https://frosthead.com

Rahasia Evolusi di Dalam Lubang Messel

Di tengah-tengah hutan sekitar 20 menit dari kota Darmstadt di Jerman tengah adalah tambang strip yang dinonaktifkan setengah mil lebarnya. Hari ini semak belukar menutupi bagian bawah, di mana jalur tanah berliku melewati kolam air hujan yang dipenuhi ganggang hijau cerah. Sebuah gouge setinggi 200 kaki yang menganga di pedesaan yang berhutan, Pit Messel pada pandangan pertama tampaknya tidak layak dipertahankan, apalagi mengunjungi, tetapi sejak 1995 telah menjadi situs Warisan Dunia Unesco, berkat serangkaian peristiwa malang dimulai sekitar 48 juta tahun yang lalu.

Dunia adalah tempat yang sangat berbeda saat itu, selama periode yang dikenal para ilmuwan sebagai Eosen. Tingkat karbon dioksida di atmosfer lebih tinggi dari hari ini (setidaknya, untuk saat ini), menghasilkan efek rumah kaca dari kenaikan suhu. Di Kutub Utara, buaya raksasa berenang di air hangat di antara pakis. Hutan hujan tropis menutupi Antartika. Bentuk benua sebagian besar akan dikenali, meskipun India masih berada di jalur tabrakan dengan Asia yang akan membentuk Himalaya. Permukaan laut sekitar 150 kaki lebih tinggi dari hari ini, jadi Eropa bukanlah daratan yang terus menerus tetapi kepulauan yang luas.

Tempat yang sekarang ditempati oleh pusat pengunjung Messel Pit yang baru, licin, beton, dan kaca — yang mencakup perjalanan ke masa lalu melalui lubang bor virtual — adalah, di Eosen, di dekat danau yang dalam yang pada puncaknya sekitar dua mil di seberang . Danau itu menjadi perangkap kematian bagi hewan yang tak terhitung jumlahnya, dan geokimia dalam konser dengan jutaan tahun akumulasi tumbuhan dan sedimen mineral akan melestarikan fitur bangkai cekung ke tingkat yang menakjubkan.

Bahan-bahan hewani dan nabati yang membusuk terkubur dan terjepit di bawah tekanan luar biasa selama jutaan tahun hasil panen, setiap anak sekolah tahu, bahan bakar fosil, dalam hal ini terutama minyak serpih — lapisan batu abu-abu lembut yang dipenuhi dengan minyak. Deposito itu menarik para penambang dari akhir 1800-an hingga 1970-an, ketika tambang terbuka ditutup dan dilupakan oleh semua orang, kecuali sekelompok kecil orang yang cenderung mengekstraksi bukan bahan bakar tetapi fosil.

Sekitar 48 juta tahun yang lalu, Lubang Messel adalah lokasi sebuah danau yang dalam — sekitar dua mil di puncaknya — tempat ribuan hewan mati. Seiring waktu, lapisan tanah liat dan alga yang mati memelihara spesimen seperti bunga yang ditekan di antara halaman-halaman buku. (Berthold Steinhilber) Ini adalah kura-kura yang kemungkinan diracuni saat bersanggama. (Jonathan Blair / Corbis) Kumbang rusa memamerkan warnanya. (Berthold Steinhilber) Seorang peneliti meneliti fosil kuda purba ( Eurohippus ) yang berukuran sebesar seekor terrier modern. (Berthold Steinhilber) Seorang peneliti yang mengerjakan fosil Titanomyrma giganteum, semut yang tumbuh sebesar burung kolibri. (Berthold Steinhilber) Fosil seekor kecoa ( Blattodea ), panjangnya sekitar dua inci. (Berthold Steinhilber) Fosil buaya prasejarah. Spesimen serupa ditemukan oleh penambang pada tahun 1875. (Berthold Steinhilber)

Kata-kata penemuan menakjubkan menyebar dengan cepat. Dan terlepas dari serangan kewaspadaan sipil yang mungkin dapat dimengerti ketika pemerintah daerah mempertimbangkan untuk mengubah lubang raksasa di tanah menjadi tempat pembuangan sampah — proposal yang oleh para ahli paleontologi dan lainnya ditentang selama 20 tahun, yang berlaku pada tahun 1992 — situs tersebut telah dihargai sebagai situs fosil terbesar dari jenisnya. ”Semua orang di paleontologi vertebrata mengenal Messel, ” kata ahli paleontologi Universitas Johns Hopkins, Ken Rose. “Tidak ada tempat di dunia yang membandingkan. Sebagian besar dari apa yang kita ketahui dari periode waktu itu adalah dari sana. ”

