For over 150 år siden gjorde geologen Sir William Dawson en forbløffende oppdagelse i Joggins Cliffs, langs bredden av Nova Scotias Bay of Fundy. Innenfor de lithifiserte restene av en gigantisk trelignende bregge var beinene til et bittelite, 310 millioner år gammelt dyr.
Dette dyret var i motsetning til noe annet hittil sett. Det var i stand til å våge hvor ingen virveldyr (bakbenet) dyr hadde dristet seg før, dypt inn i lycopsidskogene, vekk fra vannkanten. Dette var alt sammen takket være en evolusjonær innovasjon: fostervann-egget.
Selv om dyr tidligere hadde våget seg på land i den tidligere Devonian perioden, trenger ikke dyr med fostervann - som moderne krypdyr, fugler og ja, til og med pattedyr - vende tilbake til vannet for å reprodusere, slik moderne amfibier fortsatt gjør. Fostervannet er et selvforsynt tjern, der embryoet og all dets mat og avfall lagres omgitt av et beskyttende, uttørkingsresistent skall.
I denne illustrasjonen fra 'Air-Breathers of the Coal Period' av John William Dawson, er Hylonomus Lyelli representert hoppende i jakten på et insekt. (Dawson Brothers) Denne nye typen dyr, som Dawson skulle kalle Hylonomus lyelli, er fortsatt den tidligste fostervannet i fossilprotokollen. Siden den gang har mange andre dyr, noen rare og andre kjente, blitt lagt til listen over funn ved Joggins Cliffs i Bay of Fundy. Disse inkluderer mikrosaurer, temnospondyler og Dendrerpeton acadianum .
I 2008 ble Joggins fossilklipper utnevnt til UNESCOs verdensarvliste. Og klippene har ikke sluttet å dele sine hemmeligheter - hver kolossale tidevannssyklus eroderer og utsetter mer for det gamle økosystemet som en gang trivdes på sin tidligere ekvatoriale beliggenhet.
Ancient Fern Records
Den første oppdagelsen av den paleontologiske betydningen av Joggins fant sted i 1842, da den britiske geologen Sir Charles Lyell reiste til Nova Scotia. Ti år senere studerte Lyell og lokal geolog Sir William Dawson sammen lagene til de 310 millioner år gamle klippene. Innenfor klippene sto likene av gigantiske trær, frosne i tid. Imidlertid er disse trærne ulikt de i skogene i dag. Snarere var de eldgamle, gigantiske bregner som ville ha ruvet 20 til 30 meter over skogbunnen.
Disse breggene er det som gjør Joggins spesielt kritiske for vår forståelse av tidlig tetrapod-evolusjon. Det skyldes at når de døde, råtnet deres myke indre kjerner, og etterlot seg deres faste ytre bark og et hult indre. Det er innenfor disse uthulede stubbene at dyrerester ble fanget og beskyttet i over 300 millioner år, og hvor vi finner dem i dag.
Nye funn
Betydelige fossile funn ved Joggins er få og langt mellom. Men det er det enestående potensialet til den neste store oppdagelsen som får meg til å komme tilbake til stedet år etter år. Og vi har kanskje den beste sjansen for den neste store oppdagelsen.
Etter en 15-årig samarbeidsinnsats mellom Nova Scotia-museet, Saint Mary's University, den Nova Scotianske geologen John Calder, Joggins Fossil Institute og Joggins innfødte Brian Hebert, en ny samling av gigantiske fossiltrær - som representerer den største samlingen samlet siden nettstedet ble oppdaget - er klart for friske øyne.
Trelignende bregner hulket ut da de døde, og eldgamle dyr krøp inni der de ble bevart i hundrevis av millioner av år. (Hillary Maddin, forfatter gitt) I løpet av de neste årene vil nøye manuelle forberedelser avsløre ørsmå nye bein, en etter en. Det som gjør det nyoppdagede materialet så spesielt, er at det ble samlet fra lag lavere i Joggins-delen enn noe tidligere materiale. Fossilene i vil bli de tidligste registreringene av dyr som vi anerkjenner som medlemmer av grupper av dyr som fremdeles lever i dag - amfibier, krypdyr og pattedyr - og mange som nå er utdødd. Vi vil se for første gang hvordan disse trailblazers så ut, og hvor mange forskjellige typer som var til stede i denne tidlige fasen av tetrapod-evolusjonen.
Tetrapod Evolution
Disse dyrene vil lære oss mange nye ting om en av de viktigste fasene i tetrapod-evolusjonen: etableringen av de første landlige, virveldyrsamfunnene. Vi vil analysere deres anatomi og gjennom sammenligning med levende dyr, lære om hva disse dyrene kan ha gjort da de var i live.
Vi kan for eksempel undersøke tilstanden til tennene deres for å lære om hva de kunne ha spist. Med eksplosjonen av landplanter på den tiden, kan vi se hvor lang tid det tok før dyr ble urteaktige, og hvordan deres strategier kan være like eller alternativt helt annerledes enn i dagens planteetere.
Vi kan også undersøke beinene deres for å lære om hva slags aktiviteter de gjorde i disse nye miljøene. Vi ser bevis på litt yngre karbonholdige lokaliteter at dyr allerede hadde begynt å diversifisere økologisk. Vi ser de første gravende dyrene og noen muligens arboreale dyr (dyr som tilbringer mesteparten av livet sitt i trær).
Var dyrene på Joggins allerede i gang med disse tingene? I så fall ville vi lære at det tok relativt lite tid for dyr å utnytte de mange aspektene av deres nye miljø. Hvis ikke, da vil det se ut som om det tok litt tid for disse trailblazers å få fotfeste i det jordiske riket.
Fossiliferous beach at Joggins Fossil Cliffs, Nova Scotia, Canada. (Shutterstock) Sammen vil disse funnene og nye analysene revidere vår forståelse av karbonperioden. Vi vil ikke lenger tenke på det som en kjedelig, stillestående sump fylt med uspesialiserte skapninger.
Nå dukker et nytt bilde opp, et av et dynamisk miljø som raskt fylte opp med dyr med mange nye tilpasninger og evner.
Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation.
Hillary Maddin, vertebrate-paleontolog, adjunkt, Carleton University
