McGraths Flat : แหล่งฟอสซิลแห่งใหม่ใน " Dead heart " ของออสเตรเลีย

กระทู้คำถาม

ธรณีวิทยา ชีววิทยา อนุรักษ์สิ่งแวดล้อม หน้าต่างโลก

ฟอสซิลแมงมุมที่พบในแหล่งฟอสซิลแห่งใหม่ (c) Michael Frese

ซากดึกดำบรรพ์ทุกชิ้นของพืชและสัตว์ต่าง ๆ ให้มุมมองโลกในอดีตที่มักจะแตกต่างไปจากที่เราเห็นในทุกวันนี้ น่าเสียดายที่ฟอสซิลส่วนใหญ่รักษาไว้เฉพาะส่วนของร่างกายที่แข็ง เช่น เปลือก กระดูก และฟัน ที่สำคัญนักบรรพชีวินวิทยายังคงมีคำถามมากมายเกี่ยวกับลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีส่วนที่แข็ง และแม้ว่ากระดูกหรือส่วนแข็งอื่นๆ จะไม่สูญสลาย แต่การสร้างเนื้อเยื่ออ่อนขึ้นใหม่ก็เป็นความท้าทายอย่างมาก

โชคดีที่มีข้อยกเว้นบางประการ แหล่งฟอสซิลจำนวนหนึ่งทั่วโลกช่วยรักษาเนื้อเยื่ออ่อนของสิ่งมีชีวิต ไซต์เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการศึกษาว่าชีวิตเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป พวกมันมีความสำคัญมากจนนักบรรพชีวินวิทยามีคำศัพท์พิเศษให้ นั่นคือ “ Konservat-Lagerstätten ” (หมายถึงร่างกายที่สมบูรณ์หรือชิ้นส่วนที่มียังคงมีเนื้อเยื่ออ่อน)

เมื่อวันที่ 7 ม.ค. 2022 ที่ผ่านมา มีผลการวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Science Advances ระบุว่า ทีมนักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรเลีย

และทีมนานาชาติที่นำโดยพิพิธภัณฑ์ออสเตรเลีย(AM) และนักบรรพชีวินวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยนิวเซาท์เวลส์ (UNSW) Dr.Matthew McCurry และ Dr.Michael Frese แห่งมหาวิทยาลัยแคนเบอร์รา ได้ค้นพบ Konservat-Lagerstätte ดังกล่าวในแหล่งฟอสซิลใหม่ที่สำคัญในเมือง New South Wales ประเทศออสเตรเลีย ซึ่งมีตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของสัตว์และพืชที่เป็นซากดึกดำบรรพ์จากยุค Miocene

sawfly ตัวนี้อาศัยอยู่ในพื้นที่ทางตะวันออกเฉียงใต้ของออสเตรเลียเมื่อ 16 - 11 ล้านปีก่อน

และเกสรดอกไม้ก็ยังคงอยู่บนหัวของมัน ซึ่งเป็นภาพชีวิตในป่าฝนดึกดำบรรพ์โบราณ Cr.MICHAEL FRESE

Cr.https://www.nationalgeographic.com/science/article/see-the-spectacular-fossils-from-a-newly-discovered-prehistoric-rainforest

แหล่งฟอสซิลแห่งใหม่มีชื่อว่า McGraths Flat ตั้งอยู่ในทุ่งหญ้า Central Tablelands รัฐ NSW ใกล้เมือง Gulgong เป็นตัวแทนของแหล่งฟอสซิลเพียงไม่กี่แห่งในออสเตรเลียที่สามารถจัดเป็น Lagerstätte (ไซต์ที่มีฟอสซิลคุณภาพพิเศษ) ที่นี่ นักบรรพชีวินวิทยาได้พบหลักฐานใหม่เกี่ยวกับความอุดมสมบูรณ์ของชีวิต แหล่งฟอสซิลแห่งใหม่สามารถอธิบายได้อย่างเหมาะสมว่า "พิเศษ" เนื่องจากมีฟอสซิลของแมงมุม แมลง ปลา พืช และแม้แต่ขนนก ซึ่งมีอายุย้อนไปถึงยุคไมโอซีนเมื่อ 11 ถึง 16 ล้านปีก่อน และมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจประวัติศาสตร์ของทวีปออสเตรเลีย

