Tieteellinen tutkimus osoittaa, että 400 miljoonaa vuotta sitten planeetalla eläneet kolossaaliset rakenteet kuuluivat eri ryhmään kuin sienet ja kasvit.
Sisältö
Yli 160 vuoden ajan tutkijat ovat kiistelleet siitä, onko Prototaxites kasvi, levä vai sieni, ilman että olisivat päässeet lopulliseen yksimielisyyteen sen kuulumisesta johonkin tiettyyn ryhmään.
Noin 400 miljoonaa vuotta sitten, kun maalla elämä oli vasta alkamassa muodostua vesistöjen ulkopuolella ja korkeimmat kasvit eivät olleet muutamaa senttimetriä korkeampia, maisema ei ollut niin yksinkertainen ja matala kuin usein kuvitellaan.
Laajoilla alueilla planeetalla kohoivat jättimäiset rakenteet, jotka muistuttivat muodoltaan puunrunkoja ja saavuttivat jopa kahdeksan metrin korkeuden ja hallitsivat primitiivisiä ekosysteemejä. Nämä olivat prototaksit – yhtä salaperäisiä kuin vaikuttavia organismeja, joiden olemassaolo haastoi yli puolitoista vuosisataa klassisia biologian kategorioita.
Nämä kolossit syntyivät maailmassa, jossa ei ollut puita, metsiä eikä monimutkaisia maaeläimiä . Kun maa oli peitetty sammalilla, maksa- ja pienillä hyönteisillä, prototaksit kohoivat kuin todelliset elävät tornit, jotka näkyivät kauas.
Kokonsa ja lukumääränsä ansiosta ne olivat aikansa suurimpia rakenteita ja käytännössä ensimmäisiä nykyisten metsien vastineita, vaikka kukaan ei tiennyt tarkalleen, mikä organismi ne oli muodostanut.
Sekaannus alkoi 1800-luvulla. Kun geologi John William Dawson löysi 1850-luvulla ensimmäiset fossiilit Gaspénlahdelta Kanadasta, hän tulkitsi ne hajoavien puiden jäännöksiksi ja kuvaili niitä ”ensimmäisiksi havupuiksi”. Ensi silmäyksellä tämä ajatus vaikutti loogiselta, mutta se kätki perustavanlaatuisen ristiriidan: tuolloin, varhaisella devonikaudella, puita ei vielä ollut olemassa. Siitä huolimatta nimi Prototaxites vakiintui, ja tieteellinen keskustelu jatkui ilman selkeää vastausta.
Siitä lähtien nämä fossiilit ovat olleet lähes kaikkien mahdollisten luokitusten kohteena. Niitä on pidetty primitiivisinä maa-kasveina, levien kasautumina, käärityistä maksa-sienistä muodostuneina mattoina ja viime aikoina jättimäisinä sieninä . Viimeisten vuosikymmenien aikana viimeinen hypoteesi on saanut tukea isotooppitutkimuksista, jotka viittaavat heterotrofiseen elämäntapaan, joka on samanlainen kuin nykyisten sienien elämäntapa, jotka kykenevät imemään ravinteita muista organismeista.
Tämä mysteeri ei kuitenkaan ole vieläkään täysin selvinnyt. Kuten paleobotanisti Anne-Laure Decombes tiivisti: ”Paleontologiassa on hyvin vähän asioita, jotka olisivat yhtä mystisiä”. Tämä jatkuva tunne, että jokin on vialla, on nyt saanut uuden käänteen viimeaikaisten tutkimusten ansiosta, jotka haastavat suoraan ajatuksen ”sienten Godzillasta”.
Edinburghin yliopiston tutkijaryhmä analysoi erittäin hyvin säilyneitä Prototaxites taiti -fossiileja, jotka löydettiin kuuluisasta Rainyn piikiviesiintymästä Skotlannissa, ja julkaisi tutkimustulokset Science Advances -lehdessä.
