KODUMAA UUDISED MAAILMA MAAD JA RAHVAD

 

Kivistised paljastavad elu arengu lugu

Maal 500 miljoni aasta eest elanud esimestest loomakestest on jäänud kaks jälge. Esiteks – neist osade järglased tegutsevad praegugi edasi. Teiseks – nemad ise on mõnedes  paikades säilinud kivististena. Fossiile hoolikalt uurides ning nüüdse loomariigiga võrreldes saab taastada, kuidas elu arenes ja mil moel selle liigirikkus on muutunud. Loomadest, kes panid aluse Maa nüüdsele liigrikkusele, võib igaüks leida jälgi ka Eestis. Põhja-Eesti paekalda alumistes, liivakates ja savikates kihtides või isegi Tallinnas Lasnamäele viiva  autotee seintes peitub hulganisti kunagi elanud loomakeste kivistisi. "Nii hästi säilinud ja nii kergesti  ligipääsetavaid kambriumi kivimeid pole maailmas eriti palju," ütleb Tartu ülikooli paleontoloog Ivar  Puura ja keerab lukust lahti vitriini ülikooli geoloogiamuuseumi kivististe saalis. Ta võtab kätte pruunika kivitüki ning näitab jälgi sellesse kivistunud 500 miljoni aasta eest elanud loomakestest. Kivitükk on fosforiit, mis Eestis nii palju aega pärast selle moodustanud loomade surma parajaid kirgi üles küttis. "Meie fosforiit on iidsesse mereranda uhutud merekarbilaadsete  olevuste – käsijalgsete – surnuaed," nendib Puura, kes ise ka käsijalgseid uurib. "Nende käsijalgsete – lingulaatide kodasid moodustav mineraal apatiit on sama, mis inimkontidel," lisab ta.

Lingulaatide lähisugulasi võib leida ka tänapäeva meredest. Nii näiteks on troopilistes meredes elav  Lingula jaapanlaste seas hinnatud delikatess. "Perekonda Lingula ongi kutsutud elavaks fossiiliks,  kuna tema enam kui 500 miljoni aasta vanuseid lähisugulasi võib leida juba kambriumi kivimitest,"  ütleb Puura. Nii et inimese jaoks oli maailmas söödavat juba ammu enne inimese teket. Fosforiidi moodustumise ajastul asus Eesti ja koos temaga suurem osa nüüdsest Skandinaaviast ja Ida-Euroopast hoopis lõunapoolkeral, umbes samal laiuskraadil, kust praegu leiame Lõuna-Aafrika  Vabariigi. Ning sealkandis toimuvad praegugi analoogilised protsessid, mis neil ammustel elu koidiku  aegadel toimusid Eesti aladel. "Samalaadseid käsijalgsete kuhjumisi tekib tänapäeval näiteks  Namibia rannikul," osutab Puura.

