Todellisia merihirviöitä: Petoeläin X:n metsästys

Kirjoittanut James O’Donoghue

Joka kesä norjalaisen Oslon yliopiston tutkijaryhmä lähtee metsästämään merihirviöitä Huippuvuorten saarella. Heillä on mukanaan aseet siltä varalta, että heitä uhkaa maailman suurin elävä maaeläin, jääkarhu. Mutta he eivät ole karhujen perässä. He etsivät paljon suurempaa saalista, pelottavimpia petoeläimiä, jotka ovat koskaan eläneet.

Siirtykää 150 miljoonaa vuotta taaksepäin, ja Piikkiötä peitti viileä, matala meri, jossa kuhisi merellisiä matelijoita. Olennot kuolivat sukupuuttoon, ja niiden fossiileista tuli osa luita täynnä olevaa saarta. Missään muualla maailmassa ei löydy yhtä paljon merellisiä matelijoita samasta paikasta.

Muutaman lyhyen viikon ajan aurinko ei koskaan laske ja lämpötila nousee juuri ja juuri pakkasen yläpuolelle. Tietäen, että ennen pitkää maa jäätyy, tutkijat kaivavat hullun lailla. ”Tämä on kuin kultaryntäys, niin paljon fossiileja odottaa löytymistään”, sanoo ryhmän johtaja Jørn Hurum. ”Alue on täynnä luurankoja. Juuri nyt kun puhumme, siellä on luultavasti yli 1000 luurankoa sään vaikutuksesta.”

Hurumin arktiset löydöt ovat osa huomattavaa renessanssia, joka on herättänyt kiinnostuksen mesotsooisen aikakauden, 251-65 miljoonaa vuotta sitten eläneisiin merieläinten matelijoihin – mukaan lukien tällä viikolla julkistettu ilmoitus uudesta kolossaalisesta merieläimestä, joka on löydetty Etelä-Englannissa sijaitsevan Dorsetin Dorsetissa sijaitsevalta ”jura-ajan rannikolta”. Tiedämme nyt tästä eläinryhmästä enemmän kuin koskaan aikaisemmin.

Meressä elävät matelijat kuuluivat ensimmäisiin tieteen tuntemiin selkärankaisten fossiileihin, ja ne olivat avainasemassa evoluutioteorian kehittämisessä. 1700-luvun lopulla Alankomaiden Maastrichtissa sijaitsevasta kaivoksesta löydettiin liskon kaltaisen pedon massiiviset leuat. Myöhemmin Mosasaurukseksi nimetty otus auttoi vakuuttamaan tiedemiehiä siitä, että eläimet saattoivat kuolla sukupuuttoon, mikä oli aikanaan radikaali ajatus. Legendaarisen fossiilienmetsästäjän Mary Anningin 1800-luvun alussa Lyme Bayn lähistöltä Lounais-Englannissa löytämät iktyosaurukset ja plesiosaurukset auttoivat luomaan paleontologian tieteenalan. Merieläinten matelijat kuuluivat 1800-luvun alkupuoliskon parhaiten ymmärrettyihin sukupuuttoon kuolleisiin olentoihin, ja niillä oli merkittävä rooli Darwinin evoluutioteoriaa ruokkineessa älyllisessä keskustelussa.

Mutta ne häipyivät näkyvistä, kun niiden maalla elävät sukulaiset siirtyivät keskeiseen asemaan. Kesti lähes vuosisadan, ennen kuin meriliskojen tutkimus pääsi dinosaurusten varjosta. ”Tutkijat luulivat tietävänsä kaiken tarvittavan”, sanoo plesiosaurusasiantuntija Leslie Noè Birminghamissa Yhdistyneessä kuningaskunnassa sijaitsevasta Thinktank-museosta. ”Ajatuksena oli, että niitä ei kannata tutkia. Kukaan ei sanoisi niin nyt. Ymmärryksemme merieläinten matelijoista on nyt ilmiömäisesti suurempi kuin vielä 10 vuotta sitten.”

Nykyaikana merieläinten matelijoita on vähän: suolaisen veden krokotiilit, kilpikonnat ja merikäärmeet ovat rannikkovesien harvinaisuuksia. Mesotsooisen kauden jäättömässä kasvihuoneessa matelijat kuitenkin risteilivät valtamerissä navalta toiselle ja miehittivät ekologisia rooleja, joita nykyään suurelta osin täyttävät valaat, delfiinit, pyöriäiset, hylkeet ja jopa hait.

