fosszíliái találhatók, amelyek az adott

réteg kialkulásakor a területen éltek. A különböző kontinenseken fellelt hasonló fosszilis fajok lehetővé teszik a Föld különféle területein található kőzetrétegek korának az egymáshoz történő viszonyítását. Mivel ez a módszer a kőzeteknek csak a viszonylagos kormeghatározására alkalmazható, egy adott üledékes kőzet abszolút korának a meghatározásához az üledékes rétegekben vulkáni hamumegállapítása és (radiometrikus) kormeghatározása szükséges.

2.1.1.c A BETEMETŐDÉSTŐL A FELSZÍNRE KERÜLÉSIG Fosszíliák (ősleletek, ősmaradványok) ősi élő szervezetek megkövesedett vagy üledékbe (elsősorban iszapba vagy homokba) betemetődött, vagy egyéb természetes folyamatok során megőrződött maradványai, illetve lenyomatai. A fosszilizáció nagyon lassú folyamat, amely akár több ezer évet is igénybe vehet. Az élőlények többsége nem sokkal a haláluk után bomlásnak indul, ugyanakkor előfordulhat, hogy maradványaik részlegesen megőrződnek (pl. kőzetekben) fosszíliaként. Ahhoz, hogy a fosszilizáció egyáltalán megtörténhessen, számos előfeltétel megléte szükséges. Nem csoda, hogy fosszilizáció csak kivételesen ritkán fordul elő, és az elpusztult szervezeteknek csak egy csekély hányada őrződik meg fosszíliaként. Ahhoz, hogy fosszilizáció végbemehessen, a következő főbb feltételeknek kell teljesülniük: dögevők, illetve a csontokat szétszóró vízfenékközeli áramlatok hiánya, gyors betemetődési folyamat és oxigénhiányos vízfenék, amely csökkenti a lágy szöveteket és a csontokat elpusztító mikroorganizmu-

sok előfordulását. Ezek a feltételek leggyakrabban olyan vízi környezetben (pl. óceánokban, folyókban, tavakban) teljesülnek, ahol a víz nagy mennyiségű üledéket szállíthat. Vastag üledékréteg alatt betemetődött ősi élő szervezetek maradványai megkövesedett fosszíliákká alakulnak át (a talajvízből kivált ásványok kitöltik a szervezet üregeit, csontjait, sejtüregeit, a maradványok megkövesedését eredményezve végül). Az esetek többségében a szervezeteknek csak a kemény testrészei őrződnek meg. Jóllehet nagyon ritkán, de kivételes környezeti feltételek fennállása esetén előfordulhat, hogy lágy részek, így például bőr, tollak vagy akár belső szervek, mint a belek is, fennmaradhatnak. Sok millió évvel később, a földfelszín mozgásai és az erózió (víz, jég, szél pusztító hatása) következtében a fosszília felszínre kerülhet, ahol végül egy tudós vagy szerencsés gyűjtő rátalálhat

[2.b ábra] AZ ÉLETTŐL A FOSSZÍLIÁIG [1.o ábra] MOZGÁSTÍPUSOK

1. Elpusztulás A plezioszaurusz élete végén elpusztul. A teste a tengerfenékre süllyed.

2. Bomlás és betemetődés Több hét elteltével a plezioszaurusz részben elbomlott. A lágy testrészek a halál után nagyon hamar bomlásnak indulnak és elrothadnak. Egyedül a kemény testrészek, mint például a csontok, maradnak még meg. A tengeri hüllő maradványai csak akkor alakulhatnak fosszíliává, ha azokat mihamarabb üledék temeti be. Folyt. a következő oldalon

Folyt. az előző oldalról

[2.b ábra] AZ ÉLETTŐL A FOSSZÍLIÁIG [1.o ábra] MOZGÁSTÍPUSOK

3. Üledék felhalmozódás és /megkövesedés/ mineralizáció Idővel a csontváz fokozatosan egyre mélyebbre merül alá a felhalmozódó üledékrétegben.Lassanként az üledék súlya összenyomja az alsóbb rétegeket az üledékszemcséket össze-, a talajvíz-felesleget kipréseli.A résekben ásványok rakódnak le, majd végezetül a laza üledék kemény kőzetté alakul át. A csontvázban eredetileg található ásványok helyét az üledék ásványi anyagokban gazdag talajvizéből kivált ásványok töltik ki az úgynevezett mineralizáció /megkövesedés folyamata során.

2.1.1.d FOSSZÍLIAFAJTÁK Bár a leggyakoribb fosszíliák a testrészek – mint például páncélzat, héjak, fogak, mész-, illetve kovatartalmú biológiai képződmények és csontok – megkövesedett vagy egyéb módon megőrződött maradványai, számos más fosszíliatípus is előfordul. • Mikrofosszíliák: egyes mikroorganizmusok, mint a likacsosházúak (Foraminifera), kagylósrákok (Ostracoda) és meszes algák, külső vagy belső vázzal rendelkeznek. Meszes héjaiknak kőzetalkotó mennyiségben történő felhalmozódása a tengerfenéken nagy vastagságú mésztartalmú kőzetek (pl. mészkő, kréta) képződését eredményezheti. • Héj/ház/váz, biológiai képződmények: egyes puhatestűeknek (Mollusca) belső, illetve külső héja, váza van, amely megkövesedve megőrződhet. A héjak, házak, vázak ősleletei az egyik leggyakrabban előkerülő fosszíliafajták. Baktériumok, szivacsok, csalánozók (Cnidaria) és más mikroorganizmusok létrehozhatnak olyan képződményeket és zátonyokat, amelyek maradványai gyakorta megőrződnek. • Fogak: mivel a gerincesek (Vertebrata) testében a legnagyobb ásványianyag-tartalommal bírnak, a fogak a leggyakrabban fosszilizálódott gerinces ősmaradványok. A porcos halak (Chondrichthyes) – közismet képviselői a cápák és ráják – belső váza porcszövetből épül fel, amit kisebb ásványtartalom jellemez, mint a csontos halak (Osteichthyes) elcsontosodott belső vázát. Ennek következtében a cápákat legtöbbször fogaik alapján azonosítják, amik gyakran az egyetlen megőrződött maradványaik. A törékeny csontokkal rendelkező kistestű állatokat, mint amilyenek az első emlősök is voltak, ugyancsak sokszor a fogleleteikből ismerjük. • Csontok: a legtöbb felszínre kerülő csontmaradvány csupán egyetlen darabból álló lelet. A közhiedelemmel ellentétben a teljes egészében megőrződött csontvázfosszíliák rendkívűl ritkák.

4. Felemelkedés, erózió és felszínre kerülés Sok millió év eltelte alatt a megkövesedett ősleletet tartalmazó kőzet a fekükőzet mélyén marad betemetődve.Ugyanakkor a tektonikus erők földkéregben végbemenő mozgásokat idézhetnek elő, amelyek által a fekükőzet a tengerszint fölé emelkedhet, kitéve azt az eróziónak. Az eróziós erők pusztító hatására a felemelkedett kőzet fokozatosan elkopik, míg végezetül a plezioszaurusz koponyájának a csúcsa a felszínre kerül, és láthatóvá válik.

• Növények: levelek, szár-, illetve törzsrészletek, magok, fosszílialenyomatok és néha szénlerakódások formájában is megőrződhettek. A szén és a szénhidrogének a nagy men�nyiségben felhalmozódott, elhalt növényi maradványok átalakulásából keletkeztek. • Nyomfosszíliák: a lábnyomok különösen értékes információkat (két lábon járás, sebesség stb.) szolgáltathatnak a kihalt élőlények helyváltoztatásáról. • Koprolitok: fosszilizálódott állati ürülék. Bizonyos esetekben betekintést adhat a kihalt állatok étkezési szokásaiba és táplálékába. • Tojások: még ha a tojáshéjak ősmaradványai, illetve lenyomatai meg is őrződnek, az egykor azokban talalálható embriók fosszíliái nélkül meglehetősen nehéz pusztán magát a tojást egy adott fajtól vagy állatcsoporttól származónak tulajdonítani. Az embriót tartalmazó fosszíliák különösen nagy jelentősségel bírnak a kihalt élőlények fejlődésének megismerésében. • Szervek, bőr, tollak, pikkelyek, szőrök: az ásványhiányos részek ritkán fosszilizálódnak, ugyanakkor a bőr, a tollak és a szőrök lenyomatai néha megőrződhetnek. Épségben előkerült lágy részeket tartalmazó fosszíliákból állapították meg azt, hogy az ichthyoszauruszok (halgyíkok) hátúszóval rendelkeztek, valamint azt is, hogy az egyes theropodákat (hüllőmedencéjű dinoszauruszok két lábon járó csoportja) kezdetleges tollak borították. • Pollen: fosszíliái a paleoklíma (földtörténeti éghajlatok) kitűnő indikátorai. • Borostyánkő/gyantafosszíliák: a borostyánkő megkövesedett gyanta. Alkalomadtán rovarok vagy ritkábban különösen kis testű gerincesek is beleragadhatnak a folyékony gyantába, amelyek később úgynevezett zárványként megőrződhetnek a gyantafosszíliában.

2.1.1.e TEKTONIKUS LEMEZEK ÉS A FAUNÁK ELTERJEDÉSE A múltban Földünk nem mindig hasonlított a mai bolygónkra. A tektonikus erők hatására a kontinensek állandó mozgásban vannak, aminek következtében a Föld felszíne nagyon lassú, fokozatos átalakuláson megy át. A litoszféra (kőzetburok, amely a földkéregből, illetve a földköpeny felső, szilárd rétegéből áll) számos, tektonikus lemezeknek nevezett darabokra töredezett (mint egy hatalmas puzzle egymáshoz illeszkedő darabjai). Ezek a lemezek a litoszféra alatt elhelyezkedő asztenoszférában úsznak szüntelenül, de emberi léptékkel rendkívül lassan – vízszintes irányú mozgásuknak a sebessége tipikusan csak néhány centiméter évente. A lemezek a lemezszegélyek mentén érintkeznek egymással. Amikor két lemez egymás felé sodródik (konvergens szegély), akkor vagy összeütköznek, amikor olyan geológiai jelenségek tapasztalhatók, mint például a hegységképződés, vagy az egyik lemez a másik alá bukik (szubdukciós zónát létrehozva). Ezen vonalak mentén erőteljes földrengések tapasztalhatók. Más esetben, amikor a két lemez egymástól távolodva sodródik (divergens szegély), köztük magma tör fel, a tengerek mélyén hegységeket, hátságokat, illetve a tengerfeneket széttáró hasadékvölgyeket létrehozva. Mintegy 250 millió évvel ezelőtt, a triász időszak kezdetén, az összes kontinentális lemez összekapcsolódott, és egy “szuperkontinenst” alkotott (a bolygó szinte teljes szárazföldterülete összetartozott), amit Pangaeának nevezenek. A Pangea keleti oldalán, két begörbülő vége az úgynevezett Tethys-óceánt fogta közre. A jura időszak elején, hozzávetőlegesen 200 millió évvel ezelőtt kezdett két nagy földdarabra törni: először a déli Gondwana (Gondvánaföld) ős-, illetve szuperkontinensre, amely magában foglalta többek között a déli félteke legtöbb mai kontinensét, beleértve Dél-Amerikát, Afrikát, Indiát, Ausztráliát, Antarktiszt, majd az északi Laurázsia ős-, illetve szuperkontinensre, mely tartalmazta az északi földgömbön elhelyezkedő mai kontinensek többségét: Észak-Amerikát, Európát és Ázsiát. A Tethys egy csatornának köszönhetően összekapcsolta a mai Csendes-óceán

ősét a születő Atlanti-óceánnal. A kréta időszakban alakult ki az Atlanti-óceán déli mendencéje. Tekintettel arra, hogy a tenger szintje magasabb volt a mainál, Észak-Amerika középső részét egy nagykiterjedésű tenger borította: az úgynevezett belső Nyugati-csatorna (Észak-Amerikai-beltenger), amely délen a Mexikói-öbölhöz, északon pedig a Hudson-öbölhöz és a Beaufort-tengerhez kapcsolódott. A földfelszín állandóan változó földrajza alakította mind a vízi-tengeri, mind a szárazföldi faunák evolúciós fejlődését. A tengeri hüllők könnyebben elterjedhettek a Föld különböző részein. Ugyanazon nemzetségbe tartozó képviselőik megtalálhatók mind Európában és Afrikában (Tethys-óceán), mind Dél- és Észak-Amerikában (Észak-Amerikai-beltenger, Csendes- és Atlanti-óceán). Ezzel szemben a szárazföldi faunák általában egymástól függetlenül fejlődtek elszigetelt kontinenseken, ami nagyon eltérő fajok és nemzetségek előfordulását eredményezte az egyes kontinenseken. Amennyiben a mai világtérképre tekintünk, el tudjuk képzelni, hogy a mai kontinensek egykor hogyan illeszkedhettek össze és alkottak egy szuper-, őskontinenst: a Pangaeát. A faunák elterjedését nagymértékben befolyásolta a kontinensek és óceánok elhelyezkedése, illetve mozgása. Ezzel párhuzamban a különböző szárazföldi és tengeri faunák elterjedése jelentősen alátámasztotta a kontinensvándorlás elméletét. Tekintettel arra, hogy a perm időszakban élt kis testű, tengeri hüllőszerűek (Sauropsida) csoportjába tartozó Mesosaurus ősmaradványai Dél-Afrikából és Brazíliából is egyaránt előkerültek, továbbá hogy kis testmérete lehetetlenné tette volna a hatalmas Dél-Atlanti-óceán átúszását, a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a perm időszak folyamán (320–280 millió évvel ezelőtt) Afrikának és Dél-Amerikának még összefüggő szárazföldnek kellett lennie.

