Akritarhid: proterosoikumi orgaanilised mikrofossiilid ja päritolu

Akritarhid on varased orgaanilised mikrofossiilid, mida leidub eriti proterosoikumi vanustes kivimites. Need on tõenäoliselt eukarüootide rakkude või rakkudest pärit struktuuride jäänused: vastupidavad ühekihilised rakuseinad või rakuseintega eritatud katteid meenutavad kujud. Nende keemiline koostis on orgaaniline, mitte kaltsiumkarbonaat, mis võimaldab neil säilida orgaanilistes kilt- ja settekivikihtides (sh liivakividest peenemates lubjakivides ja savikivides). Akritarhid on morfoloogiliselt väga mitmekesised: mõnel on sile pinnakate, teistel on okkad, protsessid või keerulised pinnamustrid.

"Need mikrofossiilid esindavad eukarüootsete vetikate paljunemistsükli puhkefaasi". ^p258

Morfoloogia ja keemiline koostis

Akritarhide suurus on tavaliselt mikromeetrites (enamasti mõnest kuni mitmekümne mikromeetrini). Pinnastruktuur võib olla sile, sakiline, nodulaarne või kaetud spiinidega ja muude spetsialiseeritud protsessidega. Organilise koostise poolest sisaldavad paljud akritarhid kestasid või küüntesarnaseid seinu, mis võivad koosneda tugevast makromolekulaarsest materjalist (sarnane tänapäevaste paljunemisstruktuuride või tsüstide vastupidavatele polümeeridele). Tähendusrikas on see, et need ei koosne kaltsiumkarbonaadist, mistõttu nende säilimine sõltub orgaanilise ainena fossiilseks muutumisest (kerogeniseerumine).

Taksonoomia ja päritolu

Akritarhid on vormitakson või funktionaalne rühm, mitte tingimata üksnes monofüleetiline klaster: esinev morfoloogiline mitmekesisus teeb selge taksonoomilise paigutuse keeruliseks. Mõned teadlased tõlgendavad neid kui eelkõige dinoflagellaatide sarnaseid tsüste või puhkefaase; teised on sidunud osa akritarhidest teiste eukarüootsete rühmadega (näiteks mitmesugused vetikad või testated amoebae). Seetõttu kasutatakse akritarhide puhul sageli neutraalset terminit ja määratletakse neid pigem kuju- ja seinakonstruktsiooni alusel kui pärisliigi identiteedi alusel.

Levik ajas ja evolutsiooniline tähendus

Akritarhid on eriti tavalised 1,4–1,6 miljardit aastat vanustes orgaanilistes kihtides. Nende arvukus ja morfoloogiline mitmekesisus hakkasid tõusma umbes 1 miljard aastat tagasi ning hiljem, enne ja pärast krüogeenset perioodi, esinesid mitmed populatsioonimuutused. Nende arvukus vähenes oluliselt krüogeense (lumepallide Maa) sündmuse ajal, kuid kambriumi plahvatuse ja hilisemate perioodide jooksul nähti taas mitmekesistumist; akritarhid saavutasid suurt liigirikastust paleosoikumis ja esinesid vähemalt kuni Ordoviitsiumi lõpuni. Nende ajalugu annab olulist teavet eukarüootse elu varase mustri, ookeanide ökoloogia ja planktoni arengu kohta. ^p256

Ökoloogilised ja kaitsefunktsioonid

Akritarhide kuju- ja seinastruktuuride keerukus on tõenäoliselt osaliselt tingitud valikust kaitsta end röövloomade eest: suuremad ja tugevama väliskestaga morfoloogiad on raskemini alla neelatavad või purustatavad väikeste süljelaadsete tarbijate poolt. Sarnane mure rünnaku eest ilmneb ka teistel neoproterosoikumi väikeorganismide rühmadel, mis näitavad analoogseid kaitseomadusi nagu spiinid ja paksenenud seinad. Selline vastus ähvardusele viitab ökoloogiliste võrgustike ja sümbioosi varajasele keerukusele.

Uuringumeetodid ja biostratigraafiline kasutus

Akritarhide uurimiseks kasutatakse palimulaadi tehnikaid, nagu orgaanilise aine eraldamine hapetega (palünoloogia), mikroskoopia (optiline ja elektronmikroskoopia) ning keemilised analüüsid (nt kerogeeni ja spetsiifiliste orgaaniliste biomarkerite identifitseerimine). Tänu laiale levikule ja ajaliselt eristuvatele morfoloogiatele on akritarhid väärtuslikud biostratigraafilised markerid, mis aitavad dateerida mere settekivimeid ja tõlgendada paleoekoloogiat (nt suktsessioonid planktonikommuunides ja toitainete tingimused).

Avatud küsimused ja tuleviku uurimissuunad

Kuigi akritarhide olemasolu ja üldised omadused on hästi dokumenteeritud, jääb mitmeid olulisi küsimusi:

• Milline on täpne filogeenne ja elusolenditeidentiteet paljude morfoloogiliste rühmade puhul?
• Mis on nende täpne keemiline koostis ja kas see sarnaneb tänapäevaste vastavate strukturaalsete polümeeridega (nt sporopolleninilaadsed ühendid)?
• Kuidas mõjutasid globaalsed keskkonnamuutused, nagu krüogeenilised sündmused, akritarhide levikut ja mitmekesisust?

Uued tehnoloogiad — näiteks paremad keemilised analüüsimeetodid ja mikroskoopia — aitavad neid küsimusi lahendada ning selgitavad akritarhide rolli varajase eukarüootse elu ja ookeaniliste ökosüsteemide arengus.

Akritarhid on seega võtmeobjektid uurimaks, kuidas arenenud rakuorganismid ja keerukamad ökoloogilised suhted arenesid juba miljardeid aastaid tagasi ning nende uurimine aitab paremini mõista elu ajajoone varaseid peatükke.

Küsimused ja vastused

K: Mis on akritarhid?

K: Milline on nende keemiline koostis?

K: Millal nad esmakordselt ilmusid?

K: Kas nad on monofüleetilised?

K: Miks nende populatsioonid krüogeensel perioodil kokku kukkusid?

K: Miks muutusid nad aja jooksul rohkem spinniks?

K: Kas ka teised organismirühmad arendasid sel ajal välja röövloomade vastase kaitse?

Otsing