McGraths Flat ถูกพบครั้งแรกในปี 2017 ตั้งตามชื่อ Nigel McGrath ผู้ค้นพบฟอสซิลกลุ่มแรกในพื้นที่ มันให้ข้อมูลเชิงลึกอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนเกี่ยวกับช่วงเวลาดังกล่าวในบริเวณนี้ที่เคยเป็นป่าฝนครอบคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของออสเตรเลียซึ่งมีอากาศอบอุ่นและอุดมสมบูรณ์ ในช่วงสามปีที่ผ่านมา McCurry Frese และทีมนักวิจัยได้แอบขุดค้นและวิเคราะห์ McGraths Flat เพื่อค้นหาตัวอย่างหลายพันชนิดมาวิเคราะห์ ซึ่งเพียงแค่ตัวอย่างในจุดเดียวก็ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สร้างภาพที่มีรายละเอียดอย่างไม่น่าเชื่อของระบบนิเวศที่ไม่ค่อยมีคนรู้จัก จากช่วงที่เรียกว่าช่วง mid-Miocene ก่อนที่ทวีปจะแห้งไปจนเป็นอย่างในปัจจุบัน

McCurry กล่าวว่า ซากดึกดำบรรพ์จำนวนมากที่ค้นพบนั้นเป็นของใหม่สำหรับวิทยาศาสตร์ รวมถึงแมงมุมประตูกล จั๊กจั่นยักษ์ ตัวต่อ และปลาหลาหลายชนิด จนถึงตอนนี้ ยากที่จะบอกได้ว่าระบบนิเวศโบราณเหล่านี้เป็นอย่างไร แต่มีระดับการอนุรักษ์ที่ยอดเยี่ยม หมายความว่าแม้แต่สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่เปราะบางเช่นแมลง ก็กลายเป็นฟอสซิลที่ได้รับการเก็บรักษาไว้อย่างดี โดยในสองตารางเมตรของการขุดแต่ละครั้ง รวบรวมตัวอย่างได้ประมาณ 2,000 ตัวอย่าง

ฟอสซิลได้รับการเก็บรักษาไว้อย่างดีจนนักวิทยาศาสตร์สามารถระบุได้ว่าปลากินอะไรเมื่อ 15 ล้านปีก่อน

Cr.AAP: Australian Museum, Salty Dingo

ยิ่งทีมวิจัยวิเคราะห์สถานที่นี้มากเท่าไหร่ พวกเขาก็ยิ่งตระหนักว่ารูปแบบการอนุรักษ์นั้นมีความพิเศษมาก สิ่งมีชีวิตที่ได้รับการเก็บรักษาไว้แม้แต่เนื้อเยื่ออ่อน และโครงสร้างย่อยของเซลล์ที่สามารถสร้างขึ้นได้ในฟอสซิลบางชนิดนั้น ทั้งหมดถูกฝังอยู่ในชั้นแร่เหล็กออกไซด์ที่ละเอียดมากที่เรียกว่า goethite แม้จะเคยพบฟอสซิลในหินประเภทนี้มาก่อน แต่คุณภาพของตัวอย่าง McGraths Flat นั้นโดดเด่นที่สุด

Frese เสริมว่าฟอสซิลหายากประเภทฟอสซิลที่ McGraths Flat วิเคราะห์ได้ง่ายเป็นพิเศษด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) ซึ่งเป็นกล้องจุลทรรศน์ที่ทรงพลังที่สุดบางตัวที่มี โดยทั่วไปตัวอย่างที่วางอยู่ใต้ SEM จะต้องเคลือบด้วยทองหรือแพลตตินั่มบางๆ ซึ่งอาจจำกัดการวิจัยในอนาคตเกี่ยวกับตัวอย่างเหล่านั้น แต่ฟอสซิล McGraths Flat นั้นอุดมไปด้วยธาตุเหล็กและเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอยู่แล้ว สามารถวางไว้ใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้โดยตรงโดยไม่ต้องเตรียมการเพิ่มเติมใดๆ

จากการวิเคราะห์ มีการค้นพบที่น่าอัศจรรย์บางอย่างของฟอสซิลที่เล็กที่สุดคือสามารถเห็นถุงของเม็ดสีเมลานิน ซึ่งรูปร่างของมันบ่งบอกว่าขนอาจมีสีเข้มหรือมีสีรุ้ง, เกล็ดสร้างเม็ดสีที่หลุดออกจากปีกของผีเสื้อเมื่อ 11 ล้านปีก่อน, เมลานินที่เก็บรักษาไว้ในดวงตาของฟอสซิลปลาและเมนูเมื่อ 15 ล้านปีก่อนในกระเพาะของปลาที่สามารถระบุได้ รวมถึงตัวอย่างละอองเรณูของสายพันธุ์พืชที่เก็บรักษาไว้บนร่างของแมลง โดยฟอสซิลเหล่านี้อาจมีร่องรอยของสิ่งที่รอเราอยู่ในอนาคต

ใบไม้ฟอสซิลที่พบในหินที่อุดมด้วยธาตุเหล็กของไซต์ ที่ช่วยให้ทีมประเมินสภาพอากาศของพื้นที่ในอดีตได้

