Borealopelta markmitchelli – Pohjolankilpi – parhaiten säilynyt dinosaurus maailmassa
Dino-kortti:
- Nimi: Borealopelta markmitchelli
- Suomeksi: Pohjolankilpi
- Nimen merkitys: Lat. borealis = pohjoinen + kreik. pelte = kilpi; lajinimi kunnioittaa preparaattori Mark Mitchelliä, joka teki yli 7 000 tunnin preparointityön kuuden vuoden aikana
- Eli: Varhainen liitukausi (Albi-vaihe), noin 110–112 miljoonaa vuotta sitten
- Löytöpaikka: Kanada, Alberta, Suncor Millennium -kaivos, 30 km Fort McMurraysta pohjoiseen, Clearwater-muodostuman Wabiskaw-jäsen
- Pituus: Noin 5,5 metriä
- Paino: Noin 1,3 tonnia
- Ruokavalio: Kasvinsyöjä, erityisesti sananjalkojen valikoiva syöjä (vatsasisältö dokumentoitu)
- Tunnusmerkit: Maailman parhaiten säilynyt nodosauridin fossiili (”dinosaurusten Mona Lisa”), 3D-säilyminen ihon, panssarin, keratiinipinnoitteen ja vatsasisällön kanssa, todistettu punaruskea vastavaritys, jopa 50 cm pitkät olkapiikit
Pohjolankilpi on paleontologian kruununjalokivi ja yleisesti pidetty maailman parhaiten säilyneenä panssaridinosauruksen fossiilina. Sitä on kutsuttu ”dinosaurusten Mona Lisaksi” – fossiili, joka näyttää enemmän nukkuvalta eläimeltä kuin 110 miljoonaa vuotta vanhalta kiveltä. Suvun nimi tarkoittaa ”pohjoista kilpeä” latinan sanasta borealis (pohjoinen) ja kreikan sanasta pelte (kilpi). Lajinimi markmitchelli kunnioittaa Royal Tyrrell Museumin preparaattori Mark Mitchelliä, joka työskenteli yli 7 000 tuntia eli noin viidestä kuuteen vuotta tämän ainutlaatuisen fossiilin parissa.
Laji eli varhaisella liitukaudella noin 110 miljoonaa vuotta sitten nykyisen Kanadan Albertassa. Aikuinen yksilö oli 5,5 metriä pitkä ja painoi noin 1,3 tonnia – keskikokoinen nodosauridi, jonka fossiili on mullistanut käsityksemme dinosaurusten ulkonäöstä, värityksestä ja jopa ruokavaliosta. Nodosauridit erottuvat ankylosauriineista siinä, että niillä ei ole häntänuijaa, ja niillä on yleensä pitkiä piikkejä kyljissä ja olkapäissä – juuri kuten tällä Albertan löydöllä.
Sattuma kaivosautomaation operaattorin käsissä
Pohjolankilven fossiili löydettiin 21. maaliskuuta 2011 kello noin 13.30 paikallista aikaa Suncor Millennium -kaivoksessa Albertassa, 30 kilometrin päässä Fort McMurraysta pohjoiseen. Kaivosautomaation operaattori Shawn Funk huomasi kaivinkoneen kauhassa oudon kiven, joka osoittautui dinosauruksen fossiiliksi. Hänen esimiehensä Mike Gratton ilmoitti löydöstä Royal Tyrrell Museum of Palaeontologylle Drumhellerissä, joka lähetti tutkijaryhmän paikalle. Suncor pysäytti kaivostoiminnan välittömästi alueella ja peitti löydön kostealla säkkikankaalla ja muovilla suojatakseen sitä.
Tämä ei ollut tavallinen fossiili – se oli kolmiulotteisesti säilynyt, ihon, panssarilevyjen, keratiinipinnoitteen ja jopa pigmenttien kanssa. Useimmat dinosaurusfossiilit ovat litistyneitä luita, mutta Borealopelta markmitchelli -näyte on täydellinen 3D-muotti eläimen eturuumiista – kuin patsas, joka on tehty kivestä. Kun fossiilia nostettiin pois louhoksesta, valtava kivilohkare hajosi oman painonsa alla useaan palaseen – museon henkilökunta pelasti kappaleet kääriämällä ja vakauttamalla ne kipsiin. Pelastusoperaatio kesti noin 14 päivää koko kaivoshenkilöstöltä.
Holotyyppi (TMP 2011.033.0001) säilyttää pään, kaulan, suuren osan rungosta ja ristiluusta, oikean etujalan ja osan vasemmasta etujalasta sekä osittaisen takajalan. Osteodermit (luustopanssarit) ja lähes täydellinen pehmytkudoskerros säilyvät paikoillaan dorsaali- ja sivupinnoilla. Tämä on ensimmäinen dinosaurus, joka on koskaan löydetty näistä öljyhiekkakerrostumista.
Mark Mitchellin kärsivällisyys
Fossiilia preparoitiin yli 7 000 tunnin käsityöllä Royal Tyrrell Museumin laboratoriossa. Preparaattori Mark Mitchell työskenteli yksinään lähes kuusi vuotta, irrottaen kiveä millimetri kerrallaan dinosauruksen ympäriltä ilmasrappikoneilla ja vakauttavilla aineilla. Pelkästään kallon esiin saaminen vei noin 8 kuukautta. National Geographic Society sponsoroi tätä työtä. Lajinimi markmitchelli on kunnianosoitus tälle uskomattoman kärsivälliselle työlle, jota ilman fossiilin täydellistä kauneutta ei olisi koskaan paljastunut.
