Akritarhi: definicija zgodnjih mikrofosilov evkariontov iz proterozoika
Akritarhi so zgodnji mikrofosili, verjetno ostanki celic evkariontov. Gre za odporne enoslojne celične stene ali morda prevleko, ki jo izločajo celične stene, ki jih vidimo v zgodnjih kamninah proterozoika. Te strukture so po svoji kemični sestavi organske in ne kalcijev karbonat. Njihova natančna narava ni znana, vendar so videti kot počivalne faze sodobnih dinoflagelatov (organizmi "rdečega plime").
"Ti mikrofosili predstavljajo mirujočo fazo razmnoževalnega cikla evkariontskih alg." str. 258
Akritarhi se v večjem številu pojavljajo v organsko bogatih skrilavcih in meljevcih, starih od 1,4 do 1,6 milijarde let. p57 vključujejo široko paleto oblik, zato ni jasno, ali so monofiletični ali ne. Pred približno 1 milijardo let se je začelo povečevati njihovo število, raznolikost, zlasti pa velikost in število bodic. Njihove populacije so se v obdobju kriogenije pred 860 milijoni let (epizode Zemljine snežne kepe) sesule. Razmnožile so se v kambrijski eksploziji in dosegle največjo raznolikost v paleozoiku. Preživeli so vsaj do ordovika. str. 256
Povečana vretenastost je bila verjetno posledica potrebe po obrambi pred plenilci, ki bi jih lahko pogoltnili ali raztrgali. Tudi druge skupine majhnih organizmov iz obdobja neoproterozoika kažejo znake obrambe pred plenilci.
Kaj so akritarhi — opis in kemična sestava
Akritarhi so majhni (mikrometri do stotine mikrometrov) organske strukture z običajno enoslojno, trdo steno. Stene so sestavljene iz odpornih organskih snovi (preoblikovan kerogen ali biopolimeri, podobni algaenanom), zato so dobro ohranili v kamninah. Niso iz kalcijevega karbonata ali silicija, kar ločuje akritarhe od nekaterih drugih mikrofosilov.
Poreklo in taksonomska negotovost
Akritarhi so oblikovni (form) takson — to pomeni, da združujejo mikrofosile po obliki, ne nujno po sorodstvu. Lahko predstavljajo različne skupine evkariontov: planktonske alge, počivalne ciste protistov ali drugih enoceličnih organizmov. Zaradi raznolikih oblik in pomanjkanja ohranjenih celičnih organelov je njihova natančna filogenetska pripadnost pogosto neznana in verjetno polifiletična.
Raznolikost, razvoj in paleoekološki pomen
- Oblike: kroglične, ovalne, z izrastki (bodice, tuberkli), votle ali polne; nekatere so močno okrašene, druge gladke.
- Evolucijska dinamika: izvirajo v starejšem proterozoiku (1,4–1,6 Ga), nato se število in raznolikost povečata okoli 1 Ga, kar vključuje tudi rast telesne velikosti in števila bodic. Ob hladnih, ekstremnih dogodkih, kot so kriogenijske ledeni dobe, so bile populacije močno prizadete.
- Ekološka vloga: verjetno so bile pomemben del planktona kot primarni proizvajalci ali kot del trofičnih verig. Nekateri akritarhi so lahko počivalne ciste, ki so omogočale preživetje v neugodnih pogojih.
- Obrambne prilagoditve: povečanje števila bodic in odebelitev sten so verjetno predstavljali obrambni odziv proti majhnim plenilcem.
Kako jih preučujemo in zakaj so pomembni
Akritarhi se pridobivajo z razkisanjem kamnin (odstranitev karbonatov in silicijevih mineralov) ter z uporabo palinoloških tehnik. Preiskujejo se s svetlobnim mikroskopom in elektronsko mikroskopijo (SEM), kar razkriva drobne detajle površinske ornamentacije. Kemijske analize (npr. spektroskopija, biomarkerji) pomagajo določiti sestavo stene in razmeroma starost.
Pomembnost akritarhov:
- biostratigrafija — služi kot dragocen pripomoček za staranje in korelacijo kamnin v proterozoiku in paleozoiku,
- rekonstrukcija paleoklimatskih in paleookoliščnih razmer — njihova pojavnost v organsko bogatih skrilavcih in meljevcih pogosto nakazuje visoko produktivnost ali anoksično dno,
- razumevanje evolucije evkariontov — razširjenost in raznolikost akritarhov osvetljuje prehodne faze zgodnjega razvoja kompleksnega življenja v oceanih.
Nerazrešena vprašanja in smeri sodobnih raziskav
Kljub obsežnim raziskavam ostajajo ključna vprašanja odprta: katere natančne skupine evkariontov predstavljajo posamezne oblike, kakšna je bila kemijska narava sten pri različnih vrstah in kako so spremenljive okoljjske razmere vplivale na njihovo evolucijo. Nova orodja — izboljšana mikroanaliza, geokemijski biomarkerji in primerjava z živečimi organizmi — pomagajo postopoma osvetljevati njihove izvore in vlogo v zgodnjih ekosistemih.
Skupaj akritarhi predstavljajo pomemben zapis zgodnjega evkariontskega življenja: kot odporni organski mikrofosili nam omogočajo sledenje razvoju planktonske raznolikosti, interakcij s plenilci in odzivov na velike spremembe v Zemljinem okolju.
Nedavno odkritje
Nedavno odkritje je močno razširilo naše znanje o akritarhih. Velike (50 μm) akritarhe so našli v kremenovih kamninah arhejske starosti v Južni Afriki. Te kamnine segajo v obdobje pred 3 200 milijoni let, kar jih uvršča na drugo mesto med najstarejšimi oblikami življenja, ki so bile najdene kot fosili. Najstarejše so cianobakterije, najdene v stromatolitih.
To je pomembno zato, ker so akritarhi evkarionti. To pomeni, da so bili evkarionti prisotni vsaj 1,5 milijarde let prej, kot se je domnevalo.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj so akritarhi?
O: Akritarhi so zgodnji mikrofosili, ostanki celic evkariontov. Imajo enoplastno celično steno ali prevleko, ki jo izločajo celične stene, in jih najdemo v kamninah iz obdobja proterozoika.
V: Kakšna je njihova kemijska sestava?
O: Akritarhi imajo organsko kemično sestavo in niso kalcijev karbonat.
V: Kdaj so se prvič pojavili?
O: Akritarhi so se prvič pojavili pred 1,4 do 1,6 milijarde let v organsko bogatih skrilavcih in meljevcih.
V: Ali so monofiletični?
O: Ni jasno, ali so akritarhi monofiletični ali ne, saj imajo zelo različne oblike.
V: Zakaj so se njihove populacije v obdobju kriogena zmanjšale?
O: Populacije akritarhov so se v obdobju kriogena pred 860 milijoni let sesule zaradi snežnih kep.
V: Zakaj so sčasoma postali vse bolj vrtinčasti?
O: Večja vretenastost akritarhov je bila verjetno posledica potrebe po obrambi pred plenilci, ki so bili dovolj veliki, da so jih lahko pogoltnili ali raztrgali.
V: Ali so tudi druge skupine organizmov v tem času razvile obrambo pred plenilci?
O: Da, tudi druge skupine malih organizmov iz obdobja neoproterozoika kažejo znake obrambe pred plenilci.