[2.c ábra] A MESOSAURUS ÉS A KONTINENSVÁNDORLÁS

A perm időszakban élt kis testű, tengeri hüllőszerűek csoportjába tartozó Mesosaurus földrajzi elterjedése (mind Dél-Afrikában, mind Brazíliában) szolgált a német természettudós Alfred Wegener (1880–1930) 1912-ben megfogalmazott kontinensvándorlási elméletét alátámasztó érvelések egyikének alapjául.

2.1.2 PALEONTOLÓGIA (ŐSLÉNYTAN) ÉS AZ EVOLÚCIÓs gondolkodás TÖRTÉNETE Jóllehet már a történelem előtti időkben is ismertek egyes fosszíliákat, eredetüket egészen a 18. század végéig homály fedte. A biológia és a paleontológia története során számos, egymással versengő elmélet született az evolúcióról, amelyek közül az egyetlen ma is elfogadott a neodarwinista evolúciós elmélet

2.1.2.a ÓKORI FELFEDEZÉSEK ÉS A KÖZÉPKOR A mai Franciaországban található őskori lelőhelyekről olyan fosszíliák nyomai kerültek elő, amelyek arra utalnak, hogy azokat dísztárgyként használták. Az ókorban több görög filozófus is említést tett fosszíliákkal kapcsolatos megfigyeléseiről. A görög Anaximandrosz (i. e. 610–547) a hegyvidékek kőzeteiben talált tengeri élőlények ház-, illetve héjmaradványaiból arra a következtetésre jutott, hogy egykor ősi tengerek létezhettek, amelyeket a Nap aztán “felperzselt”. A fosszíliák alapján Arisztotelész, Theophrasztosz, Pithagorasz és Hérodotosz mindannyian feltételezték ősi tengerek korábbi létezését. Az ókori Rómában élt író és enciklopédista, idősebb Plinius úgy képzelte, hogy a fosszilizált cápafogak az égből vagy a Holdról estek le, és a “glossopterák” (nyelvkövek) elnevezést adta nekik. Ugyancsak ő volt az első, aki “ostracites” (osztrigaalakúak) és “spongites” (szivacsalakúak) néven megkülönböztetett fosszíliákat. Shen Kuo (1031–1095) kínai tudós elsőként fogalmazott meg egy, a fosszíliák megfigyelésén alapuló elméletet a Föld

és a tengerek kialakulásáról. Különböző rétegekben talált tengeri fosszíliákból arra következtetett, hogy a Föld átalakult az iszaplerakódás és a hegységek eróziója eredményeként. Nevéhez fűződik továbbá az első paleoklimatikus (földtörténeti éghajlatokkal kapcsolatos) megállapítás is. Egy olyan területen felfedezett bambuszfosszília alapján, ahol az uralkodó éghajlat amúgy nem tette volna lehetővé a növény előfordulását, feltételezte, hogy az ősidőkben a terület éghajlatának különböznie kellett a maitól. A középkori Európában a fosszíliákat megkövesedett élőlényeknek, illetve a természet műalkotásainak tartották (Georgius Agricola, 1494-1555; Martin Lister, 1638-1712). A 17. század folyamán a fosszíliákat ősi élőlényeknek vélték, amelyeket – az összes többihez hasonlóan – a bibliai Özönvíz pusztított el. A 18. századig a tudományok, természetesen a fosszíliákat is beleértve, a vallásnak minden szempontból alávetett szerepet töltöttek be. A világot változatlanként fogadták el, amelyet a Teremtő az akaratának megfelelően hozott létre.

2.d ábra] ÓKORI FELFEDEZÉSEK

Fosszíliaábrázolás egy ókori görög vázán (i.e. 560–540). Érdemes megfigyelni a barlangból előbújó szörny szemfehérjegyűrűjét.

2.1.2.b A 17. SZÁZAD ÉS A TERMÉSZETTUDOMÁNYOK KEZDETEI 16–17. századokban Európaszerte úgynevezett érdekességgyűjtemények (Kunstkammer) jelentek meg. Egyes arisztokraták, tehetős kereskedők és korai “tudósok” gyűjteményeket halmoztak fel, amelyek akár kezdetleges múzeumoknak is tekinthetők. Ezek a gyakorta nagyon vegyes gyűjtemények a fosszíliáktól a különféle állatokon és növényeken át az ásványok az érdekességek egész tárházát felvonultatták. [2.e ábra] AZ ELSŐ “MÚZEUMOK”

Doktor Ole Worm (1588-1654) érdekességek tárháza Koppenhágában (Dánia)

Jean Marchant (1650?–1678), a párizsi “Jardin du Roi” (a király kertje) igazgatója, 1617-ben azt vetette fel, hogy az azonos nemzetségbe tartozó növényfajok közös eredetre vezethetők vissza. Valószínűleg ő vette elsőként fontolóra az “anomáliákat” (rendellenességeket), mint a fajok átalakulásának egyik lehetséges okát (a mutáció elnevezés és fogalom ekkor még ismeretlen volt). Benoist de Maillet (1656–738) úgy tartotta, hogy egy adott faj átalakulását az öröklődés során bekövetkezett módosulások okozzák (1748). Feltételezte, hogy az élet az egykor mindent elborító óceánokban alakult ki, amelyek visszahúzódása kényszerítette az egyes állatokat a szárazföldi élethez való alkalmazkodásra. Ennek megfelelően az ember ezektől az állatoktól – végeredményében a halaktól! – lett volna eredeztethető. Pierre Louis Moreau de Maupertuis (1698–1759) volt az első, aki komolyan foglalkozott az állatok öröklődésével. Feltevése szerint a fajok változásainak az “anomáliák” (mutációk), valamint a természetben véletlenszerűen megjelenő, az utódokra átörökíthető, egyedi morfológiai eltérések az alapjai. 1754-ben de Maupertuis fogalmazta meg az első, a fajok átalakulásáról szóló elméletet. Munkájában így írt: “… hogyan lenne lehetséges, hogy az egymástól teljesen eltérő fajok sokszorozódása pusztán két egyedtől eredne? Valami-

féle véletlenszerű szaporodásnak köszönhetnék az eredetüket, amelyben az alapvető részek (szaporító szervek) nem őrizték meg azt a rend(szer)t, amely anyjukban és apjukban létezett: minden egyes hibafok egy új fajt hozott volna létre: az eltérések fokozódásával született meg az a végtelen változatosság, amelyet az állatoknál ma tapasztalhatunk; meglehet, hogy idővel ez majd tovább növekszik.” Úgy tartotta, hogy minden állat ugyanazon őstől ered. Az elméletének részét képező, a szerzett jellegek átörökítésére vonatkozó elképzelése különösen nagy jelentősséggel bírt, és egészen a 19. század végéig meghatározó maradt. Az állatok fejlődésének kutatása további előrelépéseket eredményezett. Az embriológiával foglalkozó Karl Ernst von Bear (1792–1876) rámutatott, hogy a fejlődés minél korábbi szakaszában vizsgáljuk őket, a különböző fajok embriói annál jobban hasonlítanak egymásra, de morfológiájuk ezután hamar eltérővé válik, ami az organizmusok közös eredetét bizonyította. 1778-ig váratott magára, míg a francia természettudós Georges Buffon (1707–1788) felismerte, hogy a fosszíliák kihalt fajok ősmaradványai. Ez az “első fosszília” az amerikai masztodon (Mammut americanum), amelyet előtte sokszor az “óriások” egyik képviselőjének véltek, de Buffon már mint “eltűnt fajt” írt le. A fosszíliák tanulmányozása jelentős változásokat hozott az élet fejlődéséről korábban kialakult elképzelésekben. A különféle fosszilizálódott faunák egymásra rétegződéséből Georges Cuvier úgy vélte, hogy az élet történetére egyszeri drámai események voltak hatással – olyan nagyfokú katasztrófák, amelyek számos faj tömeges kipusztulásához vezettek. E kegyetlen “fordulatok” között új poulációk jelentek meg a migrációnak köszönhetően. Ez az elmélete az úgynevzett katasztrofizmus, illetve katasztrófaelmélet. A nagytestű, kihalt moszaszaurusz felfedezése alátámasztotta nézetét (lásd a következő oldalt). Jean-Baptiste Lamarck (1744–1829) nem osztotta Cuvier elképzelését a “fordulatok” egykori bekövetkeztét illetően. Ehelyett azt feltételezte, hogy a környezeti változások olyan morfológiai átalakulásokat okoznak, amelyek továbbadódnak a következő nemzedéknek. Az egyes fosszíliák és ma is élő fajok közötti folytatólagosságot a fajoknak az idők során történő átalakulásával magyarázta. Lamarck elméletének három fő pontja: a szerzett jellegek, tulajdonságok átörökítése, egy szervet annak működése hozza létre, valamint hogy az élet idővel egyre összetettebbé válik. Elmélete szerint a környezeti tényezők hatására, egy szerv használata, illetve használatának a hiánya vezet az adott szerv feljődéséhez vagy visszafejlődéséhez, ami aztán átörökítődik az utódokra is. Jóllehet már a régebbi korok tudósai is megfigyelték a fajok evolúciójának a jelenségét, a folyamat működését nem tudták megmagyarázni. Charles Darwin volt az, aki a természetes szelekció (kiválasztódás) elméletével végül 1859-ben magyarázattal szolgált. Darwin érvrendszere a következőképpen bontakozott ki:

1/ Az organizmusok változatosak (az egyedek eltérőek egy adott fajon belül is – intraspecifikus variabilitás (fajon belüli változatosság). 2/ A változatok, az egyedi jellegek átörökíthetők az utódokra, és az egyes továbbadandó jellegek kiválaszthatók az ember által (ez utóbbi a mesterséges szelekció, azaz az adott egyedek bizonyos, előnyben részesített jellegek szerinti tudatos szaporítása, amit például a növénynemesítők vagy szarvasmarhatenyésztők is alkalmaznak, amikor módosítják a tenyésztés, illetve termesztés, keresztezés során a fajtajellemzőket). 3/ Az adott környezet természetes szelekciót idéz elő. Mivel a természetben az erőforrások csak véges mértékben állnak rendelkezésre, az élőlények így versengésben állnak egymással az életben maradásért. A fajokon belül az egymástól eltérő egyedek, változatok közül azoknak, amelyek az egyes környezeti előnyöket jobban képesek kihasználni, nagyobb az esélyük a túlélésre és szaporodásra, és így sikeresebben terjednek el). 4/ A fajok szintjén a természetes szelekció a fajok átalakulását eredményezi (az egyedek előnyös, örökíthető jellegének gyakorisága nőni fog, majd dominánssá válik az adott populációban).

[

Az evolúciós folyamatok megértésében a következő áttörést a gének létezésének felfedezése, illetve a genetika (örökléstan) fejlődése hozta. 1865-ben Johann Gregor Mendel (1822–1884), osztrák botanikus a borsónövények öröklődésének tanulmányozásával bebizonyította a morfológiai jegyek örökíthetőségét. Majd 1883-ban August Weissmann (1834–1914) végleg megcáfolta Lamarcknak a szerzett jellegek, tulajdonságok átörökítéséről szóló elméletét. 1901-ben Hugo de Vries (1848–1935) vezette be az evolúciós elméletbe a gének és a mutáció fogalmát, illetve elnevezéseiket. Egy új faj hirtelen, egyetlen mutációs ugrás által is megjelenhet. Ez az úgynevezett szaltatorikus mutáció (De Vries elvetette az új fajok megjelenésében a természetes szelekció szerepét). Az 1910-es évet követően a populációk genetikájának, valamint a gyümölcslegyek tudományos kutatásainak eredményei egy új, modern evolúciós szintézishez (egységbe foglalásához) vezettek. A neodarwinizmus kiterjeszti a darwini természetes szelekció hatályát, és egyszerre tartalmazza a biológiai öröklődés (genetika) Mendel-féle elméletét is. Az evolúciót elsősorban mint a természetes szelekció hatására ezen mutációk gyakoriságainak megvátozásában álló folyamatot határozza meg.

GEORGES CUVIER (1769–1832)

]

Georges Cuvier nevéhez fűződik a paleontológia (őslénytan) modern tudományának megszületése. Az összehasonlító anatómia – az előlények testfelépítésében mutatkozó hasonlóságok és különbségek feltárásával foglalkozó tudomány – híve volt, amit a fosszíliák és a kihalt fajok közötti kapcsolatok tanulmányozása során használt fel. Ezt a módszert alkalmazta a legelsőként felfedezett, illetve legrégebben leírt, a hollandiai Maastrichtban talált és a francia forradalmi csapatok által elkobzott tengeri őshüllő: egy moszaszaurusz vizsgálatánál is. Az őslelet koponyájának anatómiáját a ma élő formációkkal összehasonlítva, 1808-ban elsőként szolgált a kihalt óriás őshüllők egykori létezéséről bizonyítékokkal – tizenhat évvel azelőtt, hogy 1824-ben William Buckland elsőként ismertetett egy dinoszaurusz-fosszíliát.

[

MARY ANNING (1799–1847)

]

Ugyanebben az időben, Angliában Mary Anning (1799–1847) rátalált az első, teljességében épen megőrződött ichthyoszaurusz- (halgyík) fosszíliára az 1810-es évben. Az ekkor tizenkét éves lány fosszíliák gyűjtésével, illetve eladásával segítette eltartani a családját. 1828-ban további két jelentős felfedezést tett, amikor is egy plezioszaurusz teljes csontvázmaradványára, illetve az első, a mai Németország területén kívül megtalált pteroszaurusz (“szárnyas gyík”) fosszíliájára bukkant. Néhány hónappal halála előtt a Londoni Királyi Földtani Társaság (Geological Society of London), amely azelőtt kizárólag férfiak tagságát engedélyezte nagy tekintélynek örvendő köreiben, tiszteletbeli – első nő – tagjának vette fel Mary Anning-et.