Samoin kuin nykyiset merinisäkkäät, myös merieläinten matelijat kehittyivät maalla elävistä esivanhemmista ja olivat ilmaa hengittäviä. Niille se oli todellinen paluu veteen. Matelijat kehittyivät noin 300 miljoonaa vuotta sitten sammakkoeläinten kaltaisista esi-isistä, joiden piti munia veteen. Matelijat sen sijaan viihtyvät kuumissa ja kuivissa ympäristöissä.

Ensimmäisiä, jotka palasivat takaisin, olivat mesosaurukset noin 280 miljoonaa vuotta sitten. Ne olivat täysin vesieläimiä, joilla oli pitkät, ohuet vartalot, verkkojalat ja hampaita täynnä olevat leuat. Ne katosivat vain muutamaa miljoonaa vuotta myöhemmin jättämättä jälkeensä yhtään tunnettua jälkeläistä.

Vain permikautisen joukkosukupuuton jälkeen 251 miljoonaa vuotta sitten alkoi matelijoiden täysimittainen invaasio. Uhanalainen sukupuuttoon kuoleminen oli maailman kaikkien aikojen suurin elämästä tehty tyhjennys, ja merieliöstö kärsi siitä erityisen pahasti: 19 merilajia 20:stä kuoli sukupuuttoon.

Lentäjät

Tyhjentyneet meret olivat kypsiä kolonisaatiolle, ja matelijat olivat hyvissä asemissa hyödyntääkseen sen. Lämpötilat olivat useita asteita nykyistä lämpimämpiä, mikä sopi kylmäverisille matelijoille erittäin hyvin. Koska ne hengittivät ilmaa, ne pystyivät viihtymään permikauden jälkeisen maailman vähähappisissa vesissä, joissa kalat kamppailivat selviytyäkseen. Suuria petokaloja oli myös vähän.

Mesotsooisen kauden aikana kehittyi monia merieläinten matelijatyyppejä, mutta neljä erottuu joukosta runsautensa, valta-asemansa ja maailmanlaajuisen levinneisyytensä vuoksi: ihtyosaurukset, plesiosaurukset, pliosaurukset ja mosasaurukset. Kaikki neljä ryhmää olivat petoeläimiä, ja niihin kuului aikansa parhaita merisaalistajia. Jotkut lajit saavuttivat todella valtavan koon.

Yksi niiden menestyksen avaintekijä oli elävänä syntymisen eli viviparyn kehittyminen. Saksan Holzmadenin louhoksesta löytyneiden hyvin säilyneiden fossiilien ansiosta on jo vuosikymmeniä tiedetty, että iktyosaurukset lisääntyivät tällä tavoin. Yksi hieno näyte, joka on nyt Stuttgartin luonnonhistoriallisessa valtionmuseossa, vangitsee ichtyosauruksen synnytyksen aikana, mikä näkyy näyttävästi myös alla olevassa kiinalaisessa fossiilissa.

Viviparya nähtiin luultavasti kaikilla suurilla merieläimenä elävillä matelijoilla. Vuonna 2001 Mike Caldwell Albertan yliopistosta Kanadasta tutki mosasaurusfossiilia Triesten luonnonhistoriallisessa museossa Italiassa. ”Heti kun avasin laatikon, tiesin, että kyseessä oli tärkeä löytö. Edessäni oli mosasaurus, jolla oli alkioita – sen vatsassa oli rivissä aikuisten pikkuruisia versioita”, hän sanoo.

Vuonna 2004 tuli todisteita siitä, että myös plesiosaurusten esi-isäryhmä, keichousaurukset, synnytti eläviä poikasia. Tämän seurauksena tutkijat ajattelevat nyt, että myös plesiosaurusten on täytynyt olla elävänä syntyviä (Nature, vol 432, s. 383). ”Elävänä syntymisen ansiosta voi kasvaa paljon isommaksi, koska ei tarvitse tulla matalaan veteen tai päästä maalle munimaan”, Caldwell sanoo. ”Jos voit synnyttää vedessä, voit kolonisoida planeetan valtameret.” (Proceedings of the Royal Society of London B, vol 268, s. 2397).

