Prekambrium 4600 – 542 millioner år

Prekambrium 4600 – 542 millioner år

Gjennom denne mer enn fire milliarder år lange perioden gjennomgikk Jorden dramatiske fysiske forandringer og utviklingen av livsformer skjøt etter hvert fart. I starten gikk utviklingen svært langsomt, og det gikk mer enn en milliard år før det ble dannet organismer som vi i dag faktisk kan observere som fossiler med det blotte øye.

«Prekambrium» er tiden før kambrium, dvs. den lange tidsperioden fra Jorden ble dannet for ca 4,6 milliarder år siden til starten på kambrium for 542 millioner år siden. Gjennom denne mer enn fire milliarder år lange perioden gjennomgikk Jorden dramatiske fysiske forandringer og utviklingen av livsformer skjøt etter hvert fart. I starten gikk utviklingen svært langsomt, og det gikk mer enn en milliard år før det ble dannet organismer som vi i dag faktisk kan observere som fossiler med det blotte øye.

Hva er liv?

De eldste tegn på liv som geologene har påvist er fra Vest-Grønland. Karbonrester i form av tynne lag og knoller er funnet i metamorfe bergarter som er 3,8 milliarder år gamle. Karbonet, omtalt som «kjemiske fossiler», er analysert og forskerne mener at isotopsammensetningen i de kompliserte molekylene har en biologisk opprinnelse, kanskje er de dannet av bakterielignende organismer. Pga. omvandlingen (metamorfosen) er de fleste sedimentære strukturene og potensielt synlige fossiler ødelagte i disse eldgamle bergartene.

Stromatolitter

De første fossilene vi kan observere uten mikroskop eller kjemiske instrumenter er stromatolitter. De eldste stromatolittene er kjent fra Australia og i det sørlige Afrika, og er ca. 3,5 milliarder år gamle. I Norge er det funnet stromatolitter i Finnmark som har en alder på opp mot 2,5 milliarder år.

Stromatolitter er lagdelte sedimentære hauger dannet gjennom samspillet mellom cyanobakterier (én-cellete prokaryoter, celler uten ekte cellekjerne) og sediment i vannet. Bakteriehinnene utvikler seg og vokser på sedimentoverflata, mens sedimentpartikler drysser over disse når bølger vasker fram og tilbake. Karbonat (kalk) felles også ut fra vannet og bakes inn i strukturen av bakerier og kalkslam. Bakteriene fotosyntetiserer, dvs. at de med energi fra sola, spalter vann og karbondioksid til oksygen og organisk materiale. Stromatolitter utvikler seg derfor i vanligvis i grunt, varmt sjøvann. I dag kan levende stromatolitter studeres bl.a. i Shark Bay i vestlige Australia. I de senere årene er det også påvist bakterier som har en kjemosyntese, dvs. de henter energi fra bl.a. metan og sulfat, og kan derfor danne grunnlaget for miljøer uten tilstedeværelse av sollys.

Gjennom fotosyntesen omdannes altså karbondioksid og vann til oksygen og karbohydrater (sukkerstoffer). Denne oksygenproduksjonen var grunnleggende for utviklingen av atmosfæren, og for rundt to milliarder år siden regner vi med at oksygeninnholdet var kommet opp mot 15 % av dagens verdi (dvs. bare 3% oksygen i atmosfæren).

Økningen av oksygen i havet førte til oksidering av jern, og det utvinnes jernmalm som er dannet på denne tiden («lagdelte jernforekomster»). Jernforekomstene i Sør-Varanger rett sør for Kirkenes er dannet på denne måten.

Slike lagdelte jernforekomster («banded iron formations») er relativt vanlige i prekambriske avsetninger, men sjeldne i yngre bergarter. Den vanligste forklaringen på disse utfellingene er at jern oppløst i havvann ble felt ut som magnetitt og hematitt da oksygeninnholdet ble høyt nok. Nyere forskning tyder på at også kjemosyntetiserende bakterier kan ha felt ut jern direkte.