2.1.3 MI AZ EVOLÚCIÓ? 2.1.3.a AZ ORGANIZMUSOK (ÉLŐ SZERVEZETEK, ÉLŐLÉNYEK) IDŐVEL átalakulnak A fosszilis rekordok (a fosszíliát tartalmazó rétegek) tanulmányozása azt bizonyítja, hogy az organizmusok idővel megújulnak. Egy adott faj élettartama átlagosan egymillió évet ölel fel. Új fajok megjelenése, illetve a már létezők eltűnése egy olyan szakadatlanul tartó folyamat, amely az adott közvetlen élőhelyet vagy tágabb területet befolyásoló környezeti, földrajzi és éghajlati változásoknak, illetve egyszerűen egy rivális faj térhódításának a következménye. Általánosabb változások rendszeresen fejtik ki hatásukat az élőlényekre, és kisebb-nagyobb horderejű válságokhoz, katasztrófákhoz vezetnek.

Ilyen kipusztulás alkalmával egyszerre több faj, illetve időnként teljes élőlénycsoportok tűnhettek el véglegesen egyidejűleg és meglehetősen hirtelen. Az egyes kihalási események időtartamának megbecsülése gyakran nehézségekbe ütközik. Ami egy fosszilis rekordban hirtelen megjelenőnek tűnhet, az a valóságban – egy adott őslelet fosszilizációja miatt – lehet, hogy sok ezer vagy millió évet vett igénybe. Az ilyen katasztrófákat, illetve kihalási eseményeket általában a fajok sokféleségének (diverzitásának) a robbanásszerű változása követi. Az újonnan megjelenő élőlénycsoportok továbbra is rokonsági kapcsolatban állnak a katasztrófa előtti képviselőikkel, de ekkor már gyakorta csak mellékes, csekély jelentőséggel bírnak

2.1.3.b HOGYAN ADÓDNAK ÁT AZ EGYES JELLEGEK, TULAJDONSÁGOK? Az egyedek morfológiája, beleértve azok különféle genetikai jellegeit, tulajdonságait, amelyek nem feltétlenül megegyezőek (az egyedi eltérések, vátozatok), teszi lehetővé az evolúció folyamatát. A mutációk az evolúció elsődleges mozgatórugói.

A mutáció az élő szervezet örökítőanyagának véletlenszerűen bekövetkező, spontán, maradandó megváltozása, ami – mivel a genomban, azaz a szervezet teljes örökítő információjában van kódolva – az utódoknak is továbbadható. Ezek a mutációk hatással lehetnek a szervezet anatómiájára, morfológiájára (alakjára), fiziológiájára (életére, működésére ), viselkedésére stb.

2.1.3.c TERMÉSZETES SZELEKCIÓ (KIVÁLASZTÓDÁS) Az evolúció másik alapvető alakító ereje a természetes szelekció (kiválasztódás). A mutációk vagy hasznos, vagy káros hatást fejthetnek ki az adott organizmusban, illetve lehetnek semlegesek is. Azon egyedek esetében, amelyeknél pozitív mutáció fordul elő, a túlélés valószínűsége nagyobb, többször képesek szaporodni, és fokozatosan dominánssá válnak. Egy adott mutáció hasznos, káros avagy közömbös hatású mivoltja függhet a környezeti viszonyoktól és a külső körülményektől. Bár a legtöbb mutáció semleges hatást fejt ki, a környezeti feltételek, illetve más befolyásoló tényezők (pl. a szelekciós nyomás erőssége) megváltozásának hatására hasznos vagy káros mutációvá válhat. A jelenség egyik markáns példája az a semleges és véletelenszerűnek tűnő mutáció, amely a szúnyogokban a DDT (diklór-difenil-triklóretán rövidítése) nagy hatású rovarírtószerrel szembeni rezisztanciát (ellenálló-képességet) váltotta ki. Habár eredetileg csak kevés egyedre volt jellemző ez a mutáció, a DDT egyre szélesebb körű felhasználása következményeként csak azok az egyedek maradtak életben, amelyeknél ez a rezisztens mutáció megtalálható volt, majd ennek megfelelően az ilyen egyedek hamarosan dominánssá is váltak. Az egymást követő szelekciók, illetve számos, új mutáció megjelenése új fajok kialakulásához vezethet. Amennyiben az élőhely környezeti viszonyai túlságosan drasztikus változáson mennek át, illetve a pozitív, hasznos mutáció a populáción belül hiányzik, az előremutató sze-

lekciós fejlődés nem lehetséges, és így a populáció, illetve a fajok végül eltűnnek. Sőt, míg egy mutáció egy adott időszakaszon és élőhelyen belül hasznos lehet, később károssá is válhat a megváltozott helyi környezeti feltételek következtében. Stephen Jay Gould és Niles Eldredge továbbfejlesztette és kiegészítette az addigi elképzelést a “pontozott (vagy megszakított, illetve szakaszos) egyensúly elméletével”, amely magyarázattal szolgált a fos�szilis rekordban tapasztalható egyes fajok hosszú időszakon keresztül tartó, látszólag stabil jelenlétét megszakító, egy új faj hirtelen feltűnésének (speciáció, azaz fajképződés) okaira. Amennyiben ezt az állandó, stabil időközt mint egy, a faj és környezete közti egyensúlyi időszakként értelmezzük, akkor a speciáció, azaz a fajképződés a kisebb méretű populációknak az eredeti, szülőpopulációjuktól bekövetkezett bizonyos ideig tartó elszigetelődése hatására megy végbe (a rokoni populá-

ciók szétválásának, izolációjának számos kiváltó oka lehet, így például egy új hegylánc, erdő, tó, vagy egyéb új földrajzi, illetve időbeli akadály létrejötte, valamint migráció, azaz kivándorlás). Az eredetitől elszigetelt, izolálódott, kisebb méretű populáció fejlődése eltérően, sajátosan és gyorsabban mehet végbe, idővel megváltozva mind genetikai, mind morfológiai szempontból, amelynek eredményeként végső soron új faj alakulhat ki. Élőhelyének kiterjedése esetén, illetve amen�nyiben újból kapcsolatba kerül az eredeti fajjal, az új faj kicserélheti az eredetit. A földtörténeti időskála léptékével az ilyen fajkicserélődés hirtelennek tűnhet. Mégha az egyen-

súlyi időszak alatt a faj látszólag változatlan is, ez a stabilitás nem jelenti a faj fejlődésének hiányát. Tekintettel arra, hogy a fosszíliákban leggyakrabban csak a csontok vagy vázak őrződtek meg, amelyekért az állati genomnak (a szervezet teljes örökítő információja) csupán 5 százaléka felelős, a fennmaradó 95 százalék fejlődése végbemehetett anélkül, hogy az a fosszíliákból kiderülne. Az esetlegesség és a természetes kiválasztódás az evolúció kísérő jelenségei: az egymást követő nemzedékekben a szelekció a különféle életképes, járható megoldásokat választja a morfológiai, funkcionális, filogenetikai (törzsfejlődési) és környezeti kényszereknek, korlátoknak megfelelően.

[2.f ábra] TERMÉSZETES SZELEKCIÓ (KIVÁLASZTÓDÁS)

1. Fajon belüli változatok (intraspecifikus variabilitás) Egyes szúnyogok rezisztensek (ellenállók) a DDT-vel szemben (az ábrán szürkével jelölve).

2. Differenciált reprodukció (elkülönült szaporodás) A példában a DDT-vel szemben nem ellenálló szúnyogok elpusztulnak , illetve a túlélők ritkábban szaporodnak, mint a DDT-rezisztensek.

3. Átörökítés A túlélő, DDT-vel szemben ellenálló szúnyogok utódai is ellenállók lesznek a DDT-vel szemben, mivel ez egy öröklődő tulajdonság

4. Végeredmény Az előnyösebb tulajdonság, ez esetben a DDT-vel szembeni ellenálló-képesség, amely lehetővé teszi, hogy az ezzel a jelleggel rendelkező szúnyogoknak több utódja születhessen, egyre gyakoribbá válik a populációban. Amennyiben ez a folyamat folytatódik, a populáció összes egyede végül rezisztens lesz a DDT-vel szemben.

A modern rovarirtószerek közül elsőként létrehozott DDT-t (diklór-difenil-triklóretán) már a második világháború elején használták. Bár mára már sok országban betiltották a használatát, kezdetben nagy hatásfokkal alkalmazták mind a katonákat, mind a civil népességet sújtó malária, tífusz és más, rovarok által terjesztett, emberre veszélyes betegségek elleni küzdelemben.

[

]

AZ “ADAPTÁCIÓ” (ALKALMAZKODÁS) FOGALMA

Az adaptáció (alkalmazkodás) jelentését gyakran félreértelmezik. A szervezeteknek az új körülményekhez történő alkalmazkodása nem tevőleges és tudatos választás következménye. Általánosságban egy mutáció, amelyik az élőlény számára előnyös hatással bír egy környezeti változással szembeni túlélés sikeressége tekintetében, nem ennek a szelekciós nyomásnak a hatására jelenik meg. Ehelyett a természetes szelekció hatásaként keletkeznek abban a populációban, amelynél ez a mutáció véletlenszerűen jelen volt. (Ennek kiegyensúlyozottnak kell lennie. A közel múltban végzett kutatások megállapították, hogy stresszorok – vagyis a stresszválaszt a szervezetben létrehozó külső körülmények, ingerek – előfordulása esetén gyakoribbak a mutációk, növelve egy mutáció megjelenésének a valószínűségét, és ily módon a kedvező mutációkat a baktériumokban és sejtekben).

Nem minden morfológiai tulajdonság szükségszerűen adaptív. Fizikai korlátok is eredményezhetik. (A Darwin által megfigyelt pintyfajok esetében szelekciós folyamatok határozták meg a csőrük méreteiben kialakult eltéréseket. Ugyanakkor egyes tulajdonságok csak más tulajdonságokkal kacsolatban változhatnak meg: ahhoz, hogy nagyobb csőrrel rendelkezhessenek, fejüknek és így testüknek is nagyobbnak kell lenniük – a test egy adott részében bekövetkező módosulás a testben további módosulásokat idézhet elő.) Az is előfordulhat, hogy ez az organizmus fejlődéstörténetének az eredménye, illetve maradványa. (Az emberben a rekeszizmot szabályozó, úgynevezett frenikus ideg például nem halad át a hátgerincen – nem a háti csigolyáknál lép ki – hanem közvetlenül a koponya alapjából indul ki. Ez a kapcsolat a csontos halak – Osteichthyes – őseitől öröklődött át, amelyeknél a kopoltyúk a koponyához közel helyezkedtek el.)

2.1.4 A PALEONTOLÓGUS (ŐSLÉNYKUTATÓ) MUNKÁJA 2.1.4.a MIVEL FOGLALKOZIK? A paleontológia (őslénytan) a geológiai képződményekben megőrződött, fosszilizálódott ősmaradványok (mindenféle fosszília, beleértve a növényieket és az állatiakat is) tanulmányozásával foglalkozó tudomány. Mai ismereteink az élet történetéről bolygónkon a több mint 200 évet felölelő paleontológiai kutatás eredményeinek köszönhető. A hivatásos paleontológusok szakosodhatnak egy bizonyos részterületre, így például az ősnövénytanra, azaz fosszilizálódott növényi maradványok vizsgálatára (paleobotanikusok), a mikrofosszíliákra (mikropaleontológusok),valamint a gerinces ősállatok tanulmányozására (gerinces-paleontológusok, mint például a filmben szereplő Dr. Bardet, Dr. Gasparini, Dr. Kear, Dr. Motani és Dr. Rieppel), amely a dinoszauruszokra és a tengeri őshüllőkre irányul. Egyesek fosszilis rekordokat használnak a tanulmányozott fosszíliacsoportok biológiájának, sokféleségének és evolúciójának a rekonstrukciójához. Más paleontológusok az üledékes kőzetek korának meghatározására vagy az ősi éghajlati viszonyok feltérképezésére koncentrálnak, és ennek érdekében fosszilizálódott növények és állatok gyűjeményeit használják fel a kőzetek kormeghatározására (biosztratigráfia tudománya) vagy az ősi környezeti állapotok (paleokörnyezetek) jellemzésére.

Legtöbben úgy vélik, hogy a paleontológusok idejük legnagyobb részét terepen töltik fosszíliák után kutatva. Habár a fosszíliák gyűjtése kétségtelenül elengedhetetlen a további kutatások céljából, a paleontológusok munkájuk jelentősebb részét általában múzeumokban vagy egyetemeken végzik felfedezéseik tanulmányozásával és leírásával. Ezek mellett sok paleontológus foglalkozik diákok oktatásával, a fosszíliák jó állapotban történő megőrzésével, valamint a kutatás finanszírozásának érdekében projektek írásával, hiszen a terepmunka, amely általában nagy létszámú csoportok több hetes együttműködését jelenti, számottevő anyagi támogatást igényel.

