Del:
10 misforståelser du kunne have om det gamle liv
Det Jurassic Park film er vidunderligt dels fordi de er baseret på fakta - eller er de? Bestemt forsøger de at vise dinosaurer og andre gamle livsformer så præcist som muligt. Men forskere står over for udfordringer, når de forsøger at rekonstruere det gamle liv. Nye opdagelser sker hyppigt og tydeliggør hvad vi ved om de første livsformer på Jorden eller undertiden tvinger os til at omskrive bøgerne.
10 Liv og jord er udviklet sammen
De fleste af os tror, at Jorden blev dannet, og så udviklede livet sig i havet. Det er i sandhed sandt, men ingen ved sikkert, hvordan livet først udviklede sig. Når det ankom, begyndte livet straks at påvirke planetens overflade. Uden planter til at bryde rock op i sedimentet, ville der for eksempel ikke være så meget materiale til pladetektonik, at de blev til kontinenter. Uden planter har jorden måske havnet som en vandverden.
Tro det eller ej, det stadig mere komplekse liv kan endda ændre mønsteret af den globale istid, hvilket gør dem mindre alvorlige med "lovgivningsmæssig tilbagemelding." Dette intermitterende globale fryse-tø-mønster går tilbage milliarder af år til en tid, hvor Jorden ikke havde komplekse web af livet, der eksisterer i dag. Derefter strakte gletsjere hele vejen fra polerne til ækvatoren og forstyrrede hele planeten.
Siden da, som flere og flere liv har bevæget overfladen og fyldt havene, har isalderen Jorden dannet store gletschere i begge poler og sendt et par rygende fingre ned ad flere grader af breddegrad og nå aldrig ækvator.
9 Der opstod noget mystisk på jorden 542 millioner år siden
Eksperter kalder den pludselige opgang i mangfoldighed og rigdom af Jordens fossile rekord, der begyndte for 542 millioner år siden "den kamburske eksplosion." Det forundrede Charles Darwin. Hvorfor syntes alle forfædre af moderne dyr natten over, geologisk set?
En ekspertforklaring er, at der var liv før den kamburske periode, men det havde ikke nogen hårde dele. Forskere analyserede bløde organiske prækambriske fossiler i Australien, hvoraf nogle ikke er relateret til nogen form for moderne liv i dag, såvel som yngre kambiske bløde fossiler fra Canada. De fandt ud af, at der var et avanceret multicellulært liv mindst 50 millioner år før Cambrian-eksplosionen. De er ikke sikre på, hvor hårde dele kom fra, men måske har en genetisk mutation forårsaget en kaskadeeffekt, der fører til den pludselige udvikling af skaller og skeletter.
Ikke alle er enige med denne teori. Forskere har endnu ikke fundet ud af, hvad der skete med livet på jorden for 542 millioner år siden.
8 De første jordplanter forårsagede sandsynligvis en masseudslettelse
Det var godt at være en fisk øverst i fødekæden i Devonian-perioden, 150 millioner år efter Cambrian. Bortset fra nogle få eventyrlystne planter og dyr, der udforskede jord for første gang, levede alt i havet. Over titusinder af år begyndte tingene også at kigge op på land, hvor høje skove af bregner, moser og svampe udviklede sig.
Derefter begyndte de marine væsener at dø. Mindst 70 procent af alle hvirvelløse dyr i havet forsvandt til sidst. Denne Devonian udryddelse var en af de 10 største masseudslettelser i Jordens historie.
Mange eksperter mener, at jordplanter var synderne. De siger, at de første skove skabte jord, der brød sten ned i mineraler, som efterhånden vasket i havet og forårsager algerblomstrer. Disse alger forbruges alle ilt, kvælende havdyr. Endnu værre blev algerne derefter omdannet til hydrogensulfid af andre organismer. Dette ændrede havvand til syre. Planterne undgik heller ikke. De fjernede nok CO2 fra luften til at forårsage en istid, som også ødelagde mange af dem.
Men nogle arter overlevede selv de helvede forhold i havet og på landet.