Eosen, dari 56 juta hingga 34 juta tahun yang lalu, adalah titik balik penting dalam sejarah kehidupan di Bumi, masa di mana kita sendiri berhutang banyak, karena saat itulah mamalia menjadi milik mereka sendiri dan berevolusi untuk menempati ekologi. relung kosong karena kepunahan dinosaurus. Di Messel Pit, kerangka mamalia berlimpah dipertahankan dengan utuh, seringkali dengan garis-garis bulu dan daging masih terlihat di batuan sekitarnya. Opossum primitif, kuda seukuran terrier rubah, trenggiling, delapan spesies kelelawar dan primata seperti lemur yang bisa menjadi cabang awal dari pohon keluarga umat manusia — fosil ini dan banyak lagi fosil lainnya memberikan gambaran sekilas tentang nenek moyang spesies yang jauh yang kita kenal sekarang.

Sementara ahli paleontologi sering mengerutkan kening pada prospek pengunjung yang menginjak-injak galian mereka, Messel Pit, yang dijalankan oleh Senckenberg Research Institute di Frankfurt, terbuka untuk umum untuk tur berpemandu. Suatu hari di musim gugur saya mengikuti ahli geologi Marie-Luise Frey dari pusat pengunjung senilai $ 6, 5 juta, dibuka pada tahun 2010, ke dasar lubang. Dia menuntun saya keluar dari jalan beraspal ke lereng lembut dari penggalian yang baru saja ditutup. Serpihan serpihan minyak kering mengering di bawah sepatu bot saya. Sebuah sudut tajam mengungkapkan di mana ahli paleontologi memotong lapisan serpih dengan gergaji rantai, melepaskan balok besar sebelum mencongkelnya dengan hati-hati untuk mencari fosil yang tersembunyi.

Tepi-tepi penggalian menyerupai halaman-halaman buku yang terbakar. Bahkan hari ini, serpih minyak sebagian besar berupa air. Ketika mengering, Frey menjelaskan dalam bahasa Jerman, serpih minyak berubah serpih adonan filum dan akhirnya hancur menjadi debu. Saya mencoba membayangkan tempat itu seperti sebelumnya, tetapi udara dingin yang turun, dedaunan berputar, gemuruh mesin di pabrik kerikil di dekatnya tidak membantu saya menempatkan diri di hutan 48 juta tahun yang lalu.

Saya perhatikan beberapa kerikil yang mencurigakan dan mengambilnya. Ini tentang ukuran praline. " Das ist ein Koprolith, " Frey memberi tahu saya dengan ceria — "coprolite, " paleontologis-berbicara untuk sepotong kotoran fosil. Yang ini kemungkinan dihasilkan oleh ikan yang sangat besar, katanya: "Anda masih bisa tahu apa yang mereka makan dengan memeriksanya." Saya mengikuti Frey lebih jauh ke dalam lubang, ingin sekali memahami bagaimana tempat ini muncul.

Pada titik tertentu sekitar 50 juta tahun yang lalu, air bawah tanah bersentuhan dengan urat batuan cair. Uap tekanan tinggi meletus, membentuk kawah dengan sisi curam. Saat air merembes masuk, ia menciptakan sebuah danau yang berbentuk lebih seperti gelas minum daripada mangkuk sup. Hewan apa pun yang jatuh tenggelam dengan cepat ke dasar.

Namun, itu saja tidak menjelaskan mengapa begitu banyak mamalia darat — belum lagi burung, kelelawar, dan serangga — mati di sini. Satu teori adalah bahwa karbon dioksida secara berkala menggelembung dari jauh di bawah dasar danau, membekap hewan di dekat pantai. Kemungkinan lain adalah bahwa beberapa musim panas ganggang mekar beracun, meracuni hewan yang telah memilih waktu dan tempat yang salah untuk memuaskan dahaga mereka. Atau mungkin hewan yang lebih kecil mati di dekatnya dan hanyut oleh banjir kecil atau aliran deras.

Danau itu begitu dalam sehingga oksigen tidak beredar di dekat bagian bawah, yang berarti bahwa tidak ada pengumpan bawah untuk mengkonsumsi hewan yang mati dan sekarat. Tahun demi tahun, ganggang yang membasahi permukaan danau bermekaran dan mati, sehingga lapisan-lapisan tanah liat halus dan mikroorganisme yang mati melayang ke dasar. Setiap lapisan setebal sehelai rambut. Butuh 250 tahun untuk membangun satu inci lumpur. Lebih dari jutaan dan jutaan tahun, tanaman dan hewan dilestarikan seperti bunga yang ditekan di antara halaman-halaman buku, dan ganggang dan bahan organik lainnya berubah menjadi serpih minyak.