2.1.4.b FELFEDEZÉS, KIÁSÁS ÉS ELŐKÉSZÍTÉS Egy fosszília felfedezése gyakorta csupán a véletlennek köszönhető. A múzeumok és egyetemek gyűjteményeiben számos olyan lelet található, amelyekre “szerencsés” amatőr gyűjtők bukkantak rá. A paleontológusok ugyanakkor nem véletlenszerűen kutatnak fosszíliák után, hanem általában egy bizonyos behatárolt területre összpontosítják feltáró munkájukat. Mi alapján választják meg az egyes kutatási terephelyeket? Az őslénykutatók azokon a területeken kutatnak fosszíliák után, ahol az üledékes kőzetek a felszínre kerültek, és így könnyen hozzáférhetők (kőfejtők, bányák, épületek alapjainak ásása, sivatagok, tengerpartok szirtfalai stb.). Első lépésben földtani térképek segítségével megállapítják azoknak a kőzeteknek az előfordulási helyét, amelyek egyáltalán alkalmasak lehetnek arra, hogy fosszíliákat tartalmazzanak. Például a mezozoikumban élt tengeri őshüllők maradványainak feltárásához a paleontológusok a kutatásuk területét a triász, jura és kréta időszakokból származó tengeri üledékes kőzetekre korlátozzák. Az ezt követő terepmunka része az új, lehetséges lelőhelyek felfedezésére irányuló próbafelmérés. A “fosszíliavadászok” aprólékosan szemrevételezik az üledékes kőzeteket, ellenőrizve, hogy találhatók-e fosszíliatöredékek a talajfelszínen. Csakis eredményes próbafelmérést követően kezdenek végül az ásáshoz. Tekintettel arra, hogy az üledékes kőzetek általában nagyon kemények, a kutatóknak megfelelő munkaeszközökre, szerszámokra van szükségük a leletek feltárásához. Az esetek többségében a kalapácsok, vésők, fúrók, spaklik jóval hasznosabbnak bizonyulnak a paleontológus szerszámkészletében, mint a kefék vagy ecsetek. A fosszíliák felkutatása, illetve gyűjtése sok türelmet és kitartást igényel. A tudományos expedíciók csak ritkán vezetnek jelentősebb felfedezésekhez – részlegesen vagy teljes egészében megőrződött csontvázmaradványok rendkívül ritkán látnak napvilágot. A fosszília lelőhelyének földrajzi helymeghatározása és az egymásra épülő üledékrétegek pontos előfordulása a terepen feljegyzésre kerülnek, mivel az így begyűjtött adatok a későbbiekben hasznosnak bizonyulhatnak a további összehasonlításoknál, elemzéseknél. A fosszília felfedezését követő lépés

2.1.4.c TANULMÁNYOZÁS, vizsgálat Az előkészítő munkát követően veheti kezdetét az újonnan felfedezett leletek vizsgálata. A paleontológusok általában sok ezer órát töltenek el a laboratóriumukban a leletek tanulmányozásával. A felfedezett fosszíliát megvizsgálják, beazonosítják (a csontok legtöbbször összetörtek és hiányosak), megmérik, lefényképezik, leírják, és számos különféle tesztet végeznek el rajta, valamint összehasonlítják a más paleontológiai gyűjteményekben található különböző fosszíliákkal. Az ősmaradványok tanulmányozása során alkalmazott módszerek és technikák folyamatosan fejlődnek, tökéletesednek. Ennek köszönhetően a paleontológusoknak sokféle módszer áll a renedelkezésükre munkájukban.

annak feltárása, illetve kiásása, ami meglehetősen kényes művelet, tekintettel nagyfokú törékenységére. A legtöbb esetben a fosszíliákat nem távolítják el teljes egészében a kőzetből. A kutató óvatosan kiássa a kőzetet a fosszília körül úgy, hogy az ősmaradványt körbefogó üledékdarab egy része megőrződjön. A csontokat néha szövettel vagy papírral fedik be, mielőtt gipszbe foglalnák. Miután a gipsz megkötött, a fosszíliát tartalmazó tömböt eltávolítják az őt körülvevő kőzetből, majd további előkészítés és megtisztítás céljából a laboratóriumba, az illetékes szakemberekhez kerül. Kisméretű fog-, csont- és gerinctelen-maradványok kön�nyen kiemelhetők, és a laboratóriumba szállíthatók. Ezzel szemben a nagy testű élőlények fosszíliáinak (például nagy moszaszaurusz csontok esetében) begyűjtése, valamint szállítása különleges szakértelmet követel. Mivel a fosszilizálódott csontok lényegesen nehezebbek az eredeti csontoknál, a nagyméretű leletek megfelelő becsomagolása és fuvarozása szállítóeszközök, járművek – adott esetben akár repülőgép – használatát is szükségessé tehetik. A laboratóriumi munka a fosszíliák megtisztításával és az azokat körülvevő gipsz és kőzet védőágyból történő eltávolításával veszi kezdetét. A laboráns szakemberek és a paleontológusok tisztító szerszámok (véső, ár, kefe stb.), illetve vegyszerek, oldatok (ecet- vagy hangyasav) segítségével, aprólékos gonddal eltávolítják a teljes kőzetágyat a fosszíliától. A több darabban megtalált, sérült fosszíliákat ezután összerakják. Végezetül a törékeny fosszíliákat hígított enyvvel megszilárdítják, vagy gyantával borítják be. Mivel a mikrofosszíliák tanulmányozása mikroszkópos vizsgálatot igényel, a mikropaleontológusoknak össze kell zúzniuk a kőzetmintákat egy mozsárban ahhoz, hogy az ebből vett porpreparátumot a mikroszkóp tárgylemezén megszemlélhessék. A fosszíliák további kutatások céljára történő megtisztítása, rekonstrukciója és előkészítése minden esetben rendkívül időigényes feladat, amely különleges szakértelmet igényel.

Ezen technikák néhány példája az összehasonlító anatómia, a helyváltoztatás és a fosszíliákban meg nem őrződött szövetek, lágy szervek számítógépes modellezése, illetve rekonstrukciója. Az ilyen kutatások gyakran vezetnek újabb kérdésekhez, valamint az evolúcióval és a paleobiológiával (őslénybiológia) kapcsolatos feltevések kidolgozásához. Az egyes fosszíliák tanulmányozása során szerzett ismereteket ezután megosztják a világ más részein tevékenykedő kutatókkal. A tudósok tudományos szakfolyóiratokban cikkeket publikálnak, amelyekben kutatási eredményeiket teszik közzé. A tanulmányozott fosszíliákra, illetve fosszília-rendszerekre vonatkozó összes rendelkezésre álló adatot, részletet kifejte-

nek: korukat, méreteiket, anatómiai leírásukat, tafonómiai (az élőlények tetemeinek halál utáni folyamataival foglalkozó régészeti segédtudomány) szempontokat stb. Az ilyen publikációkat számos, az adott témával foglalkozó kutató olvassa a világ minden táján, ami további kutatások

alapját eredményezheti. Példának okáért a paleontológia tudományát képező sokféle részterület felhasználásával lehetséges, hogy a kutatók olyan adatokkal szolgálhatnak az organizmusok evolúciós rokonsági kapcsolatait illetően, amelyek cserébe a fennáló biodiverzitás (biológiai sokféleség) jobb megértéséhez vezethetnek.

2.1.4.d ISMERETEK TOVÁBBADÁSA ÉS A KURÁTORI (MÚZEUMI) MUNKA Az ismeretek továbbadása a nagyközönség és a diákok számára az őslénykutató munkájának alapvető és fontos eleme, így nem csoda, hogy a legtöbb paleontológus idejének jelentős részét tölti egyetemeken és múzeumokban ilyen irányú tevékenységével. A hivatásos paleontológusok közül sokan dolgoznak múzeumokban, ahol saját kutatásaik folytatása mellett a kiállításokhoz kapcsolódó oktatói és előadói feladatokat is ellátnak. Az ősmaradványok a természettudományi múzeumok népszerű attrakciói, amelyek sok látogatót vonzanak. Egyes fosszíliák, mint például a gerincesek ősleleteinek megfelelő módon történő rekonstrukciója, össze- és felállítása ugyanakkor komoly szakértelmet igényel, amelyet a hozzáértő anatómusok végeznek. Figyelembe véve, hogy a teljes épségükben megőrződött csontvázleletek rendkívül ritkák, és a fosszíliák különösen törékenyek, a múzeumok legtöbb kiállítási darabja manapság már inkább műanyag öntvény. Az

2.1.4.e HOGYAN LEHETEK PALEONTOLÓGUS? Ahhoz, hogy valakiből paleontológus válhasson, a magas szintű természettudományi ismeretek mellett felsőfokú biológiai és geológiai tanulmányokat kell, hogy végezzen. Érdemes ugyanakkor megjegyezni, hogy egy frissen szerzett PhD-val, a paleontológus által hőn áhított állás betöltése nem garantált, hiszen az érdekesebb poziciók csak ritkán üresednek meg. A végzett paleontológusok általában múzeumokban vagy egyetemeken helyezkednek el, ahol munkakörük részét képezik a múzeumi gyűjteményekkel, kiállításokkal kapcsolatos teendők, illetve a tanítás és a kutatói munka. A paleontológusok egy jóval kisebb része állami földméréseken vagy olajvállalatoknál vállal munkát.

ily módon kiállított - a maga egykori teljességében és életnagyságában rekonstruált – példány lehetővé teszi a látogatók számára, hogy el tudják képzelni, hogyan is nézhetett az ki valójában. A kiállításra kerülő fosszíliák gyakran a múzeum fosszíliagyűjteményének csupán egy csekély hányadát teszik ki, míg a leletek többségét, amelyek sokszor csak töredékesen maradtak meg, vagy nem különösebben látványosak, a nagyközönség számára nem hozzáférhető raktárakban őrzik. A jelentős felfedezésekről a múzeumok gipszmintákat készíthetnek annak érdekében, hogy a más intézmények birtokában lévő leletek egymás közötti cseréje által gazdagíthassák saját kiállításaik kollekcióit. Számos paleontológus tölt be professzori állást főiskolákon, egyetemeken. Többségük a geológiai vagy biológiai tanszékeken dolgozik, ahol rendszerint a paleontológia mellett általános geológiát és evolúciós biológiát oktatnak.

MI AZ A FOSSZÍLIA?

CÉLKITŰZÉS: A diákok megvitatják, illetve elméleteket állítanak fel, és kísérleteket javasolnak a “Mi az a fosszília?” kérdés megválaszolására.. IDŐIGÉNY: 2 × 45 perc ESZKÖZSZÜKSÉGLET: gipsz, váz (héj/meszes ház), levél vagy csirkecsont, olaj, viasz

FELADAT: A fosszíliákkal való foglalkozás során a diákokban felmerül azok eredetének és képződésének kérdése. Ebben a feladatban elméleteket és kísérleteket javasolnak a kérdés megválaszolására. ELŐKÉSZÜLETEK 1/ Kérdezze meg a diákokat, hogy mi az a fosszília! 2/ A diákok különféle elméleteket állítanak fel: lenyomat, kőzetben átalakult csontok, kőzetekbe “süllyedt” csontok stb. 3/ Kíséreleteket terveznek elméleteik igazolására. A diákok dolgozhatnak csoportokban. Mindegyik csoport egy kísérlettel foglalkozik. KÜLÖNBÖZŐ AJÁNLOTT KÍSÉRLETEK Lenyomatok 1/ A diákok egy folyékony gipsszel teli nagy tálba mártanak egy levelet. 2/ A gipszbe héjat/házat helyeznek, majd a gipsz megkötése után azt kettétörve a “fosszília” lenyomatát kapják a gipszen kirajzolódva. Ennél a kísérletnél agyagot is használhatunk gipsz helyett. 3/ Egy bot vagy szerszám segítségével formáljunk viaszból egy állatalakot, majd merítsük folyékony gipszbe (csak gyorsan, és nem túl mélyen)! Miután a gipsz megkötött, óvatosan melegítsük fel a gipszformát, hogy a viasz lassan kiolvadjon (az organizmus bomlását szemléltetendő)! A viasz helyére a gipszüregbe más anyagot (pl. agyagot) önthetünk, bemutatva azt a folyamatot, ahogy a talajvízből kivált ásványok kitöltik az organizmus csontvázában eredetileg található ásványok helyét. Törjük ketté a gipszformát! A kíséreletekből következtetéseket vonnak le a diákok, és kifejtik, hogy ezek miként segítenek a fosszíliák eredetének magyarázatában.

ÜLEDÉKKÉPZŐDÉS ÉS FOSSZÍLIÁK

CÉLKITŰZÉS: A diákok megtanulják, hogy a folyóvizek erodálják (lepusztítják, kimossák) a különböző talaj- (felszín-) formákat, illetve, hogy az üledékbe temetődött elhalt élőlényekből hogyan alakulnak ki fosszíliák. IDŐIGÉNY: 2 × 45 perc ESZKÖZSZÜKSÉGLET: föld, nagy tál, permetező flakon, víz, haleledel (vízibolha, Daphnia)

FELADAT: A diákok megfigyelik az üledékek eredetét és képződését, valamint az elhalt szervezetek üledékbe történő betemetődését.