Ensimmäinen suuri menestystarina olivat iktyosaurukset, jotka esiintyvät fossiilirekisterissä noin 245 miljoonaa vuotta sitten. Varhaiset iktyosaurukset olivat ankeriaan kaltaisia olentoja, jotka pysyttelivät lähellä rantaa, mutta seuraavien 40 miljoonan vuoden aikana ne kehittyivät virtaviivaisiksi, delfiininmuotoisiksi risteilijöiksi, jotka kiersivät avoimia valtameriä, kertoo iktyosaurusten asiantuntija Ryosuke Motani Kalifornian yliopistosta Davisista (Nature, vol. 382, s. 347).

Joistakin sukulinjoista kehkeytyi suurimpia koskaan eläneitä merellisiä matelijoita. Vuonna 2004 Kanadan Drumhellerissa sijaitsevan Royal Tyrrell Museumin Elizabeth Nichollsin johtama ryhmä kaivoi Brittiläisessä Kolumbiassa sijaitsevista 210 miljoonaa vuotta vanhoista kivistä hirviömäisen iktyosauruksen. Shonisaurus oli 21 metriä pitkä ja yhtä suuri kuin valas, joka on maailman toiseksi suurin elävä eläin. ”Jos delfiini puhalletaan suuremmaksi ja siitä tehdään laihempi, Shonisaurus näytti luultavasti juuri siltä”, sanoo Motani, joka kuului kaivausryhmään (Journal of Vertebrate Paleontology, vol 24, s. 838). Fragmentaariset jäänteet viittaavat siihen, että vielä suurempia iktyosauruksia oli olemassa tuohon aikaan.

Jurakauden alkaessa 200 miljoonaa vuotta sitten jättiläisten rinnalle tulivat pienemmät, nopeammat risteilijät. Vuonna 2002 Motani arvioi, että 180 miljoonaa vuotta vanhalla Euroopasta peräisin olevalla ihtyosauruksella Stenopterygiuksella (Stenopterygius) oli matkanopeus, joka oli verrattavissa tonnikaloihin, jotka ovat elävistä kaloista nopeinta (Paleobiology, vol. 28, s. 251).

Jurakausi oli ihtyosaurusten kulta-aikaa. Niitä esiintyi runsaammin kuin mitään muuta merieläinlajia, ja ne olivat ensimmäinen ryhmä, joka valloitti valtamerten syvyydet, kuten Motani osoitti tutkimalla niiden silmien optisia ominaisuuksia.

Yleisesti silmien koko ja ruumiin koko korreloivat läheisesti keskenään selkärankaisilla eläimillä: sinivalaat ovat suurimpia eläviä selkärankaisista, ja niillä on suurimmat silmät, halkaisijaltaan 15 senttimetriä.

Monet ihtyosaurukset poikkesivat tuosta trendistä. ”Ichthyosaurusten silmät olivat suurimmat kaikista selkärankaisista”, Motani sanoo. Esimerkiksi 4 metriä pitkällä Ophthalmosauruksella oli 23 senttimetrin läpimittaiset, frisbeen kokoiset silmät, kun taas 9-metrisen Temnodontosauruksen silmät olivat 26 senttimetriä. Elävistä olennoista vain syvänmeren jättiläiskalmarilla on vastaavan kokoiset silmät. Motani väittää, että jättimäiset silmät olivat sopeutuminen 500 metrin syvyyteen tai syvemmälle sukeltamiseen kalmarin ja muiden pääjalkaisten, kuten nykyään sukupuuttoon kuolleiden belemniittien, metsästämiseksi.

Montani arvioi ihtyosaurusten silmien näöntarkkuuden laskemalla niiden valonkeruukyvyn koon ja polttovälin perusteella. Hän päätteli, että ne olivat herkemmät kuin tyypillisellä yöllä elävällä nisäkkäällä. ”500 metrin syvyydessä ihminen ei näkisi mitään, mutta ihtyosaurus olisi pystynyt näkemään liikkuvia kohteita”, hän sanoo (Nature, vol 402, s. 747).

Jurakauden alussa ihtyosaurusten rinnalle tulivat plesiosaurukset ja pliosaurukset, jotka kukoistivat aina liitukauden loppuun asti noin 65 miljoonaa vuotta sitten. Ne olivat läheistä sukua, vaikka eivät näyttäneetkään siltä: plesiosauruksilla oli pitkä kaula, pieni pää ja siro vartalo, kun taas pliosauruksilla oli massiivinen vartalo, lyhyt kaula ja suuri pää. Molemmat uivat käyttämällä kahta suurta melaparia.