Cr. Salty Dingo/Courtesy of the Australian Museum

นอกจากนี้ เมื่อนักวิจัยวิเคราะห์ละอองเรณูในกลุ่มฟอสซิลพบว่า ป่าฝน McGraths Flat ถูกบุกรุกโดยพื้นที่ภูมิอากาศที่แห้งแล้ง เป็นไปได้ว่าในช่วงยุค Miocene อุณหภูมิโลกเริ่มสูงขึ้น และอาจเป็นช่วงเวลาที่ทวีปออสเตรเลียเริ่มเปลี่ยนจากเขียวชอุ่มเป็นแห้งแล้ง

ความคิดในปัจจุบันของทีมคือ McGraths Flat เคยเป็นทะเลสาบ Oxbow ที่ก่อตัวขึ้นเมื่อส่วนหนึ่งของแม่น้ำคดเคี้ยวถูกตัดขาด ส่วนใหญ่แล้วทะเลสาบ
จะค่อนข้างสงบ โดยมีระดับออกซิเจนต่ำและมีนักล่าเพียงไม่กี่ราย แต่เมื่อพิจารณาจากฟอสซิลปลาที่มากกว่าหนึ่งโหลที่เก็บกู้มาจากพื้นที่จนถึงตอนนี้ และสัตว์ในแม่น้ำอื่นๆ พวกมันอาจถูกซัดลงไปในทะเลสาบเป็นระยะๆ ในตอนที่แม่น้ำใกล้เคียงท่วมท้น McCurry และ Frese ยังสงสัยว่าธาตุเหล็กจาก
แหล่งหินบะซอลต์ที่อยู่ใกล้เคียงก็อาจละลายลงไปในน้ำที่ไหลผ่านหินที่ผุกร่อน ลงไปจนถึงชั้นน้ำบาดาลข้างใต้และในที่สุดก็เข้าสู่ทะเลสาบ

ขณะนี้ทั้ง McCurry และ Frese บอกว่ายังมีงานอีกมากที่ต้องทำเพื่อทดสอบสมมุติฐานของพวกเขา เช่นเดียวกับการวิเคราะห์ขุมสมบัติของฟอสซิลที่พบ โดยกำลังพยายามปรับแต่งการประมาณอายุของซากดึกดำบรรพ์อย่างกระตือรือร้น เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่า McGraths Flat เปลี่ยนจากป่าฝนเขตร้อนให้กลายเป็นป่าไม้แห้งได้อย่างไร ซึ่งอาจให้เบาะแสเกี่ยวกับวิธีที่ป่าฝนอาจตอบสนองต่อสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงในปัจจุบันได้

ละอองเรณูของพืช Nothofagus จากฟอสซิล McGraths Flat

ถ่ายโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดภาคสนามแบบปรับแรงดันได้ FEI QUANTA 650F

Cr.ภาพ A/PROF. MICHAEL FRESE มหาวิทยาลัยแคนเบอร์รา

Central Tablelands นั้นอยู่ห่างจาก Gulgong ทางตะวันออกเฉียงเหนือราว 25 กม. ซึ่งเป็นเมืองตื่นทองในยุคศตวรรษที่ 19 และอยู่ห่างจาก Talbragar แหล่งฟอสซิลที่สำคัญในยุคจูราสสิคอีกแห่งของออสเตรเลีย แต่ที่นี่เปิดหน้าต่างสู่ยุค Miocene ซึ่งเป็นช่วงเวลาแห่งการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในออสเตรเลียเมื่อทวีปเคลื่อนตัวไปทางเหนือ

เมื่อยุค Miocene เริ่มต้นขึ้นเมื่อ 23 ล้านปีก่อน ออสเตรเลียอุดมไปด้วยพืชและสัตว์ที่หลากหลาย เพียงเพราะการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างกะทันหันจนทำให้เกิดการสูญพันธุ์อย่างกว้างขวางเมื่อประมาณ 14 ล้านปีก่อน นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการค้นพบนี้เป็นกรณีศึกษาที่สำคัญในการค้นหาว่าสปีชีส์ใดบ้างที่สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป และชนิดใดที่สูญพันธุ์

ศาสตราจารย์ David Cantrill ผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์ของ Royal Botanic Gardens Victoria กล่าวว่า ซากดึกดำบรรพ์ของพืช McGraths Flat ช่วยให้เรามองเห็นพืชพรรณและระบบนิเวศของโลกที่ร้อนขึ้นได้ในอนาคต สำหรับซากดึกดำบรรพ์ จะถูกเก็บไว้ในคอลเล็กชันบรรพชีวินวิทยาของพิพิธภัณฑ์ออสเตรเลีย เพื่อให้สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้