Ent kõigil kambriumi ajastu loomaliikidel ei läinud elu nii ladusalt, et nende järglasi veel praegugi  Maal kohata võiks. Ometi on just see, Walesi Rooma-aegse nime Cambria järgi nimetatud ajastu,  mille õitseng langes 540 miljoni aasta tagusesse aega, pälvinud mitte ainult fossiiliküttide, vaid ka elu  evolutsiooni uurijate erilise tähelepanu. Teadlastele tundub, et loomariigi areng kambriumi ajastul  võib anda vastuse, kuidas toimus elu areng. Kas edenes elu lihtsamatelt organismidelt üha suureneva   keerukuse ja mitmekesisuse poole, nii nagu on arvatud sadakond aastat? Või toimus arengu käigus  hoopis mimekesisuse teatavat laadi elimineerimine, nõnda et organismide anatoomiliste ehitusplaanide arvukus tegelikult vähenes? Teisisõnu – kas elu areneb mitmekesisuse laieneva koonuse mudeli kohaselt või hoopis kuusepuuna  kitseneva mitmekesisuse, anatoomiliste plaanide vähenemise suunas? "Võrreldes kambriumi ajastu  peredega, sisaldavad nüüdsed ookeanid palju enam liike, mis põhinevad palju pisemal arvul anatoomilistel ehitusplaanidel," kinnitab maailmakuulus teaduse populariseerija Stephen Jay Gould  oma raamatus "Wonderful life" ("Imekaunis elu"). "Anatoomiline erilaadsus saavutas suurima haarde  kohe pärast paljuraksete organismide eristumist. Elu hilisem ajalugu arenes elimineerimise, mitte ekspansiooni teel," kirjutab Harvardi ülikooli geoloogia- ja zooloogiaprofessor Gould.  Miks Maal elavad loomad on oma ehituselt nii mitmekesised, nagu nad on?" küsib Ivar Puura.  Pärast seda, mil Maal tekkisid esimesed elu alged – umbes 4–3,8 miljardit aastat tagasi –, valitsesid  Maa meredes kahe miljardi aasta jooksul ainult lihtsama ehitusega bakterilaadsed organismid –  bakterid ja arhebakterid. Seejärel tekkisid keerukama rakuehitusega organismid – päristuumsed ehk eukarüoodid. Need keerukamad rakud tekkisid teatavat laadi ürgkannibalismi tulemusena – ühtede  rakkude allaneelamisel teiste poolt. Kõik allaneelatud rakud ei surnud ära, mõned neist kohanesid  eluga peremehe sisemuses – ja neid tunneme nüüd raku organellidena, sellistena, nagu seda on näiteks raku energiavabrikud mitokondrid. Läks veel poolteist miljardit aastat, enne kui ainuraksed  omavahel ühinema hakkasid ja käivitus hulkraksete organismide areng. See 670–540 miljonit aastat  tagasi toimunud protsess määras paljuski ära Maa praeguse pale. "Kivististena säilinud organismide  anatoomiliste ehitusplaanide mitmekesisust näeme kuni 540 miljoni aasta vanustes kambriumi kivimites," ütleb Ivar Puura. Mingil siiani lõpuni mõistetamatul põhjusel kiirenes äkitselt elu areng ja  organismide mitmekesisus suurenes geoloogiliselt lühikese aja, kümnekonna miljoni aasta jooksul,  enneolematult hoogsalt. "Kivististe järsu ilmumise tõttu nimetavadki elu ajaloo uurijad seda aega kambriumi plahvatuseks," ütleb Ivar Puura ja kinnitab, et kambriumi kivististe seast on Eestis leitud  umbes 20 käsijalgsete liiki, millest vanemaid võib tabada näiteks Kakumäe kaldajärsakust Tallinna  lähistel.

Kambriumi plahvatuse käigus arenesid pehme kehaga loomadel luud ja kilbid, lõuad, küüned ja hambad. Sinnamaani justkui idülliliselt olesklenud kambriumi aed, kus polnud kohta edasi-tagasi tormavatel ja oma saaki jahtivatel kiskjatel, vaid mille meredes hõljusid vaikselt oma palukest suu  ammuli püüdvad loomad, muutus paljudele pehmekehalistele põrguks. Ent pehmekehaliste kambriumi-loomade siiani säilinud kivistised on muutunud paleontoloogidele ja  elu ajaloo uurijatele lausa paradiisiaiaks. Ning selle paradiisiaia nimeks on Burgess Shale, paik  Kanadas Briti Columbias, mis osutus nii rikkalikuks pehmekehaliste jäädvustajaks, et on toitnud terveid teadlaste põlvkondi. Kuidas on üldse võimalik, et mingi pehmekehaline organism kivistub ja säilib seejärel settekivimis  500 miljonit aastat? Selleks on vaja erilisi tingimusi, mis aga sugugi ei kehtinud selle ajastu loomade  tavalistes elupaikades. Surnud loomad vajuvad põhja, ent hapnikku vajavad bakterid lagundavad  nende kehad. Kui aga laipadele savikas sete küllalt kiiresti peale vajub, jäävad lagundavad bakterid  hapnikunälga. Hapnikku mitte vajavad anaeroobsed bakterid aga soodustavad sageli pehmete  kudede asendumist selliste mineraalidega nagu fosforirikas apatiit või kassikullana sädelev rauarikas  püriit.  Burgess Shale on Briti Columbia idapiiril Yoho rahvuspargi 2600 meetri kõrgusel mägedes olev ala, millele 1909. aastal sattus kivistisi otsiv ameerika paleontoloog Charles Doolittle Walcott. See vaevalt mehekõrgune ja linnakvartali pikkune settekivimi kiht pakkus Walcottile kaheksa aasta  jooksul 80 000 kivistise leidu. Ja tema järeltulijaid toidab paik siiani. 

