Gamle havdyr brugte år på at krydse havet på flåder - vi har fundet ud af, hvordan det var muligt

Den engelske by Lyme Regis er en del af Jurassic Coast World Heritage Site. Det var her i 1830'erne, at William Buckland, bedre kendt for opdagelsen af ​​den første dinosaur, Megalosaurus, indsamlet fossiler med en anden banebrydende palæontolog, Mary Anning.

En af deres opdagelser var resterne af forstenede crinoider, nogle gange kendt som "søliljer". Nære slægtninge til søpindsvin og søstjerner, disse blomsterlignende dyr består af en række plader forbundet med hinanden i grene med en stilk. Eksemplarerne fra Lyme Regis, går tilbage til juraperioden for over 180 millioner år siden, ligne poleret messing, fordi de er blevet forstenet med pyrit (narre guld).

Buckland bemærkede, at disse crinoid-fossiler var knyttet til små stykker drivtømmer, vi kalder linser, som var blevet til kul. Han antog, at crinoiderne var blevet fæstnet til drivtømmeret, mens de var i live, og måske hele deres liv, lever muligvis suspenderet under den.

Moderne crinoider tager typisk ikke sådanne rejser, men vi har siden opdaget forstenede eksempler på grupper af flydende crinoider. Det var dog ikke klart, om disse virkelig var blomstrende kolonier, der bor på drivtømmer, eller blot korttidspassagerer. Nu har mine kolleger og jeg vist, at sådanne flåder kunne holde i så længe som 20 år, masser af tid for crinoider at vokse til modenhed og blive fuldtids havsejlere.

Bucklands idé blev oprindeligt set som fantastisk, og den videnskabelige verden forblev skeptisk. Så længe, det er, opdagelsen i 1960'erne af en virkelig spektakulær gruppe fossiler fra Holzmaden, en landsby ikke langt fra Stuttgart, Tyskland. Blandt marine krybdyr, krokodiller og ammonitter, var kæmpekolonier bestående af komplette træstammer dækket med hundredvis af perfekt bevarede crinoider.

Den tyske professor Adolf Seilacher og hans daværende studerende (nu professor) Reimund Haude så ud til at have løst Bucklands mysterium. Disse flydende flåder af crinoider eksisterede. Denne idé blev styrket af beviser på, at i juratiden, det, der nu er Holzmaden, havde været en havbund, der var ubeboelig på grund af lave iltniveauer. Crinoiderne ville have klamret sig til disse træstammer for livet, da der ikke var nogen havbund for dem at leve på.

Imidlertid, ikke alle videnskabsmænd var enige. Et af de centrale spørgsmål, der blev stillet, var, om disse træflåder kunne have overlevet længe nok til, at crinoiderne kunne vokse til modenhed. Dette kan tage op til ti år, baseret på moderne vækstrater for deres nulevende slægtninge, der stadig kan findes på dybder på omkring 200m.

Et team af videnskabsmænd fra Storbritannien og Japan ledet af mig besluttede at tackle problemet. Vi blev motiveret af banebrydende forskning om japanske crinoider af professor Tatsuo Oji, som blev holdt i live i laboratorierne på Tokyos universitet.

En af de vigtigste dele af den oprindelige teori var, at enhver flydende koloni af crinoider ville være vokset, indtil befolkningen blev for tung til, at træflåden kunne støtte den. Kævlen ville være sunket til den iltfrie havbund, hvor crinoiderne så ville være blevet forstenede. Imidlertid, forskning i levende crinoid-populationer ud for Japans kyst afslørede, at dyrene ville være for lette, selv i store modne kolonier, at få en træstamme til at blive overbelastet og synke.

Modelopbrud

Vores forskning vendte sig derefter mod selve træet. Vi konstaterede, at måden at forstå, hvor længe kolonien kunne have varet, var at udvikle en "diffusionsmodel". Dette estimerede, hvor lang tid det ville tage, før stammen ville blive mættet med vand og fejle.

Træet i crinoid tømmerflådefossiler er ikke blevet bevaret godt nok til, at vi ved, hvilken art det kommer fra. Så vi repræsenterede det i modellen med et sammensat estimat af træer, vi ved eksisterede i jura, såsom nåletræer, cycader og ginkgo træer.

Vi fandt ud af, at det flydende træ og dets crinoid-last ville have kunnet holde i mindst 15 år og måske op til 20 år, før træstammen ville begynde at synke eller bryde op. Der er beviser fra museumssamlinger af fragmenter af træ med hele, fuldt udvoksede crinoider knyttet til dem, som kun kunne være resultatet af denne form for kollaps.

Endelig, vi brugte en teknik kendt som rumlig punktanalyse udviklet af Dr. Emily Mitchell, at plotte rummene mellem fossilerne og finde ud af, om positionsmønsteret er økologisk, miljø eller begge dele. Dette gjorde det muligt for os at vurdere, hvordan dette crinoid-fællesskab kunne have set ud på loggen.

Vi fandt ud af, at crinoiderne faktisk hænger ophængt under drivtømmeret, men klynget mod den ene ende af det. Selvom det er vanskeligt at observere i de originale fossiler, mønsteret ligner mønsteret for andre moderne raftingarter, såsom gåsebryne. De har en tendens til at bebo området bagerst i en tømmerflåde, hvor der er mindst modstand, som kan fortælle os, hvilken retning kolonien færdes over havet.

Denne forskning har nu sat hævet over enhver tvivl om, at crinoid-flådekolonier kunne eksistere og overleve i mange år for at vokse til modenhed og rejse de store afstande over Jurassic oceanerne. De er et dybt eksempel på lignende strukturer, vi ser i nutidens oceaner.

Disse spændende teknikker bliver nu brugt af et nyt hold til at sammenligne levende populationer på havbunden med deres jura-forfædre. Dette kan afsløre, hvordan tidligere ændringer i klimaet har formet havsamfund og vil hjælpe forskere med at forstå, hvordan sådanne samfund kan reagere på fremtidige udfordringer i en verden i konstant forandring.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.