ELŐKÉSZÜLETEK 1/ Beszéljék meg a diákokkal, hogy egyes kőzetekben elhalt organizmusok maradványai találhatók, valamint azt, hogy honnan származnak a fosszíliák! 2/ Beszéljék meg a diákokkal az üledékek eredetét! 3/ Tervezzék meg a kísérletet! 4/ Egy nagyméretű, mély tál egyik felében formáljunk a földből egy “hegyet”! 5/ A tál másik felét óvatosan töltsük meg egy kevés vízzel! 6/ Helyezzünk a vízbe egy kisebb meszesházat/ héjat (legyen elég nehéz ahhoz, hogy elsüllyedjen)! 7/ Pumpáljunk vizet a “hegyre” a permetező flakonból! 8/ A víz által előidézett erózió hatására a “hegyből” keletkezett “üledék” betemeti az “állati maradványt”. 9/ Magyarázza el, hogy az üledékképződés egy másik forrása lehet állattetemek, kiváltképpen a mikroorganozmusok tetemeinek nagy tömegben történő felhalmozódása a mésztartalmú kőzetekben! 10/ Szórjunk haleledelt (vízibolhát/ Daphnia) a vízfelszínre, és permetezzünk rá vizet annak halálát szemléltetve (a vízibolha a víz alá fog süllyedni)! 11/ Várjunk néhány napot, hogy a víz elpárologjon, és felszínre kerülhessen új, “fosszíliatartalmú” kőzetünk

HOGYAN SEGÍTHETNEK A FOSSZÍLIÁK AZ ÜLEDÉKEK KORÁNAK MEGHATÁROZÁSÁBAN? CÉLKITŰZÉS: A diákok megtanulják, hogy a fosszíliák hogyan segíthetnek a geológiai rétegek kormeghatározásában. IDŐIGÉNY: 40 perc ESZKÖZSZÜKSÉGLET: egy-egy fénymásolat kiosztása a következő oldalon található sztratigráfiai (rétegtani) szempontból meghatározott fosszíliákról minden diák számára, továbbá egy fénymásolat az 1.2 Feladatok részben, az “Ez aztán a fosszília!” cím alatt (a 25. oldalon) szereplő azonosítatlan fosszíliáról, aminek a korát majd a diákok meghatározzák. FELADAT: A diákok utánozzák a paleontológusnak egy új, korábban azonosítatlan fosszília felfedezésekor végzett munkáját, valamint a már beazonosított időszakokból előkerült fosszíliák gyűjteményeinek segítségével meghatározzák azon kőzetrétegek sztratigráfiai (rétegtani) keletkezésének idejét, amelyekben az azonosítatlan fosszíliát találták. ELŐKÉSZÜLETEK 1/ Beszéljék meg a diákokkal, hogyan határozható meg egy adott geológiai réteg keletkezésének ideje! 2/ A tanár bevezetheti, illetve ismertetheti a radioaktív kormeghatározást, elmagyarázva azt, hogy ez a módszer miért nem alkalmazható üledékes rétegek vizsgálatára, illetve hogy miért csak a vulkanikus és átalakult (metamorf) kőzetrétegek üledékbe ágyazódása esetén használható. 3/ Ossza ki a fénymásolatokat az azonosítatlan fosszíliáról (lásd 1.2 Feladatok), aminek a korát majd a diákoknak kell meghatározni, valamint a következő oldalon található sztratigráfiai (rétegtani) szempontból már azonosított fosszíliákról és az ezzel kapcsolatos sztratigráfiai (rétegtani) időskáláról! 4/ Az első fosszília egy olyan újonnan felfedezett, korábban azonosítatlan ősleletként kerül bemutatásra, amelyet egy ismeretlen korú rétegben találtak több más fosszíliával együtt. Az itt megtalált többi fosszíliát már korábban azonosították, és más olyan rétegekben is megtalálták, amelyeknek a keletkezési ideje ismeretes. 5/ Kérdezze meg a diákokat, hogy a már ismert másik fosszíliák hogyan segíthetnek az eddig azonosítatlan,

új fosszília kormeghatározásában! 6/ A diákok megválaszolják a kérdést. 7/ Végezetül a diákok megpróbálhatják kitalálni, hogy a filmben szereplő állatok közül melyik állt közeli rokonságban a feladat tárgyát képező új, korábban azonosítatlan fosszíliával (az anatómiai jellegzetességek alapján). Ez utóbbi feladat felcserélhető az 1.2 Feladatok részben, az “Ez aztán a fosszília!” cím alatt (a 25. oldalon) találhatóval. Utasítások a DIÁKOK számára A feladatban szereplő fosszíliát most fedezték fel egy ismeretlen korú üledékes rétegben, és egyelőre még azonosítatlan. Szerencsére olyan más fosszíliákat is találtak ugyanitt, amelyeket már korábban beazonosítottak, illetve már meghatározták azoknak a rétegeknek a korát, ahonnan előkerültek. Tanulmányozd az ismert fosszíliák sztratigráfiai (rétegtani) kormeghatározását a sztratigráfiai (rétegtani) időskálán, és megfigyeléseid eredménye alapján határozd meg az ismeretlen üledékréteg, valamint az eddig azonosítatlan, új fosszília korát!

MEGJEGYZÉS TANÁROK RÉSZÉRE Ez a feladat elvégezhető akár az 1.2 Feladatok részben, az “Ez aztán a fosszília!” cím alatt (a 25. oldalon) található feladat előtt, akár azt követően. Jóllehet mind az azonosítatlan fosszília, mind a következő oldalon található sztratigráfiai fosszíliák a Kansas állambeli Smoky Hill Chalk környékéről kerültek elő, az alábbi sztratigráfiai felosztások nem tükrözik a valóságot, ehelyett úgy lettek összeállítva, hogy a feladat oktatási célkitűzéseit minél inkább elősegítsék

SZTRATIGRÁFIAI (RÉTEGTANI) FOSSZÍLIÁK [2.f ábra] TERMÉSZETES SZELEKCIÓ (KIVÁLASZTÓDÁS)

Cladoceramus undulatoplicatus késő turoni–korai maastrichti korszakok 90–69 millió évvel ezelőtt

Volviceramus grandis késő coniaci–középső campaniai korszakok 87–76 millió évvel ezelőtt

Platyceramus platinus késő coniaci–kora campaniai korszakok 87–82 millió évvel ezelőtt Mikrofosszíliák

Fejlábúak (Cephalopoda) Belemniteszek

Ammoniteszek

Tusoteuthis longa késő cenomani – késő santoni korszakok

Likacsoházúak (Foraminifera)

Heterohelix globulosa kora coniaci – késő santoni korszakok 89-83 millió évvel ezelőtt

Placenticeras meeki késő turoni – késő santoni korszakok 91-84 millió évvel ezelőtt

Hastigerinella watersi késő turoni – késő santoni korszakok 90-83 millió évvel ezelőtt

IDŐSKÁLA Millió évvel ezelőtt 100

95

Cenomani

90

Turoni

85

Coniaci

Santoni KÉSŐ KRÉTA

80

75

Campaniai

70

65

Maastrichti

MIT TUDSZ A TENGERI ŐSHÜLLŐKRŐL?

CÉLKITŰZÉS: A diákok megválaszolják a tengeri őshüllőkkel és evolúciójukkal kapcsolatos tesztet, majd a film megtekintését követően kijavítják válaszaikat. IDŐIGÉNY: 2 × 25 perc ESZKÖZSZÜKSÉGLET: a következő oldalon található teszt

FELADAT: Ez a feladat már a film vetítése előtt is elkezdhető a diákok előzetes felkészítése érdekében, illetve a film megtekintése során minél több ismeretanyag összegyűjtése céljából.

ELŐKÉSZÜLETEK: 1/ Ossza ki a teszt fénymásolatát minden diák részére! 2/ A diákok kitöltik a tesztet. 3/ Nézzék meg a “Sea Rex: Journey to a Prehistoric World” című filmet a diákokkal! 4/ A diákok szükség szerint kijavíthatják a tesztere adott korábbi válaszaikat a film megtekintése után. 5/ Javítsa ki, és beszélje meg a teszt helyes válaszait a diákokkal!

MEGJEGYZÉS TANÁROK RÉSZÉRE: (JAVITÓKULCS) 1/ A. igaz; B. hamis; C. hamis; D. hamis; E. hamis; F. igaz; G. hamis; H. hamis; I. hamis; J. hamis; K. hamis; L. igaz; M. igaz; N. igaz; O. hamis. 2/ A.c; B.c; C.a; D.a; E.b; F.a.; G.b. 3/ Nem, egyesek, mint például az ichthyoszauruszok (halgyíkok) már jóval korábban kihaltak, míg mások, például a tengeri krokodilok és tengeri teknősök túlélték a katasztrófát.

1/ IGAZ VAGY HAMIS? A film előtt

A film után

Igaz / Hamis

Igaz / Hamis A. A tengeri őshüllők csak a vízfelszín felett képesek lélegezni, a víz alatt nem. B. A plezioszauruszok ma is léteznek. C. Egyes dinoszauruszok a tengerekben éltek. D. Az emberek és a dinoszauruszok egy ideig egyszerre fordultak elő. E. Az ember közvetelenül a dinoszauruszok kihalását követően jelent meg. F. A kainozoikum idejére az emlősök jellemzők. G. A kontinensek mai elhelyezkedése a múltban is ugyanilyen volt, nem változott idővel. H. Minden tengeri őshüllő kijött a szárazföldre, hogy lerakja tojásait. I. A Föld mai éghajlata mindig megegyezett a korábbi éghajlatokkal. J. A jura a mezozoikum utolsó időszaka. K. A nagy fehércápa a Földön valaha létezett legnagyobb testű cápa. L. A kréta időszak végén Észak-Amerikát tenger borította. M. Repülésre képes dinoszauruszok nem létezetek. N. Egyes tengeri őshüllök köveket is fogyasztottak. O. Az ichthyoszauruszok (halgyíkok) közeli rokonságban állnak a delfinekkel.

C2/ FELELETVÁLASZTÓS KÉRDÉSEK / A/ Honnan került elő az első, azonosított tengeri őshüllő-fosszília? a. Ausztrália b. Amerikai Egyesült Államok c. Hollandia B/ Milyen nemzetiségű volt Georges Cuvier, a gerincesek paleontológiájának szülőatyja? a. amerikai b. angol c. francia

C/ Hány éves a Föld? a. 4,55 billió éves b. 3,5 millió éves c. 8000 éves

F/ Hol éltek az első életformák? a. tengerekben b. szárazföldön c. levegőben

D/ Mikor jelent meg az élet a Földön? a. legalább 3,5 billió évvel ezelőtt b. 500 millió évvel ezelőtt c. 2000 évvel ezelőtt

G/ Az őshüllők közül melyiket azonosították elsőként? a. ichthyoszaurusz (halgyík) b. moszaszaurusz c. plezioszaurusz

E/ Mik voltak az első életformák? a. dinoszauruszok b. baktériumok c. növények

3/ FOGALMAZD MEG A KÉRDÉSRE A VÁLASZOD! Kihalt-e az összes tengeri őshüllő a Földre a hozzávetőlegesen 65 millió évvel ezelőtt becsapódó aszteroida (kisbolygó) hatására?

3.1 MICSODA TÖMEGKIHALÁS! 3.1.1 MI AZ A BIOLÓGIAI KIHALÁSI ESEMÉNY? Az úgynevezett “biológiai kihalási esemény”, kipusztulás, illetve “tömegkihalás vagy tömeges fajkihalás” geológiai (földtörténeti) léptékkel mérve rövid (kevesebb, mint egymillió évet felölelő), de az egymással rokoni kapcsolatban nem álló állat- és növénycsoportok széleskörű kihalását előidéző epizódot jelent. Mára a Földön valaha élt fajok több mint 99 százaléka kihalt. Habár a korábban élt fajok közül egyesek valamilyen “biológiai kihalási esemény” következtében tűntek el, többségük egyszerűen az evolúció természetes folyamata során halt ki. A néhai élet fosszilis rekordjainak vizsgálata segítségül szolgálhat a paleontológusok számára abban, hogy pontosabb ismeretekre tegyenek szert arról, mikor is haltak ki az egyes fajok, valamint hogy mely fajok voltak a leginkább veszélyeztetettek a kihalás szempontjából.

3.1.2 TÖRTÉNT MÁR ILYEN KORÁBBAN IS? A fajok az idők folyamán Átalakulnak, megváltoznak. Az élőhelyüket befolyásoló környezeti és éghajlati változások hatására folyamatosan új fajok jelennek meg, illetve a már korábban létezők végleg eltűnnek. Szélesebb körű fajképződési hullámok előfordulása időszakosan megfigyelhető a földtörténet teljes folyamán, a tömeges fajkihalások kapcsán. A geológusok és paleontológusok számos olyan tömegkihalási eseményt azonosítottak, amelyek hatással voltak az élet fejlődésére a Földön. Jóllehet a legtöbb ilyen katasztrófa csupán mérsékelt következményekkel járt a fajok diverzitása (sokfélesége) szempontjából, és így “kevésbé jelentős eseményekként” tartják azokat számon, ezek közül öt (nem hivatalos elnevezéssel az “Öt Nagy”) különösen drasztikus hatással járt a fajok diverzitása (sokfélesége) tekintetében. Ide tartoznak a következő események: 3.1.2.a ORDOVÍCIUM VÉGE (445 MILLIÓ ÉVVEL EZELŐTT) Az ordovícium időszakának végén az őstengeri fajok drámai kihalása következett be, amely folyamat valójában két egymástól jól elkülöníthető “lépésben” ment végbe. A tudósok többsége egyetért abban, hogy mindkét szakasz külön-külön hirtelen lezajló és határozottan megkülönböztethető éghajlati változásokkal függött össze. Az ezen időszakot jellemző, rendkívül nagy jelentősséggel bíró lehűlés az addig a Déli-sark körül található hatalmas jégsapkák Afrikát is elérő kiterjedéséhez vezetett. Ez az első lényeges éghajlatváltozás a tengerszintek jelentős csökkenését, valamint az óceáni áramlatrendszerek módosulását eredményezte, amelyek hatására, úgy tartják, hogy számos őstengeri faj pusztult ki. Néhány ezer évvel később, máig ismeretlen okokból, az éghajlat hirtelen felmelegedésnek indult, a jégtakaró nagy része elolvadt, az addigra a hidegebb környezeti viszonyokhoz már alkalmazkodott fajok többségének tömeges kipusztulását előidézve.