Plesiosaurusten biologiassa keskeistä olivat niiden pitkät kaulat, jotka ääritapauksissa saattoivat olla pidemmät kuin muu vartalo ja häntä yhteensä. Elasmosauruksen kaulassa on 72 nikamaa, enemmän kuin minkään muun tuntemamme eläimen kaulassa. ”Pitkäniskaiset merieläimet katosivat plesiosaurusten sukupuuttoon kuolemisen myötä. Sitä elämäntapaa ei vain ole enää olemassa”, Noè sanoo. Silti pitkät kaulat olivat olennainen osa plesiosaurusten menestystarinaa.

Ehkä ne käyttivät pitkiä kaulojaan hiipimällä taivaalle piirtyvien kalaparvien alle, ehdottaa meriselkärankaisten asiantuntija Mike Everhart Sternbergin luonnonhistoriallisesta museosta Haysissa, Kansasissa. ”Plesiosaurus olisi lähestynyt kuolleesta kulmasta, sillä kalat eivät näe hyvin alta tai takaa. Sitten se nappaa sen, mitä se voi, ennen kuin parvi hälyttää.” Koska plesiosaurusten vatsan sisältö osoittaa, että kalat olivat tärkein saaliseläin, tämä selitys on laajalti hyväksytty.

Noè on kuitenkin hiljattain esittänyt, että ne olivat pohjansyöjiä. Tämän skenaarion mukaan plesiosauruksen tappihampainen pää penkoi saalista merenpohjasta, kun sen vartalo kellui yläpuolella (Journal of Vertebrate Paleontology, vol 26, s 105A). Tukea tälle ajatukselle saatiin vuonna 2005 Australiassa Queenslandissa tehdystä löydöstä, jossa Colin McHenry Newcastlen yliopistosta New South Walesissa löysi plesiosauruksen mahat täynnä merenpohjan selkärangattomia eläimiä (Science, vol 310, s. 75). McHenry uskoo, että molemmat selitykset ovat oikeita. ”Pitkä kaula on fantastinen yleissyöttömekanismi. Sen avulla voi ajelehtia pohjaa pitkin ja poimia kiinnostavia paloja, mutta se antaa myös ketteryyttä kalojen ja kalmarien pyydystämiseen”, hän sanoo.

Vaikka plesiosaurukset saattoivat saavuttaa 14 metrin pituuden, suuren osan niiden pituudesta vei kaula. Kaiken kaikkiaan ne jäivät kääpiöiksi sukulaisilleen pliosauruksille, jotka olivat mesotsooisten merien kiistattomia huippupetoja.

Kovin suurimman pliosauruksen henkilöllisyydestä kiistellään jonkin verran, mutta Pliosaurus lienee lähellä. Se tunnetaan Britannian Oxfordshirestä löydetystä 3-metrisestä leuasta, ja Noè arvioi sen olleen jopa 18 metriä pitkä. ”Sen hammaskuoppien sisään voisi laittaa käden, ne ovat niin valtavat”, sanoo Noè, joka kuvasi yksilön vuonna 2004 (Proceedings of the Geologists’ Association, vol 115, s. 13). Hän arvioi, että se painoi jopa 30 tonnia. Vertailun vuoksi täysikasvuinen T. rex oli vaivaiset 7 tonnia.

Hurum on löytänyt Spitsbergeniltä samankokoisten pliosaurusten fragmentteja, joista kaksi – lempinimeltään ”peto X” ja ”hirviö” – saattoi olla jopa 15 metriä pitkiä. Tällä viikolla julkistetun valtavan brittiläisen pliosauruksen leuka oli noin 2,4 metriä pitkä, joten se oli samassa luokassa kuin Predator X. Se ei kuitenkaan todennäköisesti ollut yhtä suuri kuin itse Pliosaurus.

Ne olivat paitsi valtavia, myös pelottavia. 100 miljoonaa vuotta sitten eläneen 11-metrisen australialaisen pliosauruksen, Kronosauruksen, mahansisältö paljastaa McHenryn vielä julkaisemattoman tutkimuksen mukaan, että se söi plesiosauruksia. Vertailut eläviin krokotiileihin viittaavat siihen, että Kronosauruksella oli paljon voimakkaampi purema kuin olisi odotettavissa eläimeltä, jolla oli niin pitkä kuono.