Noin 400 miljoonaa vuotta sitten ekvatorin lähellä muodostunut kerrostuma on tunnettu piipitoisista kuumista lähteistä, jotka ovat säilyttäneet kasvien, sienien, jäkälien ja pienten eläinten pienimmätkin yksityiskohdat . Niiden joukosta löytyi harmahtava, täplikkäinen massa, jota aluksi oli mahdoton tunnistaa. ”En tiennyt, mikä se oli”, sanoi Alexander ”Sandy” Heterington, yksi tutkimukseen osallistuneista tutkijoista.
Jättiläinen, joka ei ollut sieni eikä kasvi.
Mikroskooppinen analyysi näistä fossiileista paljasti odottamattoman sisäisen monimutkaisuuden. Sisältä löytyi verkostoja eri kokoisia ja muotoisia toisiinsa kietoutuneita putkia. Jotkut olivat ohuita ja voimakkaasti haarautuneita, toiset suurempia ja kaarevia, ja joillakin oli raidalliset seinät, jotka muistuttivat kasvurakenteita. Tämä rakenne ei vastannut minkään tunnetun sienen tai primitiivisen kasvin rakennetta.
Vuosien ajan jotkut tutkijat ovat huomauttaneet, että nämä putket muistuttavat sienien hifia. Toiset ovat tulkinneet monissa fossiileissa löydetyt tummat pallomaiset täplät merkkeinä symbioottisesta jäkäläorganismista. Uusi tutkimus sulki pois molemmat mahdollisuudet. Tarkemmin tarkasteltuna fossiili ei muistuttanut jäkälää, ja täplät saattoivat toimia kaasunvaihto- tai ravinteiden ja veden vaihtovyöhykkeinä, kuten keuhkojen alveolit.
”Elävistä sienistä kertovissa anatomian oppikirjoissa emme koskaan löydä vastaavia rakenteita”, sanoi Heterington selittäessään, miksi tiimi piti sienihypoteesia anatomisesti mahdottomana. Putkien haarautuminen ja yhdistymistapa eivät selvästikään olleet tyypillisiä sienille, ja joidenkin seinämien kuviot muistuttivat enemmän nykyisten putkilokasvien kuvioita, vaikka eivät täysin sopineetkaan tähän ryhmään.
Fossiilien kemiallinen koostumus tarjosi toisen avaintekijän palapeliin. Tutkijat etsivät jälkiä kitiinistä, joka on tärkeä osa sienien soluseiniä ja joka jättää usein havaittavia jälkiä jopa muinaisissa fossiileissa. Analysoiduissa prototaksiteissa ei löytynyt jälkiä tästä aineesta. Kontrasti oli silmiinpistävä: muut samassa esiintymässä säilyneet sienet sisälsivät yhdisteitä, jotka olivat muodostuneet kitiinin ja glukaanin hajoamisen seurauksena.
Analyysin tarkkuuden parantamiseksi tiimi käytti koneoppimismenetelmiä. Corentin Loron keräsi spektridataa kymmenistä Rainyn piikivinäytteistä ja koulutti algoritmin tunnistamaan eri organismiryhmien kemialliset signaalit. Tulos oli johdonmukainen: Prototaxites tunnistettiin luotettavasti kuuluvaksi erilliseen sieni-, kasvi- ja muiden tunnettujen eukaryoottien ryhmään.
Johtopäätös muotoiltiin tutkimuksen avainsanassa: ”Ei löydetty yhtään olemassa olevaa ryhmää, jolla olisi kaikki prototaksiteettien määrittävät ominaisuudet”. Ainutlaatuinen putkimainen rakenne, erityinen kemiallinen koostumus ja heterotrofinen elämäntapa eivät vastanneet yhtään nykyisin elävää sukuhaaraa.
Kadonnut sukupuu, joka kirjoittaa uudelleen varhaishistoriaa.