3.1.2.b DEVON VÉGE (360 MILLIÓ ÉVVEL EZELŐTT) A devon időszak végén bekövetkezett kipusztulás ugyancsak számos őstengeri faj végleges eltűnését jelentette. Habár ennek a tömegkihalásnak az okai mindmáig kevéssé ismertek, a rendelkezésre álló geológiai bizonyítékokból az derül ki, hogy az akkoriban bekövetkezett jelentős éghajlat- és tengerszintváltozások az óceánok oxigéntartalmának széleskörű és hirtelen csökkenését idézték elő. Mivel a tengeri élőlények túlélése és fejlődése nagymértékben függ a víz oxigénszintjétől, a legtöbb kutató véleménye megegyezik abban, hogy az ilyen – a világtengerek oxigénellátottságát befolyásoló – éghajlatváltozások voltak ennek a biológiai tömegkihalásási eseménynek az alapvető kiváltó okai. 3.1.2.c PERM-TRIÁSZI kihalás (251 MILLIÓ ÉVVEL EZELŐTT) A körülbelül 250 millió évvel ezelőtt végbement perm-triász időszaki tömeges fajkihalás az összes kihalási esemény közül a legdrámaibb volt. Az élet ekkor szinte teljesen eltűnt a föld színéről: az akkor előforduló fajok mintegy 95 százaléka kihalt. A tudósok többsége úgy véli, hogy ezt a különösen nagy horderejű biológia kihalási eseményt számos tényező – egyebek mellett elsősorban intenzív vulkanikus tevékenység, a tengerek szintjében, az éghajlatban, valamint az óceáni áramlatrendszerekben bekövetkezett változások – együttes fennállása okozta. Minden valószínűség szerint az ebben az időben Szibériában történt óriási vulkáni kitörés hatására felszabaduló üvegházhatású gázok hatalmas mennyiségének a légkörbe jutása tehető felelőssé ezért a tömeges fajkihalást eredményező katasztrófáért. Ezek a gázok drasztikus általános (globális) felmelegedést idéztek elő, amely egyben a tengeri és légköri áramlatrendszerek egész bolygóra kiterjedő megváltozását is eredményezte. A Föld ilyen alapvető klímaváltozása mind a tengeri, mind a szárazföldi fajok tömeges kipusztulásához ve-

zetett. Az ebből az időszakból előkerült tengeri kőzetrétegek azt mutatják, hogy az óceánok ekkor szinte teljesen oxigénhiányossá – és így az ismert tengeri életformák többségének a számára élhetetlenné - váltak. 3.1.2.d TRIÁSZ-JURA-BELI kipusztulás (199 MILLIÓ ÉVVEL EZELŐTT) A triász végén és a kora jura határán, mintegy 200 millió évvel ezelőtt bekövetkezett tömeges kihalás a világtengereket benépesítő összes fajok 76 százalékának a kipusztulásáról ta-

núskodik. Az ekkor kihalt fajok között úgy tengeri, mint szárazföldi növény- és állatcsoportok is szerepelnek. Ennek a fajok tömegkihalását előidéző katasztrófának a legvalószínűbb magyarázata egy hatalmas kiterjedésű – az akkor még egyetlen kontinenst alkotó Észak-Afrikát, Észak- és Dél-Amerikát magában foglaló – magmás terület kitöréssorozatára vezethető vissza. A vulkanikus tevékenység hatására a légkörbe került mérgező és üvegházhatású gázok hatalmas mennyisége alapvető változásokat okozott az éghajlatban, a tengeri áramlatrendszerekben, valamint a szárazföldi növényzetben.

[3.a ábra] AZ “ÖT NAGY” Nemek (genus) száma 800 700

600

500

400

300

200

100 0

600 millió évvel ezelőtt Vendium Kambrium

400 millió évvel ezelőtt Ordovícium Devon Szilur Karbon

200 millió évvel ezelőtt Perm

Triász

Jura Kréta

A biodiverzitás (biológiai sokféleség) alakulása a földtörténet folyamán a nemek számának függvényében. Öt alapvetően jelentős kihalási esemény figyelhető meg az ábrán.

Tercier

3.1.3 A KRÉTA-TERCIER (HARMADIDŐSZAK) KIHALÁSI ESEMÉNY 3.1.3.a MI TÖRTÉNT? Mintegy 65,5 millió évvel ezelőtt, az akkor előforduló fajok – többek között őshüllők, röpképtelen dinoszauruszok, plezioszauruszok és moszaszauruszok – 75 százaléka kihalt. Habár az ekkor bekövetkezett tömeges kihalást előidéző alapvető mozgatórugók még ma is vita tárgyát képezik, a fajok tömeges kihalásához valószínűsíthetően vezető két fő okot már meghatározták. A tudósok bőséges bizonyítékkal rendelkeznek ahhoz, hogy kijelenthessék: egy 10 kilométer átmérőjű aszteroida (kisbolygó) csapódott be a Földbe a kréta időszak végén. A becsapódás hatására egy 200 kilométer széles kráter keletkezett, amely ma több száz méter vastagságú üledékes réteg alatt található a mexikói Yucatán-félszigeten. Az aszteroida földbe csapódásakor hatalmas kiterjedésű és mennyiségű porfelhő terjedt szét a légkörben, amelynek nyomai a Földön szinte mindenütt megtalálhatók a kőzetekben a K-T határban. A paleontológusok és geológusok úgy vélik, hogy a becsapódás gázok, por és víz roppant nagy mennyiségét juttatta a légkörbe. Az óriási méretű porfelhő elsötétítette az eget, csökkentve a földfelszínt érő napfény mennyiségét, és így – meggátolva a növények fotoszintézisét a világtengerekben és a szárazföldön – ami a tápláléklánc alapjában történő összeomlását eredményezte. Az ezt követő táplálékhiány a nagy testű növényevő állatok kihalásához vezetett. A becsapódás hatására felszabaduló gázok alapvető, az egész bolygóra kiterjedő, globális szintű klímaváltozást idéztek elő. Ezek a drámai változások nagy valószínűséggel számos növény- és állatfaj kihalásához vezettek, és mind tengeri, mind szárazföldi ökoszisztémákat hosszú évekre megzavartak. A kréta időszak végén az indiai Dekkán-fennsíkon bekövetkezett vulkáni kitöréssorozat hatására egy 4 kilométer (2,5 mérföld) vastagságú lávaréteg – egy nagy magmás régió, a Dekkán-trapp (-plató) – jött létre. A hatalmas területen elterülő megszilárdult láva mára a felszínre került Indiában. A tudósok úgy tartják, hogy a kitöréssorozat óriási mennyiségű különféle gáz légkörbe jutását idézte elő, ami feltehetően drasztikus, globális szintű klímaváltozással járt, és számos tengeri és szárazföldi növényfaj kipusztulását eredményezte. Tekintettel arra, hogy a növények alkotják sok tengeri és szárazföldi tápláléklánc alapját, a vulkanikus kitörések – a hatásukra kipusztult növényfajokkal – jelentős szerepet játszottak a fajok ekkor bekövetkezett kihalásában. Az Indiában ezidőben keletkezett, megszilárdult lávafolyamok vizsgálatai azt bizonyítják, hogy a kitöréssorozat már az aszterioda becsapódás előtt megkezdődött, és azt követően még néhány ezer éven át eltartott, ami arra enged következ-

tetni, hogy az aszteroida-becsapódás a K-T kihalási eseménynek csupán végső lökést adhatott. A tudósok véleménye ugyanakkor abban a kérdésben eltér, hogy a két esemény közül melyik járt katasztrofálisabb következményekkel a késő kréta korban élt fajok kárára.

[3.b ábra] K-T ESEMÉNY-ELMÉLETEK

A vulkanikus tevékenység és a meteoritbecsapódás hatása az éghajlatra és az élő szervezetekre

[3.c ábra] IRÍDIUM

A K-T határból származó üledékek nagy tisztaságú irídiumot (Ir) tartalmaznak. Ez a kémiai elem aszteroidákban található.

3.1.3.b MELY FAJOK HALTAK KI? MELYEK ÉLTÉK TÚL? Számos – mind tengeri, mind szárazföldi élőhelyeket benépesítő – állat- és növénycsoport tűnt el végleg a K-T kihalás során, amelyek közül minden bizonnyal a röpképtelen dinoszauruszok kihalása a legközismertebb. Ugyanakkor a röpképtelen dinoszauruszok mellett több más nagytestű őshüllőcsoport is kihalt ebben az időszakban: a levegőt meghódítók közül a pteroszaurusz repülő őshüllők rendjének kihalásával egyidejűleg a tengerekből a (filmben is szereplő) plezioszauruszok és a moszaszauruszok pusztultak ki. A K-T esemény sok tengeri gerinctelen kihalásához is vezetett, így például a mezozoikum világtengereit több mint 150 éven át uraló, jól ismert ammoniteszek (magyar kládnevén előrenéző szifótölcséres lábasfejűek) esetében is. Másrészről a lezajlódó környezeti változások nyilvánvalóan kevésbé voltak hatással az olyan táplálékláncra, amelyek alján az elhalt élőlények szerves anyagai, bomlástermékei (detritus) helyezkedtek el – így a folyókban és tavakban találhatók esetében. Ez magyarázattal szolgálhat arra, hogy

[3.d ábra] CHICXULUB-KRÁTER

A Chicxulub-kráter (Yucatán-félsziget, Mexikó) térképe. A kráter 65 millió évvel ezelőtt egy őriásmeteorit becsapódásának a hatására keletkezett, amit általánosan elfogadottan a K-T esemény fő kiváltó okának tartanak .

a tömegkihalást okozó katasztrófa egyes édesvízi állatokat, mint például bizonyos teknősöket és korkodilokat miért nem érintett súlyosabban. Ezenfelül a kistestű állatoknál – kisebb emlősök, gyíkok – testméretükből adódóan az életben maradásukhoz szükséges kisebb táplálékigényük valószínűleg előnyökkel járhatott. Továbbá egyes nagy testű állatokat – például a szárazföldi crocodylomorphák csoportja, amely tartalmazza a ma élő krokodilokat és kihalt képviselőiket – az élettani (fiziológiai) szempontból hatékony sajátosságaik alkalmassá tették arra, hogy akár hosszú éveken át is kivárhassák a környezeti feltételek normalizálódását. A biológiai katasztrófa különösen azokat a táplálékláncokat sújtotta, amelyek alapját közvetlenül a növények szolgáltatták. Elsőként a növényevő állatok kihalása vette kezdetét, amint a rendelkezésükre álló elsődleges táplálékforrásaik (a szárazföldeken a növények, míg a tengerekben a plankton-ok) mennyisége, illetve előfordulása – a környezeti viszonyokban bekövetkezett komoly változások hatására – számottevően megcsappantak. A növényevők megritkulásával, illetve eltűnésével pedig a húsevők rendelkezésre álló táplálékforrásai apadtak ki, ami a növényevőkét rövidesen követő kihalásukat eredményezte.

3.1.4. MI A HELYZET MA? Az élet – megjelenésétől a Földön, eddigi fejlődése során – öt fő tömegkihalási eseményt szenvedett el. Sok tudós egyetért abban, hogy az emberi tevékenységek egy újabb – gyakran a “hatodik tömegkihalásként” említett – széleskörű biodiverzitási (a biológiai sokféleséget sújtó) katasztrófához vezetnek. Nem fér kétség ahhoz, hogy az egyre csak gyarapodó emberiség (széndioxidkibocsátásával, az erdőirtással, a szárazföldi és tengeri természeti erőforrások kizsákmányolásával, a környezetszennyezéssel stb.) nagyfokú ökológiai nyomást gyakorol számos szárazföldi és tengeri fajra. Habár a fajok “természetes” kihalásának az elmúlt évezredek alatt bekövetkezett sebességéről mind a mai napig kevés adat áll rendelkezésre, számos kutatás arra utal, hogy a ma még élő fajok kihalása korábban soha nem tapasztalt mértékben zajlik napjainkban. Ezek a kutatások mind arra engednek következtetni, hogy globális érvényű természetvédelmi szabályozások mihamarabbi megalkotása, illetve foganatosítása hiányában a földi élet drasztikus változásokon fog átmenni a nagyon közeli jövőben. A fosszilis rekordokból továbbá az is kiderülni látszik, hogy a múltban lezajlott tömegkihalásokat követően

az ökoszisztémák globális szinten történő helyreállása sok ezer, sőt akár több millió évet is igénybe vehetett. Ugyanakkor az is igaz, hogy ez a folyamat együttjárt a fajok nagymértékű szétterjedésével (radiáció), valamint a biodiverzitás (biológiai sokféleség) gazdagodásával is. Ez arra enged következtetni, hogy az emberi tevékenységek hatása nagyon hosszú időre rányomhatja káros bélyegét a földi életformákra, ugyanakkor számos elmélettel ellentétben, feltehetően nem fognak a bolygónkon fellelhető élet teljes kihalásához vezetni – ehelyett valószínűbb az, hogy a saját túlélésünk kerül majd veszélybe a természeti erőforrások fokozatos kiapadása következtében. Ugyancsak nem elhanyagolható az a tény sem, hogy a tudósok nem rendelkeznek pontos számadatokkal a jelenkori biodiverzitást (biológiai sokféleséget) illetően – a ma élő fajok számát 3 milliótól 30 millióig (illetve még annál is sokkal többre) teszik. Mindezekre tekintettel annak megbecslése, hogy a jelenlegi biodiverzitást (biológiai sokféleséget) a manapság lezajlódó folyamatok milyen mértékben, illetve miként befolyásolják, valamint ezeknek az összehasonlítása a múltban bekövetkezett kihalási eseményekkel meglehetősen bonyolult.

MELYIK ÁLLAT MELYIK KÖRNYEZETBEN?