Tuntemattomista syistä iktyosaurukset ja suuret pliosaurukset olivat kuolleet sukupuuttoon 90 miljoonaa vuotta sitten, mutta ei kestänyt kauan, ennen kuin niiden ekologiset roolit tulivat uudelleen täytetyiksi.

Plesiosaurukset olivat uusi merieläinten matelijalaji, joka haaraantui monitori- eli tarkkailuliskojen linjasta. Mosasaurusten tuntemus juontaa juurensa Mosasauruksen löytämiseen, ja niiden fossiilitiedot ovat täydellisemmät kuin muiden merieläinten matelijoiden. Ainutlaatuista on, että tiedämme myös sukupuun tyvestä löytyviä puoli-vesisiä siirtymämuotoja.

Tästä ”puuttuvasta linkistä” ehkä paras on 98 miljoonaa vuotta vanha Haasiasaurus, joka löydettiin Ramallahin läheltä Palestiinan Länsirannalta. ”Haasiasaurus pystyi liikkumaan maalla yhtä helposti kuin vedessä”, sanoo Mike Polcyn Southern Methodist -yliopistosta Teksasin Dallasista, joka kuvasi lajin vuonna 1999 (National Science Museum, Tokyo, Monographs, no 15, s. 259).

Nämä varhaiset mosasaurukset kehittyivät täysin merihenkisiksi muodoiksi, jotka saattoivat olla jopa 15 metriä pitkiä. Merihirviöiden lopullinen evolutiivinen säteily oli alkanut, ja kilpailu oli kovaa. ”Mosasaurukset joutuivat rajuihin taisteluihin keskenään”, Everhart sanoo. ”Olen nähnyt murtuneita luita, murskattuja kalloja ja valtavia puremajälkiä.” Hänen vuonna 2008 tutkimansa Kansasista peräisin oleva 5-metrinen tylosaurus kuoli massiiviseen päähän kohdistuneeseen puremaan. Everhartin mukaan ainoa eläin, joka pystyi aiheuttamaan tällaisen vamman, oli suurempi mosasaurus (Transactions of the Kansas Academy of Sciences, vol 111, s. 251).

”Ne joutuivat rajuihin tappeluihin. Olen nähnyt murtuneita luita, murskattuja kalloja ja valtavia puremajälkiä.”

Aivan viimeisimmät mosasaurukset osoittivat mielenkiintoisen evoluutiotrendin. ”Alkukantaiset mosasaurukset olivat hoikkia otuksia, jotka heiluttelivat vartaloaan kuin ankeriaat”, kertoo Johan Lindgren Lundin yliopistosta Ruotsista. ”Ajan myötä ne jäykistivät vartaloaan ja uivat lopulta vain hännällään, kuten hait.” Prosessi huipentui Plotosaurukseen, joka on kehittynein tuntemamme mosasaurus. Hämmästyttävänä esimerkkinä konvergentista evoluutiosta Plotosaurus oli kehittänyt ruumiinmuodon, joka lähestyi iktyosaurusten ruumiinmuotoa (Lethaia, vol 40, s. 153).

Ainoastaan viimeisimmältä liitukaudelta tunnettu 8-metrinen Plotosaurus antaa viitteitä siitä, miten mosasaurukset olisivat kehittyneet – elleivät ne olisi kuolleet sukupuuttoon.

Viime liitukauden lopulla mosasaurukset, plesiosaurukset ja pliosaurukset liittyivät dinosaurusten joukkoon toisen joukkosukupuuton nimenhuudossa. ”Suuret merihyönteiset olivat pitkän ravintoketjun huipulla, joka romahti 65 miljoonaa vuotta sitten. Ravinto ei enää riittänyt pitämään niitä hengissä”, Noè sanoo.

Merihirviöiden aika oli koittanut. Mutta tyhjiö odotti täyttymistä, ja 10 miljoonaa vuotta myöhemmin Pakicetus, lihansyöjänisäkäs, joka näytti hieman sudelta, pulahti varovasti veteen. Meren valloitus oli jälleen alkanut. Mutta se on toinen tarina.

Editorial: Merihirviöiden vastustamaton vetovoima

Lisää näistä aiheista:

• dinosaurukset