Fossiilid — määratlus, teke ja tähtsus paleontoloogias

Fossiilid — määratlus, teke ja paleontoloogia tähtsus: kuidas kujunevad kivistised ja mida need paljastavad elustiku, aja ning maaajaloo kohta.

Määratlus

Fossiil on iidse elusolendi jäänus või jälg — säilinud osa organismist, tema jäljend või tema tegevuse poolt jäetud tunnus.

Loomade, taimede või algloomade kivistised esinevad settekivimites ja annavad teavet varasemate ökoloogiate ning evolutsiooni kohta.

Kuidas fossiilid tekivad

Tüüpilise fossiili puhul on keha vorm säilinud, kuid keha moodustanud algsed molekulid on sageli asendatud mingi anorgaanilise materjaliga — näiteks kaltsiumkarbonaadi (CaCO3) või ränidioksiidiga (SiO2). Sellisel juhul on organism või tema osa kivistunud, ehk on toimunud mineraliseerumine ja algne orgaaniline aine on asendunud mineraalidega.

Lisaks mineraliseerumisele võivad tekkida ka:

• mullahõõrdefossiilid ehk vormijäljendid (mold & cast), kus pehme või kõva kooriku ümbrisest tekib mulje või täidis;
• karbonisatsioon, kus orgaanilisest ainest jääb paksustatud süsiniku kiht (tavaliselt taimedel ja pehmekehalistel);
• kapseldumine (nt merevaikus/männivaikusse jäänud organismid) või külmumisse jäämine, mis säilitab pehmemaid kudesid;
• töötlemine ja asendamine, kus üks mineraal asendab teise (nt ränistus).

Fossiil võib olla ka ammu möödunud ajastu kivistunud mudas säilinud elusolendi jäljend või mulje.

Millised organismid kivistuvad kõige paremini

Mõned organismid kivistuvad hästi, teised mitte. Kõige tavalisemad fossiilid on need, mida jätavad maha organismid, mis toodavad kõva materjali. Näiteks on väga tavalised molluskite (nagu karbid ja tigud) kivistised ning nüüdseks haruldasemad, kuid varem rohked brachiopoodide (tuntud ka kui lambikarbid) kaltsiumkarbid. Need meres elutsevad karploomad on tekitanud maa sees palju fossiilseid (st fossiile sisaldavaid) lubjakivikihte.

Pehmekehalised organismid võivad kivistuda vaid erilistes tingimustes — näiteks kiire matmine, hapnikuvaene keskkond ja pehme alus, mis takistab lagundamist. Hea näide pehmete organismide säilumisest on Ediakari elustik, kus säilisid nõrgemini mineraliseerunud kehakuju ja jäljed.

Jäljed ja töötluse tüübid

Fossiilid ei pea olema ainult luud või kestad. Sageli leitakse ka tegevusjälgi:

• trajektoorijäljed ja jalajäljed (trace fossils või ichnofossiilid), mis näitavad liikumist või toitumist;
• mune, pesa- või söömisjäljed;
• mikrofossiilid nagu foraminifera ja tolm, mis on olulised vanuse määramisel ja keskkonna rekonstrueerimisel.

Kuulsad näited ja avalik kuvand

Suurele avalikkusele on kõige tuntumad fossiilid hiiglaslikest eelajaloolistest dinosaurustest. Nende hiiglaslike, iidsete roomajate kivistunud luid ja kivistunud jälgi saab näha paljudes loodusajaloo- ja maateaduslikes muuseumides.

Paleontoloogia ja paleobioloogia

Geoloogide ja bioloogide fossiilide uurimist nimetatakse paleontoloogiaks. Kui uurimisel pööratakse tähelepanu organismide elule, nende suhetele keskkonnaga ja ökoloogilisele kontekstile, kasutatakse terminit paleobioloogia. Paleontoloogilised uuringud hõlmavad ka tafoonomiat — teadust fossiilide säilumisprotsessidest ja sellest, kuidas säilitamisprotsessid mõjutavad seda, mida me kivistises näeme.

Fossiilide tähtsus teaduses ja ühiskonnas

Fossiilid on võtmetähtsusega allikad evolutsiooni, biogeograafia ja Maa mineviku kliima uurimisel. Nende abil saab:

• rekonstrueerida kaugete ajastute organisme ja elupaiku;
• määrata kivimite suhtelist vanust ja koostada geoloogilisi stratigraafilisi ajajooni;
• kasutada biostratigraafiat maardlate ja naftakandjate otsinguil;
• mõista massiliste väljasuremiste põhjuseid ja tagajärgi;
• uurida evolutsioonilisi üleminekuid (nt kaladest neljajalgseteks liikideks) ning arengu- ja käitumismustreid.

Piirangud ja fossiilne eelarvamus

Fossiilne arhiiv on ebatäielik ja kallutatud: raskeid, kõvasid ja merekeskkonnas elanud organisme on säilinud rohkem kui pehmeid maapealseid olendeid ja harva esinevaid liikide gruppe. Sellest tulenevalt tuleks fossiilide abil tehtud järeldusi alati tõlgendada kontekstis, võttes arvesse säilitustingimusi ja matkamis- ning uurimiskalduvusi.

Lisanähtused ja meetodid

Fossiilide vanuse määramiseks ja analüüsimiseks kasutatakse nii relatiivseid meetodeid (stratigraafia, faunade võrdlus) kui ka absoluutseid meetodeid (radiomeetriline dateerimine). Lisaks annavad kaasaegsed tehnikad — näiteks mikro-CT skaneerimine, isotopianalüüs ja biomolekulaarne paleontoloogia — võimaluse uurida ka peenemaid detaile ja orgaanilisi jäänuseid.

Kokkuvõttes annavad fossiilid akna Maa ja elu minevikku: nad aitavad mõista, kuidas organismid ja ökosüsteemid on muutunud, millised keskkonnatingimused valitsesid varem ning kuidas mineviku sündmused mõjutavad tänapäeva bioloogiat ja geoloogiaõpet.

Küsimused ja vastused

K: Mis on fossiilne aine?

K: Kuidas tekivad fossiilid?

K: Millist tüüpi organisme leidub kõige sagedamini fossiilidena?

K: Kas on näiteid pehmekehaliste organismide leidmisest fossiilidena?

K: Mida inimesed uurivad, kui nad uurivad fossiile?

K: Kas on kuulsaid näiteid fossiilide kohta?

Otsing