CÉLKITŰZÉS: A diákok megtanulják, hogy a különböző állatok sokféle élőhelyet népesítenek be, valamint hogy olyan külsőleges jellegzetességekkel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy a különféle életkörülményekhez kiválóan alkalmazkodhassanak. IDŐIGÉNY: 45 perc ESZKÖZSZÜKSÉGLET: a következő oldalon található állatok képei, olló, ragasztó

FELADAT: A diákok a két különböző időszakból származó állatokat párosítják az azokra jellemző (szárazföldi/vízi) élőhelyekkel. Magyarázzák meg választásaikat! Mi történt az adott két időszak között? Új csoportok jelentek meg, miközben mások végleg eltűntek.

ELŐKÉSZÜLETEK 1/ Osszon ki egy fénymásolatot a következő oldalon található állatok képeiről minden diák számára! 2/ Egy külön papíron a diákok vázolják fel a tenger(ek) és kontinens(ek) elhelyezkedédét a késő kréta korban, majd hasonlóan a paleocénban! 3/ Magyarázza el, hogy az így felvázolt ábráik ugyanazon területeket szemlélteti, habár két különböző kor folyamán! 4/ A diákok vágják ki a következő oldalon szereplő minden egyes állat képét különkülön, és ragasszák be azokat a megfelelő (szárazföldi vagy tengeri) élőhelyekre mindkét kor tekintetében!

MEGJEGYZÉS TANÁROK RÉSZÉRE A feladatban szereplő összes ősállat megtalálható volt az egykori Észak-Amerikaibeltenger területén, illetve környezetében a késő kréta (maastrichti korszak) és alsó paleocén korokban.

[3.a ábra] AZ “ÖT NAGY”

Alamosaurus

Pachyrhizodus

Osteopygis

Plioplatecarpus Quetzalcoatlus Thoracosaurus

Tyrannosaurus Didelphodon Cretolamna

Avisaurus

Coryphodon

Elasmosaurus

Pantolambda

Osteopygis Pachyrhizodus

Thoracosaurus Cretolamna

Titanoides

Dakotornis

ŐSI TÁPLÁLÉKLÁNC-ZAVAROK

CÉLKITŰZÉS: A diákok megtanulják, hogy a különböző állatok sokféle élőhelyeket népesítenek be, megtanulják, hogy az élő szervezetek életben maradása egymástól, valamint a környezetüktől függ. IDŐIGÉNY: 40 perc ESZKÖZSZÜKSÉGLET: fénymásolat a következő oldalon ábrázolt élőhelyről minden diák számára

FELADAT: A diákok nyilakkal bejelölik a késő kréta kor tengereinek élőlényeit szemléltető képen az azok között fennálló táplálkozási kapcsolatokat (táplálékháló). Megjelölik a kréta időszak végén kihalt állatokat. Tanári irányítással feltevést fogalmaznak meg arról, hogy mi is történhetett, és hogy a meteroritbecsapódás milyen hatással volt erre a táplálékláncra, valamint hogy annak mely tagjait érintette közvetlenül.

ELŐKÉSZÜLETEK 1/ Osszon ki egy fénymásolatot a következő oldalon található ábráról minden diák számára! 2/ A diákok bejelölik az ábrán szereplő élőlények közötti tápláléklánc-kapcsolatokat. 3/ Megjelölik a kréta kor végén kihalt élőlénycsoportokat. 4/ Elméletet állítanak fel arról, hogy mi okozhatta ezt a kihalást . 5/ Ismertesse a meteoritbecsapódás elméletét, és kérdezze meg, hogy ez mennyiben zavarhatta meg a táplálékláncot!

MEGJEGYZÉS TANÁROK RÉSZÉRE A meteoritbecsapódás hatására a földfelszínt érő napfény nagymértékű csökkenése e -- meggátolva a fotoszintézist -- a fitoplankton (növényi plankton) mennyiségének jelentős megcsappanásához vezetett, ami az ezen alapuló táplálékhálózatok összes résztvevőjére kihatással volt.

TENGERI KÖRNYEZET A KÉSŐ KRÉTA KORBAN

NAP

ENERGIA FITOPLANKTON

ZOOPLANKTON

FITOPLANKTON: CO2 + ENERGIA = FOTOSZINTÉZIS

TÖMEGES FAJKIHALÁS? MILYEN TÖMEGKIHALÁSRÓL BESZÉLSZ ? HISZEN NEM MINDEGYIK FAJ HALT KI… CÉLKITŰZÉS: A diákok megtanulják, hogy a földi élet fejlődését több, a fajok tömeges kihalásához vezető, alapvető katasztrofális esemény sújtotta. IDŐIGÉNY: 45 perc ESZKÖZSZÜKSÉGLET: fénymásolat a következő oldalon található ábráról és grafikonról, valamint az 51. oldalon található 3.2 Feladatokban az “Ősi tápláléklánc-zavarok” ábráról

FELADAT: A diákok elemzik a két – tengeri és édesvízi élőhelyekre jellemző – táplálékláncdiagramot. Összehasonlítják a két környezet közötti diverzitás- (sokféleség-) különbséget a kihalási esemény során. Elméletet fogalmaznak meg arról, hogy a katasztrófa milyen eltérő hatásokkal járt a két életteret illetően. ELŐKÉSZÜLETEK 1/ Ismertesse a diákokkal a K-T esemény okait! 2/ Osszon ki fénymásolatokat a következő oldalon, valamint a 3.2 Feladatokban “Ősi tápláléklánc-zavarok” cím alatt (51. oldalon) található ábrákról! 3/ A diákok megállapítják a tápláléklánc-kapcsolatokat mindkét élettér esetében. 4/ Megbeszélik a két tápláléklánc közötti különbségeket. 5/ Ossza ki a halak diverzitásának (sokféleségének) a tengeri és édesvízi környezetekben végbement fejlődését szemléltető, alább található grafikon fénymásolatát! 6/ A diákok megválaszolják az alábbi “Utasítások a DIÁKOK számára” 4. és 5. kérdéseit. Utasítások a DIÁKOK számára 1/ Nyilakkal jelöld meg az itt szereplő két élettérre jellemző tápláléklánc alkotói közötti kapcsolatokat! 2/ Milyen különbségek figyelhetők meg a két tápláléklánc között? 3/ Tanulmányozd a “Halak diverzitásának (sokféleségének) a tengeri és édesvízi környezetekben végbement fejlődését” szemléltető grafikont! 4/ Milyen különbségek figyelhetők meg a tengeri és édesvízi környezetek diverzitásának (sokféleségének) evolúciója között? 5/ Állíts fel egy elméletet arról, hogy a kihalási eseményt előidéző katasztrófa hatása miért eltérő az adott két esetben!

MEGJEGYZÉS TANÁROK RÉSZÉRE A meteoritbecsapódás hatására a földfelszínt érő napfény nagymértékű csökkenése a fitoplankton (növényi plankton) mennyiségének jelentős megcsappanásához vezetett, ami az ezen alapuló táplálékhálózatok összes résztvevőjére kihatással volt. Ugyanakkor az édesvízi környezet esetében a tápláléklánc alapját nem a fitoplankton képezte, hanem az elhalt élőlények szerves anyagai, bomlástermékei (detritus), ami nem igényelt közvetlen napfényt, és így a földfelszínt elérő napfény mennyiségének rövid ideig tartó csökkenése alig volt rá befolyással.

ÉDESVÍZI KÖRNYEZET A KÉSŐ KRÉTA KORBAN

NAP ENERGIA

FITOPLANKTON: CO2 + ENERGIA

Bomlástermék (elhalt élőlények szerves anyaga) Lebontó szervezetek (pl. baktériumok) Vízinövények

AHALAK DIVERZITÁSÁNAK (SOKFÉLESÉGÉNEK) EVOLÚCIÓJA TENGERI ÉS ÉDESVÍZI KÖRNYEZETEKBEN 35 30

Édesvízi halak

25 20

Tengeri halak

15 10

Nemek száma

5 0 Maastrichti

Campaniai KRÉTA

Dániai PALEOCÉN

VÁLSÁGBAN A DIVERZITÁS (SOKFÉLESÉG)...

CÉLKITŰZÉS: A diákok megtanulják értelmezni a fosszilis bizonyítékok alapján az azokkal összefüggő biológiai diverzitást (sokféleséget) és tömegkihalást. IDŐIGÉNY: 45 perc ESZKÖZSZÜKSÉGLET: a következő oldalon található táblázatok, milliméterpapir

FELADAT: Adatokat tartalmazó táblázat segítségével a diákok nyomon követik számos tengeri állatcsoport diverzitásának (sokféleségének) fejlődését a mezozoikum folyamán, valamint a paleocén kezdetén. A grafikon elemzését követően a diákok elméletet állítanak fel arról, hogy mi is történhetett a kréta időszak végén, a filmben látottak alapján.

ELŐKÉSZÜLETEK 1/ Osszon ki fénymásolatokat a következő oldalon található első táblázatról minden diák számára! 2/ A diákok megválaszolják a nekik szóló utasításokban az 1., 2. és 3. kérdéseket. 3/ Osszon ki fénymásolatokat a következő oldalon található második táblázatról minden diák számára! 4/ A diákok ezután megválaszolják a nekik szóló utasításokban a 4. és 5. kérdéseket. Utasítások a DIÁKOK számára 1/Kövesd nyomon a biológiai diverzitás (sokféleség) evolúcióját a késő kréta kortól a kora eocén korig az alábbi három grafikon alapján: a/ vízi csoportok, b/ szárazföldön és levegőben élő csoportok, c/ a biológiai diverzitás egészének az evolúciója! 2/Értelmezd a grafikonokat! Melyik csoportok haltak ki? Melyek élték túl a K-T eseményt? 3/Mi történt a dinoszauruszokkal a kréta időszak végén? 4/A második táblázat segítségével figyeld meg az evolúciós folyamatokat a röpképtelen dinoszauruszok és a madarak diverzitása (sokfélesége) tekintében a “szárazföldi csoportok” grafikonon! 5/Hasonlítsd össze, hogy mi történt a dinoszauruszokkal és az emlősökkel!

MEGJEGYZÉS TANÁROK RÉSZÉRE Mivel a madarak a dinoszauruszok (Dinosauria) öregrendjébe tartoznak, az első táblázatban azokat tartalmazzák a “dinoszauruszok”. Emiatt nem halnak ki a kréta kor végén az első táblázatban.

1. TÁBLÁZAT: NEMEK (genus) SZÁMA A KÉSŐ KRÉTÁBAN ÉS A KORA PALEOCÉNBEN

Crocodylomorfák Pteroszauruszok Emlősök Dinoszauruszok Cápák

Cenomani Turoni Coniaci Santoni Campaniai Maastrichti Dániai Thaneti Ypresi

2 2 2 5 17 15 32 68 78

4 3 4 4 8 8 7 7 6

19 19 24 23 27 33 4 6 22

5 5 5 5 3 2 0 0 0

20 13 10 16 25 28 27 30 32

Plezioszauruszok Tengeri teknősök Moszaszauruszfélék Ichthyoszauruszok

4 4 5 5 6 5 4 4 4

2. TÁBLÁZAT

Röpképtelen dinoszauruszok

Cenomani Turoni Coniaci Santoni Campaniai Maastrichti Dániai Thaneti Ypresi

18 17 19 20 24 25 0 0 0

Madarak

1 2 5 3 3 8 4 6 22

3 3 3 1 1 1 0 0 0

2 2 2 2 2 2 0 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0 0

ILLUSZTRÁCIÓK JEGYZÉKE [1.a ábra] PARAFILETIKUS CSOPORT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6. oldal [1.b ábra] A TENGERI ŐSHÜLLŐK TÖRTÉNETE ÉS ROKONSÁGI KAPCSOLATAI . . . . . . . . . . 9. oldal [1.c ábra] ALLOPLEURON-CSONTVÁZ . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11. oldal [1.d ábra] ALLOPLEURON-KOPONYA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11. oldal [1.e ábra] MOSZASZAURUSZ–CSONTVÁZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12. oldal [1.f ábra] MOSZASZAURUSZ-KOPONYA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12. oldal [1.g ábra] OPHTHALMOSZAURUSZ-CSONTVÁZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13. oldal [1.h ábra] OPHTHALMOSZAURUSZ-KOPONYA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13. oldal [1.i ábra] PLACOCHELYS-CSONTVÁZ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14. oldal [1.j ábra] PLACOCHELYS-KOPONYA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14. oldal [1.k ábra] NOTHOSZAURUSZ-CSONTVÁZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15. oldal [1.l ábra] NOTHOSZAURUSZ-KOPONYA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15. oldal [1.m ábra] ELASMOSZAURUSZ-KOPONYA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16. oldal [1.n ábra] ELASMOSZAURUSZ-CSONTVÁZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16. oldal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17. oldal [1.o ábra] MOZGÁSTÍPUSOK [1.p ábra] A FOGAK MORFOLÓGIÁJA (ALAKTANA) ÉS ÉTRENDEK. . . . . .. . . . . . . . . . . . . 18. oldal [1.q ábra] ICHTHYOSZAURUSZ 185 MILLIÓ ÉVES FOSSZÍLIÁJA SZÜLÉS KÖZBEN . . . . . . . 19. oldal [1.r ábra] MOSZASZAURUSZ SZÁJPADLÁSA ÉS A MÉRGES GILA NYELVE. . . . . . . . . . . . . . . . . 19. oldal [2.a ábra] FÖLDTÖRTÉNETI IDŐSKÁLA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28. oldal [2.b ábra] AZ ÉLETTŐL A FOSSZĺLIÁG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29. oldal [2.c ábra] A MESOSAURUS ÉS A KONTINENSVÁNDORLÁS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31. oldal [2.d ábra] ÓKORI FELFEDEZÉSEK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31. oldal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32. oldal [2.e ábra] ELSŐ “MÚZEUMOK” [2.f ábra] TERMÉSZETES SZELEKCIÓ (KIVÁLASZTÓDÁS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35. oldal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45. oldal [3.a ábra] AZ “ÖT NAGY” [3.b ábra] K-T ESEMÉNYELMÉLETEK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46. oldal [3.c ábra] IRĺDIUM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47. oldal [3.d ábra] CHICXULUB-KRÁTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47. oldal