Burgess Shale’i kohta arvatakse, et sealne loomastik mattus mingi äkitselt vallandunud mudalihke  alla. Veealuse järsaku veerel elutsenud loomad hävisid, ent nende üllatavalt hästi säilinud kivistised annavad tunnistust elu arengu käigust. Tohutult suur rõhk litsus loomad peaaegu kahemõõtmeliseks, nii et mõni neist on vaid paar mikromeetrit paks. Ent kavalad ja osavakäelised paleontoloogid on  nüüdseks paljud oma leidudest lõiganud imeõhukesteks viiludeks ja nende liistakate pealt lugenud  välja iidsete loomade kuju ning sugulusastmed nüüdisajal elavatega. Kivististe fragmendid on liidetud  ühte nagu kokkulapitavad piltmõistatused, millelt saab välja lugeda elu 500 miljardi aasta vanuse  mustri. 

Eksib see, kes arvab, et me elame imetajate või kogunisti inimeste ajastul. Maa kõige edukamateks asukateks on hoopis putukad, täpsemalt lülijalgsed, kes moodustavad 80 protsenti kõigist nime  omavatest loomaliikidest. Ning esmalt arvati, et lülijalgsetega oli tegu ka kambriumi ajastu Burgess  Shale’i koosluses. Walcott, kes oma leide hoogsalt kirjeldas ja klassifitseeris, oli arvamusel, et need kõik on praegugi elavate loomade eellased. Ent ajapikku tekkisid kahtlused, kuni 70. aastate lõpuks selgus, et väga paljud tolleaegsed loomad kujutasid endast lihtsalt mõne edaspidi hääbunud  kõrvalharu esindajaid.  Elu areng pole olnud rühkimine sirgest redelist üha üles, täiuslikumate, keerulisemate ja targemate  elusolendite poole, nagu tavapäraselt kirjeldatakse koolikursustes. "Iga organismi arengut lootest kuni täiskasvanuni juhib geneetiliselt määratud programm," selgitab Ivar Puura. "Selliste arenguprogrammide põhijooned ja nendega seostuvad põhilised anatoomilised ehitusplaanid  kujunesid välja kambriumi ajastul, edasi järgnes vaid nende põhimotiivide spetsialiseerumine." Kambriumi plahvatus lõi aluse loomariigi ehitusplaanide paljususele, edasine on olnud vaid   variatsioonid kambriumi teemadel, mille käigus on välja valitud arenguks sobilikumad ehitusplaanid.

Kambriumis tekkinud organismide praegu elavate sugulaste DNA järjestuste võrdlemisel on prognoositud hulkraksete loomade esimeseks suuremaks lahknemisajaks 670 miljonit aastat tagasi. "Kambriumi ajastu eelsete hulkraksete kivististe otsingud jätkuvad," ütleb Puura, "hiljutised kivististe   leiud Hiinast viitavad juba 580 miljoni aasta eest elanud hulkraksetele loomadele – käsnadele."   Ka EestisT on lootust avastada üht-teist põnevat. "Väga huvitav on kambriumi sinisavi, kust võib  leida olulisi lülisid, mis selgitaksid evolutsiooni," arvab Puura. Kambriumi sinisavi on seesama, millest   Aseris põletatakse tellist või mida Kundas tsemendi sisse segatakse. Nii et me elame oma eelkäijate  jäänustest täis pikitud seinte vahel. "Aastatuhande lõpp tuleb põnev," on paleontoloog Puura kindel. Eri uurimisvaldkondade, nagu molekulaarbioloogia ja paleontoloogia, andmestik hakkab kokku saama ja üksteist täiendama. On  lootusi huvitavaks sünteesiks. Meie ja teiste loomariigi esindajate ühisel päritolul on hästi dokumenteeritav alus. See dokument on säilinud kivististena, aga ka DNA ja teiste makromolekulide järjestusena praegu elavates organismides. Ning Puura osutab Pakri poolsaarelt  paljandiseinast leitud veerisele. See ideaalne lutsukivi on enam kui 500 miljoni aasta eest justkui kolmemõõtmelisi võtteid tegev kaamera jäädvustanud mikroskoopilisi kivistisi – akritarhe ja  baktereid.  Elektronmikroskoobi all uurides tulevad esile nende organismide pisimadki detailid. Detailid, mis  juhivad meie tähelepanu eluslooduse lätetele.