Di antara ribuan fosil yang ditemukan oleh para ahli paleontologi di Messel Pit adalah spesimen yang mewakili hampir 45 spesies mamalia yang berbeda. Temuan itu penting untuk memahami bagaimana makhluk berdarah panas berevolusi. Mamalia dan dinosaurus muncul pada waktu yang hampir bersamaan sekitar 200 juta tahun yang lalu. Tetapi dinosaurus sangat cocok untuk lingkungan sehingga mereka memadati kompetisi. Mamalia hidup di pinggiran, sebagian besar makhluk kecil mencari nafkah dengan memakan serangga di bawah naungan kegelapan. “Mereka hanya mencoba untuk tidak menghalangi, ” kata Thomas Lehmann, ahli paleontologi Senckenberg Research Institute. Begitulah yang terjadi selama hampir 150 juta tahun.

Kemudian, dalam sekejap, semuanya berubah, tampaknya ketika asteroid atau komet menghantam Bumi 66 juta tahun yang lalu dan secara dramatis mengubah iklim, akhirnya memusnahkan reptil raksasa. Keragaman spesies yang ditemukan di antara fosil Lubang Messel mengungkapkan bahwa mamalia bergegas untuk mengisi setiap sudut ekologi kosong dan celah yang dapat mereka temukan. “Mereka benar-benar mencoba segalanya — terbang, melompat, berlari, tinggal di pohon, memakan semut, ” kata Lehmann. "Dari sudut pandang evolusi, Messel adalah laboratorium yang fantastis untuk melihat apa yang mungkin diberikan kehidupan pada kita."

Mungkin, tetapi dalam banyak kasus tidak. Spesimen Messel yang paling menarik mungkin adalah spesies yang tidak memiliki kerabat yang hidup, meskipun mereka kelihatan sangat akrab. Di pusat pengunjung, anak-anak berkerumun untuk menyaksikan seorang konservator yang dipersenjatai dengan sikat gigi, pencabut gigi dan pisau bedah membersihkan lapisan-lapisan serpih minyak dari fosil yang ditemukan hanya beberapa minggu sebelumnya. Bagi saya, kerangka Ailuravus macrurus terlihat seperti tupai raksasa. Panjangnya tiga kaki, termasuk ekornya yang lebat. Di dekat tulang rusuk ada noda hitam yang melacak saluran pencernaan fosil makhluk itu. Meskipun memiliki ekor, Ailuravus bukanlah leluhur tupai. Ini jalan buntu evolusi; Ailuravus dan semua kerabatnya mati lebih dari 37 juta tahun yang lalu. Mengapa? Mungkin mereka menjadi korban dari perubahan iklim, atau pesaing yang beradaptasi lebih baik, atau sumber makanan yang hilang, atau nasib buruk yang sederhana.

Kemiripan Ailuravus dengan tupai modern adalah contoh konvergensi evolusioner. Dengan waktu yang cukup, adaptasi dapat mengarah pada solusi yang hampir identik — ekor yang lebat, katakanlah, atau kaki belakang yang kuat seperti kangguru — bermunculan pada spesies yang berbeda. "Ini seperti menggunakan Lego yang sama untuk membangun bentuk yang berbeda, " kata Lehmann.

Dan ada banyak sekali formulir di Pit Messel. Fosil-fosil yang terawetkan dengan indah telah memberikan wawasan yang belum pernah terjadi sebelumnya kepada ahli paleontologi tentang strategi adaptif — beberapa berhasil, yang lain tidak — diadopsi oleh mamalia untuk memberi makan, bergerak, dan bahkan reproduksi. Misalnya, isi perut kuda prasejarah yang kecil — dedaunan fosil dan biji anggur — menunjukkan bahwa hewan itu bukan penggembala melainkan peramban, memakan apa yang ditemukannya di lantai hutan. Para ahli paleontologi juga menemukan delapan spesimen fosil kuda betina hamil, masing-masing membawa anak kuda tunggal. Penemuan itu menunjukkan bahwa kuda purba sudah mengadopsi perilaku kawanan, karena perawatan bersama akan menjadi cara terbaik untuk menjamin kelangsungan hidup sejumlah kecil keturunan.

Temuan semacam itu membuat tempat itu terasa kurang seperti kuburan daripada kapsul waktu yang mencakup ekosistem berumur 48 juta tahun. “Ini bukan hanya paleontologi, ini juga biologi, ” kata Jens Lorenz Franzen, pensiunan ahli paleontologi yang bekerja di Senckenberg Research Institute dan membantu menggali beberapa penemuan Messel yang paling luar biasa. "Kita dapat merekonstruksi dunia yang hidup di zaman itu."

Rahasia Evolusi di Dalam Lubang Messel