Bildene over viser forskjellige ediacara-fossiler

Ediacara-formene døde ut mot slutten av prekambrium, kanskje som en respons på omfattende miljøendringer som disse ikke kunne tilpasse seg. Det er bl.a. funnet beviser for omfattende nedisinger av jordkloden mot slutten av prekambrium. Et dramatisk fall i havets oksygeninnhold kan ha vært en viktig årsak til den utdøingsepisoden som også rammet akritarkene. Mange forskere mener at slike globale istider har vært utløsende faktorer både for utdøinger og utvikling av nye livsformer.

Eukaryoter – organismer med ekte cellekjerne

En stor evolusjonmessig «oppfinnelse» ble gjort for 2,1 milliarder år siden da mer komplekse celler med en avgrenset cellekjerne oppsto. Hos prokaryotene flyter arvestoffet rundt i cellen kun omgitt av cellemembran. Hos eukaryotene er dette samlet i en kjerne omgitt av en kjernemembran. Man antar at de første eukaryotene oppsto ved at én prokaryot celle ble «spist» av en annen eller at de inngikk en symbiose. Dette la grunnlaget for en kjønnet (seksuell) formering, som er en effektiv evolusjonær mekanisme.

De første eukaryotene var mikroskopiske encellete organismer som levde i overflatevannet i det prekambriske havet for rundt 1,8-2,1 milliarder år siden. Det er funnet fossiler av flercellete eukaryoter som er 1,2 milliarder år gamle, men det er sannsynlig at utviklingen av flercellet liv oppsto før den tid. Disse fossilene er små algelignede tråder og filamenter som man bare kan observere i mikroskop under stor forstørring. I slike mikroskop-preparater har man også sett fossilisert celledeling.

For ca 1,5 milliarder år siden fikk bakteriene i vannet konkurranse av andre encellete organismer – akritarker. Disse er 0,01-0,1 millimeter store og har en motstandsdyktig organisk ytre vegg som medvirker til at de ofte blir oppbevart som fossiler. Noen av akritarkene kan ha vært mikroskopiske grønnalger, eller hvilecyster av disse, men de fleste har en ukjent biologisk tilhørighet.

Andrew H. Knoll (Harvard University) har beskrevet fossiler av én- og flercellete organismer (akritarker) fra Svalbards 700-900 millioner år gamle prekambriske bergarter. Derfra er det også kjent velutviklete stromatolitter. Telemarkites – et fossil av en ukjent organisme – beskrevet fra Telemark er av samme alder.

Ediacara-faunaen

Paleontologer hadde gjennom hele 1800-tallet vært på jakt etter fossiler i prekambriske bergarter. Felles for mange av disse gamle bergartene er at de ofte er metamorfe, og opprinnelige spor etter liv har gått tapt. Ofte kan det også være vanskelig å se forskjell på rester etter dyr og planter og uorganiske strukturer. Men på 1940-tallet ble det funnet «strukturer» i 550-630 millioner år gamle bergarter fra Ediacara i Australia. Disse ble etter hvert beskrevet som fossiler tilhørende forskjellige grupper, og de viser en rik formvariasjon med enkle, runde flate former, vifter, bladformer, avlange former, og har også forskjellige typer av symmetri (radiale, bilaterale og tri-radiale). I årene som fulgte er det funnet flotte ediacarafossiler også i Namibia, Storbritannia, i Kvitsjøenområdet i Russland og i Newfoundland. Også i Finnmark er det sedimentære bergarter med ediacarafossiler.

Det har ikke vært mulig å plassere ediacarafossilene i grupper av nålevende dyr, og de skiller seg også helt fra alle de gruppene som utviklet seg i kambrium. Noen tilhørte kanskje nesledyrene (manetdyr), andre var kanskje forløpere for leddyr.

Skrevet av Hans Arne Nakrem

Newer Post
Older Post

COMMENTS

WORDPRESS: 0
X