7 Det antikke liv var meget tilpaseligt
Der er aldrig totalt udryddelse, ikke engang når en massiv asteroide påvirker planeten. For eksempel, tilbage i Jordens ungdom, var ilt fremstillet af disse nyfangede cyanobakterier giftigt over for de fleste tidlige former for liv. Selv om mange ilt-hatere døde, blev andre tilpasset ved at blive mere komplekse. Udslettelse sker igen og igen, men Ian Malcolm i Jurassic Park var rigtigt, da han sagde, at livet altid finder en vej til at fortsætte.
Ifølge den fossile rekord kommer overlevelse og udryddelse ned til ting som demografi. Hvis en gruppe har mange arter spredt over hele verden, så er der en chance for, at mindst en eller to vil komme gennem en udryddelseshændelse. Andre påvirkninger er miljømæssige forhold og genetiske faktorer, der gør en art sårbar eller tilpasningsbar.
Horseshoe krabber har virkelig de rigtige ting - de har overlevet fire store masseudslettelser og utallige mindre. Ikke underligt, de er wracked med overlevendes skyld!
6 Søgen efter Martian fossiler omdefinerer betydningen af fossiler på jorden
Hvad er en fossil alligevel? Det plejede at betyde noget, der blev gravet ud af jorden, men det kan være vildledende, når vi forsøger at forstå det gamle liv.
Fossiler kan også være svære at identificere. Nogle gange er det svært at vide, om et blære på en prækambriske sten er en bakteriefilm eller bare rock. Hvad er livet, og hvordan kan vi identificere sine fossiler? Mærkeligt nok ligger svarene sandsynligvis i rumforskning.
Lige nu er der en trafikprofil omkring og på planeten Mars, fordi Mars tilbyder det mest gæstfrie planetariske klima for livet, bortset fra jorden. Det havde engang hav og floder.
Hvis livet eksisterede i de gamle farvande, gik det måske nogle fossiler tilbage. Dette rejser et indlysende spørgsmål.Hvis vi er forundret over livet på Jorden for 542 millioner år siden, hvordan skal vi genkende Martians rester fra fire milliarder år siden?
Astrobiologer arbejder på svar på det spørgsmål. Paleontologer hjælper også. Redefinere fossiler for at passe forholdene på oldtidens Mars hjælper også forskere med at finde ud af, hvad der er og ikke er primordiale fossiler her på Jorden.
5 Fossiler er biased
De fleste af de fossiler, du har set, er sandsynligvis dannet i vand. Vand er godt til fossil fremstilling. Land ... ikke så meget. I det lavvandede vand nær stranden kan fx masser af sedimentafstrømning fra floder og vandløb hurtigt begrave muslinger og andre marine væsner og bevare dem.
En tropisk regnskov kan være lige så forskelligartet og blomstrende som en lavvandede havhylde, men det vil ikke danne mange fossiler. Planter og dyr der dør der hurtigt forfald på grund af fugtighed. Også rovdyr transporterer hurtigt kadaver overalt på land, mens det, der er tilbage, eroderer i vind og regn.
Stagnerende vand i lavtliggende steder som sump og laguner virker også, fordi det ikke indeholder meget ilt, og få nedbrydningsorganismer kan bo der. Udover placering er der også en fossil bias mod organer, der har hårde dele, såvel som for medlemmer af dyre- og plantegrupper, der er store, langlivede og spredt over et bredt geografisk område. Tiden betyder også. Geologiske processer som bjergbygning og pladeundertrykkelse har en tendens til at slette fossilpladen, så ekstremt gamle fossiler er sjældne.
4 En fossil ligner sjældent det oprindelige levende væsen
Fysiske processer efter en plante eller dyr dør er komplekse og rodet. Et helt videnskabeligt felt, taphonomi, er oprettet for at studere dem. Dette hjælper meget, men det er ikke et perfekt billede af det oprindelige levende væsen. Nogle hele fossiler, såsom insekter og kødædende planter fanget i rav, eksisterer, men er alle ret unge. For det meste bevares kun en lille del af en organisme. Som vi har set, fossilisering har tendens til kun at ske på de hårde dele af en plante eller et dyr, så eksperter skal rekonstruere dyr fra kun få tænder, og hvis de er heldige, måske også nogle knogler.