TOVÁBBI FORRÁSOK AZ INTERNETEN http//www.SeaRex-theFilm.com A tenegri őshüllőkről további információk találhatók az interneten itt: http://www.ucmp.berkeley.edu/people/motani/ichthyo/ http://www.plesiosaur.com/ http://www.plesiosauria.com/index.html http://www.oceansofkansas.com/contents.html http://research.amnh.org/~esg/ https://www.dmr.nd.gov/ndfossil/research/articles/cooperstown/cooperstown_pierre_shale. html A paleontológiáról további információk találhatók az interneten itt: http://www.paleoportal.org/index.php http://www.palaeos.com/Mesozoic/Mesozoic2.html#Marine_Reptiles http://www.tyrrellmuseum.com/ http://www.nhm.org/site/ A tenegri őshüllők anatómiájáról további információk találhatók az Interneten itt: http:// courses.washington.edu/chordate/453photos/teeth_photos/specialized_teeth.htm http://evolution.berkeley.edu/

SZÓJEGYZÉK Kihalási esemény/ tömegkihalás: geológiai léptékkel rövid (egymillió évnél kevesebb) idő alatt lezajlott számos, egymással rokoni kapcsolatban nem álló állatés növénycsoportok széleskörű, tömeges kihalása Két lábon járó: csak a két hástó végtagján jár Érdekességek gyűjteménye: A 16–17. századokban különféle természeti tárgyak (fosszíliák, állatok, növények stb.) gyűjteményei, a természettudományi múzeumok kezdetleges formái Katasztrofizmus: 19. századi elmélet, amely a geológiai leletekben látható kihalásokat világkatasztrófák sorozatára vezeti vissza Kainozoikum idő: a fanerozoikum eon három földtörténeti ideje közül a legutolsó, amely a mezozoikum idő végétől (65 millió évvel ezelőtt) máig tart, az emlősök uralma jellemzi Fosszília: ősmaradvány, őslelet, az állatok, növények vagy más élő szervezetek megkövesedett vagy egyéb módon üledékben vagy kőzetekben megőrződött maradványai, illetve lenyomatai Gastralia: a krokodil és hidasgyík fajok ventrális testfalánál elhelyezkedő bőrcsontok, a modern állatoknál a hasüreget támogatják (“hasi bordáknak” is nevezik őket) Gasztrolitok: „gyomorkövek” vagy „zúzókövek” olyan kövek, amelyek egy állat emésztőcsatornájában helyezkednek el az emészté-

sük megsegítésére Nem: rendszertani besorolásában a nem (latinul genus) az egyik fő kategória, amely a család és a faj fő kategóriái között helyezkedik el, két vagy több olyan faj, amelyek közös tulajdonságokkal rendelkeznek Gondwana: ősi szuperkontinens, amely széttöredezése előtt magában foglalta a mai Dél-Amerikát, Afrikát, Indiát, Ausztráliát és Anktartiszt K-T esemény: katasztrofális kihalási esemény, amely a kréta időszak és a paleocén kor határán következett be. Az elnevezés a német “Kreidezeit” és tercier (harmadidőszak) rövidítéséből ered (utóbbit ma paleocén és neogénnek nevezik) Mya: időegység, jelentése: millió évvel ezelőtt, az angol “million years ago” rövidítése Természetes szelekció: Charles Darwin által felállított, az evolúció működését megmagyarazó elmélet, mely szerint: 1/ az organizmusok változatosak, az egyedek eltérőek egy adott fajon belül is; 2/ a változatok, az egyedi jellegek átörökíthetők az utódokra; 3/ az adott környezet természetes szelekciót idéz elő (mivel a természetben az erőforrások csak véges mértékben állnak rendelkezésre, az élőlények így versengésben állnak egymással az életben maradásért; 4/ a fajokon belül az egymástól eltérő egyedek, változatok közül azoknak,

amelyek az egyes környezeti előnyöket jobban képesek kihasználni, nagyobb az esélyük a túlélésre és szaporodásra, és így sikeresebben terjednek el; 5/ a fajok szintjén a természetes szelekció a fajok átalakulását eredményezi (az egyedek előnyös, örökíthető jellegének gyakorisága nőni fog, majd dominánssá válik az adott populációban) Neodarwinista evolúciós elmélet: kiterjeszti a darwini természetes szelekció hatályát, és egyszerre tartalmazza a biológiai öröklődés (genetika) Mendel-féle elméletét is. Az evolúciót elsősorban mint a természetes szelekció hatására ezen mutációk gyakoriságainak megváltozásában álló folyamatot határozza meg. Filogenetikus családfa: az élő vagy fosszilis organizmusok törzsfejlődésük során kialakult rokonsági kapcsolatait kifejező, ágakra oszló faábra Tobozmirigy koponyalyuk (Pineal foramen): szemgödrök felett, a koponya közepén található egyetlen kis lyuk Halevők/ Ikhthüophagoszok: Halakkal táplálkozó állatok Plankton: parányi, óceánokat és tavakat benépesítő élőlények (pl. kis algák és állatok) Állcsont (Premaxillare csont): a koponya legelülső csontja, az orrmány/pofa csúcsát alkotja. Két-két állcsont alkotja az orrmány/ pofa csúcsának mindkét ol-

dalát Pteroszauruszok: “szárnyasgyíkok”, repülő őshüllők rendje volt, amelyek a földtörténeti mezozoikumban éltek. Bár közeli rokonsági kapcsolatban álltak a dinoszauruszokkal, nem tartoztak azok öregrendjéhez. Rendszerezés: az organizmusok egymással kapcsolatban álló csoportokba történő rendezésének, osztályozásának a folyamata Összehasonlító anatómia: az organizmusok felépítésének összehasonlításával foglalkozó tudomány, amely lehetővé teszi azok rendszertani és fejlődéstörténeti meghatározását Bőrcsontok: pikkelyekből kifejlődhetett, csontos lemezek a hasi (ventrális) vagy háti (dorzális) testfal bőrben Sómirigy: A hüllőszerűek (Sauropsida) veséje nem elég hatékony az összes sófelesleg kiválasztásához, ezért kiegészítő, a szemeknél (teknősök, tengeri korokodilok esetében), illetve a nyelven található (korokodiloknál) mirigyek segítik a sófelesleg kiválasztását Konvergencia: egy olyan hasonló, sokszor csak látszólagos morfológiai tulajdonság, amely két vagy több fajnál, illetve csoportnál is jelentkezik, bár azok egymástól függetlenül szerzett jellegek, amelyek nem származnak közös őstől, mint például a madarak és denevérek szárnyai, vagy az evezőlapát-szerű uszonyokká alakult végtagok a teknő-

söknél, plezioszauruszoknál, moszaszauruszoknál és ichthyoszauruszoknál. Gyakran a hasonló környezeti feltételek hatására alakul ki. Lamarckizmus: A 19. században, Jean-Baptiste Lamarck által megalkotott elmélet, amely feltételezte, hogy a környezeti változások olyan morfológiai átalakulásokat okoznak, amelyek továbbadódnak a következő nemzedéknek. Elméletének három fő pontja: a szerzett jellegek, tulajdonságok átörökítése, egy szervet annak működése hozza létre, valamint hogy az élet idővel egyre összetettebbé válik. Laurázsia: egy szuperkontinens volt, amely a mai ÉszakAmerikát, Európát és Ázsiát foglalta magában, mielőtt elkezdett széttöredezni Tojásrakók (ovipar): olyan állatok, amelyek nem eleven utódokat ellenek, hanem lágy héjú tojásokat raknak Eleventojók (ovovivipar): olyan állatok, amelyek nőstényei genitális traktusában kelnek ki a tojások, és az emlősökhöz hasonlóan az utód már elevenen születik

höz sorolnak (krokodilok, gyíkok, varánuszok, teknősök) Ikerfajok: az egymással evolúciós szempontból legközelebbi rokonsági kapcsolatban álló fajok Paleontológia: őslénytan, a történelem előtti életfomák tanulmányozásának tudománya fosszíliák (ősmaradványok) felhasználásával Leszármazott tulajdonság: Egy adott csoporton belüli tulajdonság a csoport őseinél jelentkező tulajdonságból viszonylagosan származik. Az ichthyoszaurusz halszerű farka őseinek hegyes farkához viszonyítva egy leszármazott tulajdonság. A közös leszármazott tulajdonságok egy közös őstől öröklődtek át, amelyből evolúciós rokonsági kapcsolatokra lehet következtetni. Emlősszerű hüllők (Synapsida): hüllőkre hasonlító fosszilis állatok, amelyek az emlősökkel közelebbi rokonsági kapcsolatban álltak. Az emlősök ezekből az emlősszerű hüllőkből alakultak ki.

Evezőlapát-szerű végtagok: nagy, lapos uszonnyokká alakult végtagok, amelyek alakja evezőlapátra hasonlít. Az ujjak egymástól függetlenül nem mozgathatók

Tengeri őshüllők: tengeri állatok egy heterogén csoportja, amelyek távoli rokonságban állt szárazföldi hüllőszerűekből alakultak ki, és külön-külön alkalmazkodtak a tengeri környezethez

H ü l l ő s z e r ű e k (Sauropsida): olyan élőlények csoportja, amelyek számos közös tulajdonsággal rendelkeznek, például egy jellegzetes nyílással a szájpadláson. Ide tartoznak olyan ma élő állatok, amelyeket szokásosan a hüllők-

Pangaea: hatalmas kiterjedésű szárazföldtömeg (szuperkontinens), amely magában foglalt szinte valamennyi mai kontinenst a perm és triász időszakokban (kb. 300 millió évvel ezelőtt). A jura időszak elején (kb. 200 millió évvel ezelőtt) kez-

dett el darabokra törni Faj: a biológiai rendszerezés alapegysége. A leggyakoribb értelmezés szerint az élőlények olyan csoportja, melynek egyedei képesek egymással szaporodni, és termékeny utódokat létrehozni Halánték feleti koponyaablak: a koponya mindkét oldalán, a szemgödrök mögött található egy-egy nyílás

ta. A tengeri és más őshüllők, például a dinoszauruszok kora volt. Váll-, és medenceövek: a végtagokat a testhez kapcsoló csontok, az embereknél a vállövet a kulcscsont és a lapocka (scapula) alkotja, míg a medenceövet a medence . Gerincesek: az állatok országának gerinccel rendelkező altörzse

Parafiletikus csoport: az organizmusok egy olyan csoportja, amelynek a tagjai visszavezethetők egy közös ősre, viszont a csoport maga nem tartalmazza annak a bizonyos legközelebbi közös ősnek az összes leszármazottját. A filogenetikus rendszertanban nem alkalmazzák.

Monofiletikus csoport: egy közös rendszertani őstől származó élőlények összessége (az ős és annak összes leszármazottja együttesen)

Tethys-óceán: a Pangea szuperkontinens széttöredezése által keletkezett, a Laurázsia és Gondwana kontinensek között elhelyezkedett ősóceán a jura időszakban

Kihalás: az élő fajok kipusztulásának folyamata. Egy adott faj kihalása utolsó egyedének a halálával következik be.

Dinoszauruszok: a szárazföldi Archosauromorpha (“uralkodó gyíkalakúak”) egyik, mezozoikumban élt, felegyenesedett testalkatú őshüllőcsoportja. Ide tartoznak a modern madarak ősei, és a modern meghatározás szerint maguk a madarak is. Idő: földtörténeti időegység, amely időszakokra oszlik Időszak: a földtörténeti időrészegysége Mezozoikum: földtörténeti idő, amely 65,5–251 millió évvel ezelőtt tartott. Három időszaka a triász, jura és kré-

Elevenszülő: olyan állatok, amelyek eleven (az anya testén belül kifejlődött) utódokat ellenek, szemben a tojásrakókkal

Mutáció: bármilyen változás egy gén nukleotidláncában I Nyugati Belső Víziút: más néven Észak-Amerikai-beltenger, amely Észak-Amerika középső területét borította a kréta időszakba. Délen a Mexikói-öböl, északon a Hudson-öböl és a Beaufortteger határolta Filogenetikus rendszerezés: az organizmusok olyan rendszerezése, amelynek alapja a törzsfejlődés során kialakult rokonsági kapcsolatok

Jegyzetek

A Tanári útmutatót és feladatgyűjteményt írták: Dr. Stéphane Jouve és Dr. Peggy Vincent együttműködésben Dr. Nathalie Bardet-vel, CNRS/ Nemzeti Természettudományi Múzeum Szerkesztette: Julien Bollée és Alexandra Body Az illusztrációkat készítette: Karine Sampol és Stéphane Jouve a 3D Entertainment Distribution megbízásából Külön köszönet illeti a következő személyeket: François Mantello, Pascal Vuong, Ronan Chapalain, Catherine Vuong, Dr. Elisabeth Mantello és Sylvain Grain Tudományos tanácsadók: Dr. Olivier C. Rieppel, Rowe Family kurátor, The Field Museum, Chicago (Illinois állam, USA) Dr. Ryosuke Motani, professzor, University of California, Davis (Kalifronia, USA) Dr. Zulma Gasparini, paleontológus, La Plata Museum/CONICET, La Plata (Argentína) Dr. Benjamin Kear, paleontológus, La Trobe University, Melbourne (Ausztrália) Grafika: malderagraphistes Gyártotta és kiadta a 3D Entertainment Distribution