Näiden tietojen edessä klassiset vaihtoehdot hylättiin yksi toisensa jälkeen. Levät osoittautuivat epätodennäköisiksi niiden koostumuksen ja fotosynteesiin liittyvien merkkien puuttumisen vuoksi. Jäkälät eivät vastanneet havaittua anatomiaa. Ajatus primitiivisestä eläimestä hylättiin kokonaan , koska soluseinät eivät muistuttaneet minkään monisoluisen organismin seinämiä. Jokainen luokitteluyritys päättyi umpikujaan.
Sitten muodostui sensaatiomaisin hypoteesi: prototaksit olivat täysin uusi ja nykyisin sukupuuttoon kuollut eukaryoottien sukuhaara. Ne eivät olleet outoja sieniä tai epäonnistuneita kasveja, vaan itsenäinen haara elämän puussa, joka kukoisti kymmeniä miljoonia vuosia ja sitten katosi jälkeensä jättämättä tunnistettavia nykyisiä jälkeläisiä.
Vivian Vaida, paleobiologi Ruotsin luonnontieteellisestä museosta, oli samaa mieltä siitä, että uusien fossiilien kemiallinen koostumus tai ulkonäkö eivät muistuta sieniä. Aiemmin hän oli itse verrannut joitakin prototaksitteja Armillaria mellea -sieneen, niin kutsuttuun hunajasieneen, jota pidetään yhtenä suurimmista organismeista maapallolla. Uusien tietojen valossa hän ehdotti, että seuraava askel olisi etsiä muita fossiilisia elämänmuotoja, joilla on samanlaiset kemialliset ominaisuudet, jotta tätä kehityskulkua voitaisiin seurata evoluutiopuuhun asti.
Mysteeri herätti kiinnostusta myös evoluutiobiologien keskuudessa. Matthew Nielsen Field Museum of Natural History -museosta suhtautui myönteisesti uusiin tietoihin ja muisteli, että fossiili oli vaivannut häntä vuosien ajan. ”Se on vaivannut minua jo kauan”, hän kirjoitti pohtiessaan mahdollisuutta, että vaikka se olikin sieni, se edusti erittäin outoa kehityskulkua. Nelsenille prototaksitien kyvyttömyys sopia mihinkään tunnettuun ryhmään vahvistaa ajatuksen, että maalla elävän elämän varhainen monimuotoisuus oli paljon suurempi kuin aiemmin on oletettu.
Tutkimuksen tekijät itse väittävät, että oman tietämättömyyden tunnustaminen oli ratkaiseva askel. ”Pelkkä sen tunnustaminen, että emme tiedä mitään, on valtava askel eteenpäin. Silloin voimme keskittyä mielenkiintoisempiin kysymyksiin ekosysteemistä”, Heterington sanoi. Tällainen kanta avaa oven uusille kysymyksille siitä, miten varhaiset maalla eläneet ekosysteemit toimivat ja mikä ekologinen rooli näillä jättiläisillä oli.
Miljoonien vuosien ajan prototaksit hallitsivat metsättömiä maisemia luoden vertikaalisia rakenteita, jotka muuttivat valon, kosteuden ja ravinteiden dynamiikkaa maaperässä. Niiden täydellinen katoaminen ilman selviä jälkeläisiä muistuttaa siitä, että evoluutio ei ollut lineaarinen liike kohti nykyisiä ryhmiä, vaan jatkuva kokeilu, täynnä haaroja, jotka kukoistivat ja sitten kuolivat sukupuuttoon.
Nykyään, kun asiantuntija-arviointi jatkuu ja keskustelu on edelleen avoin, näitä fossiileja ei enää pidetä vain väärin luokiteltuina kuriositeetteina. Ne ovat varoitus luokittelujemme rajallisuudesta ja kutsu kuvitella paljon oudompi menneisyys.
Nuorella planeetalla, ennen metsien ja jättiläiseläinten ilmestymistä, eli äänettömiä kolosseja, jotka eivät olleet kasveja eivätkä sieniä, vaan jotain aivan muuta, joka on pyyhitty muistista, mutta joka voi silti muuttaa käsitystämme elämän historiasta maapallolla.