Paleoartister bruger fossile data til at rekonstruere gamle levende væsener, men de udfylder hullerne med detaljer fra dyrets eller plantens moderne efterkommere. Mange gange bekræfter nye opdagelser rekonstruktionerne. Nogle gange - især i tilfælde af fjervildte dinosaurer - er tidlige rekonstruktioner unøjagtige.
Lad ikke dette ødelægge Jurassic World for dig selv. Eksperterne gør deres bedste, men som biolog Dr. John Hutchinson sagde til Formynderen, "Hvis du går til ren underholdning, kan du lige så godt smide videnskaben ud af vinduet og gøre det op."
3 Fossiler er ikke forstenet
Forskere er persnickety om ord. En paleontolog, der beskriver 200 millioner år gamle træ, der har vendt sig til sten, kunne kalde det "permineraliseret" eller "erstattet" snarere end forstenet.
Permineralisering sker, fordi træ har tomme mellemrum i den. Antag et træ falder i en sø, der indeholder en masse opløste mineraler fra en nærliggende vulkan, der har sprinklet ashy mineraler i vandet. Disse mineraler, især silikater, kommer ind i træet, fylder porer og andre tomme rum, så de træagtige dele er indkapslet i sten og konserveret.
Træ kan også udskiftes. Dette er en langt længerevarende proces. Antag, at vores træ savner søen, når det falder og begraves i stedet i jorden. Grundvand suger igennem, og over geologisk tid erstatter mineraler hele træet, herunder de træagtige dele, molekylet ved molekylet. Alt "forstenet" træ er køligt, men paleontologer får mere information fra træ, der har undergået molekylær udskiftning end fra permineraliseret træ.
2 Forskellige arter har udviklet den samme funktion igen og igen
Som vi allerede har diskuteret, var den sabertandede "tiger" ikke den eneste gamle critter at være lang i tænderne. Saberteeth er et eksempel på konvergent udvikling, hvor uafhængige arter uafhængigt udvikler den samme nyttige funktion. Saberteeth er nyttige for alle slags rovdyr, der skal jage dyr, der er større end dem.
Der er mange andre eksempler på konvergerende udvikling. Moderne giraffer, for eksempel, er ikke relateret til dinosaurer, men de har de samme lange hals, som brachiosaurus og andre tordenøgler sportede. Et langt uddødt pattedyr, Castorocauda, så og virkede meget som en moderne bæver, selvom de to arter ikke er relaterede.
Et af de underlige tilfælde af konvergerende evolution involverer os. Koalas har fingeraftryk, der ligner vores, selvom de er pungdyr (de har poser) og vi er placentaler (vores ufødte unge fodres via en placenta). Du kan ikke få meget mere uafhængig end det! Forskere mener, at koalas måske har udviklet små hvirvler på deres fingre for at hjælpe dem med at klatre træer bedre, ligesom vi og vores tætte slægtninge tidligere kom tilbage.
1 gamle dyr eksisterer og trives i dag
Nogle gange ser det ud til, at noget mærkeligt udseende dyr eller plante, som alle troede var uddød, bliver levende og godt. Vi tænker på disse som relikter, uvidende om, at der er mange antikke organismer rundt, der stadig bor uændret på Jorden.
Som vi så ovenfor har hestesko krabber overlevet mange masseudslettelser. De er ikke de eneste. De cyanobakterier, der engang dræbte meget af livet på Jorden ved at lave ilt for mange år siden, er stadig rundt. Insekter er en anden vildt succesfuld form for oldtidens liv. Dagens stafylinidbilleer går for eksempel tilbage til Triaserne (over 200 millioner år siden).I dag er denne billefamilie muligvis den største familie af levende organismer i verden. Deres forfædre kan have været bekendt med Triassic vandbugs ligesom dem der skitter over dagens damflader.
Mest forbløffende af alle, nogle typer svovlproducerende anaerobe bakterier, der var blandt de første levende organismer på jorden, er hos os hele tiden i dag. Det er fordi de er nogle af de mange mikrober, der befinder sig i vores fordøjelseskanalen. Heldigvis for os har Jordens atmosfære virkelig forbedret sig gennem ørerne ... ja det meste af tiden.