Fossiili avattiin yleisölle 12. toukokuuta 2017 Royal Tyrrell Museumin ”Grounds for Discovery” -näyttelyssä, jossa on esillä muitakin teollisen toiminnan kautta löydettyjä fossiileja. Se on nykyään yksi maailman suosituimmista dinosaurusnäyttelyistä – kävijät seisovat hämmästyneinä eläimen edessä, joka näyttää siltä kuin se olisi kuollut eilen eikä 110 miljoonaa vuotta sitten.
Todellinen väritys – punaruskea vastavaritys
Vuonna 2017 tutkijat Caleb Brown ja kollegat julkaisivat hämmästyttävän tutkimuksen lehdessä Current Biology: lajin todellinen väritys oli rekonstruoitavissa melanosomianalyysillä (mikroskooppisten pigmenttiklustereiden tutkimisella). Tulokset paljastivat punaruskean vastavarityksen (countershading) – tumma selkä ja vaaleat jalat ja vatsa.
Vastavaritys on suojaväritys, jota käyttävät nykyiset eläimet kuten antilopit, peurat ja monet kalat – tumma yläpuoli ja vaalea alapuoli häivyttävät eläimen muotoa valon ja varjon vaikutuksesta. Tämä tarkoittaa, että vaikka Borealopelta markmitchelli oli 1,3 tonnia painava panssaroitu jättiläinen, se silti tarvitsi suojaväritystä – todiste siitä, kuinka vaarallisia sen aikakauden petoeläimet olivat.
Caleb Brown kommentoi: ”Voimakas saalistuspaine massiivista, raskaasti panssaroitua dinosaurusta vastaan kertoo, kuinka vaarallisia liitukauden petoeläimet olivat.” Nykyiset suuret kasvinsyöjät, kuten norsut ja sarvikuonot, eivät käytä vastavaritystä, koska niillä ei ole merkittäviä saalistajia – Pohjolankilpi tarvitsi sitä silti. Tämä mullisti käsityksemme siitä, kuinka panssari ja suojaväritys eivät olleet vaihtoehtoisia puolustusmenetelmiä, vaan rinnakkaisia. Värianalyysin teknologia – mikroskooppisten melanosomien tunnistaminen sähkönmikroskoopilla – on ollut käytössä vasta noin vuodesta 2008 alkaen, ja se on mullistanut monien dinosaurusten värityksen tutkimisen, myös höyhenpeitteisten teropodien kuten Microraptorin.
Vatsasisältö – sananjalkojen valikoiva syöjä
Yksi fossiilin uskomattomimpia löytöjä oli vatsasisältö. Vuonna 2020 julkaistu Royal Society Open Sciencen tutkimus (Brown, Greenwood, Kalyniuk et al.) paljasti, että lajin viimeinen ateria koostui pääasiassa kasvilehdistä – 88 % oli pureskeltua lehtimateriaalia ja 7 % varsia ja oksia. Lehtiosa koostui pääosin sananjaloista, ja löydettiin pieni määrä sykadeja sekä havupuiden neulasia.
Tämä viittaa siihen, että tämä laji oli valikoiva syöjä, joka mieluummin söi tiettyjä sananjalkalajeja – jopa sananjalkojen sisällä se valitsi tiettyjä lajeja ja ohitti toisia. Vatsassa löydettiin myös hiilen palasia (todiste muinaisista metsäpaloista) ja pieniä kiviä (gastrolittejä, jotka auttoivat ruoan hienontamisessa, samaan tapaan kuin nykyisillä linnuilla).
Hiilen läsnäolo viittaa siihen, että eläin laidunsi palaneilla alueilla, joissa sananjalkojen taimia kasvoi runsaasti – strategia, jota moni nykyinen kasvinsyöjä yhä käyttää, koska palaneilla alueilla kasvit ovat pehmeitä ja ravinteita rikkaita. Kasviaineiston säilyminen oli niin hyvä, että tutkijat pystyivät jopa määrittämään, mihin vuodenaikaan eläin kuoli: kasvien kasvuvaiheen ja kypsyysasteen perusteella sen kuolema asettuu myöhäisen kevään ja keskikesän väliin. Tämä on äärimmäisen harvinainen yksityiskohta paleontologiassa, sillä yleensä vain karkea geologinen aika on määritettävissä – tämä tutkimus tarjosi tarkkuuden, joka on yleensä mahdollista vain historiantutkimuksen yhteydessä.
Western Interior Seaway ja Albi-vaiheen ekosysteemi
Albi-vaihe oli aikaa, jolloin Pohjois-Amerikka oli jaettu kahteen mantereeseen: itäiseen Appalachialta ja läntiseen Laramidiaan. Niiden välissä oli Western Interior Seaway, leveä matala sisämeri, joka ulottui Arktiselta valtamereltä Meksikonlahdelle. Aikalaisten Albi-vaiheen petoeläinten joukossa olivat suuret allosauroidit, kuten Acrocanthosaurus, joka oli yli 11 metriä pitkä ja Pohjois-Amerikan suurin teropodi tuona aikana. Tämä selittää, miksi panssaroituja kasvinsyöjiä uhkasi yhä merkittävä saalistuspaine.
Pohjolankilpi eli rannikkotasangoilla, jossa virtaavat joet ja kosteikot kohtasivat meren. Ympäristö oli kostea ja lauhkea, kasvillisuus monipuolinen: havupuita kuten Araucarites, sykadeja, sananjalkoja, kortekasveja ja varhaisia angiospermejä. Kasvilajisto oli pääasiassa pteridofyyttipohjainen mutta angiospermien noususuhdanne oli jo käynnissä. Tämä Albi-vaiheen kasvistutkimus on tärkeä konteksti Borealopelta markmitchelli -näytteen vatsasisällön tarkemmaksi ymmärtämiseksi.
Olkapiikit ja panssari
Pohjolankilvellä oli kaksi pitkää olkapiikkiä kummallakin puolella, jopa 50 cm pitkät ja härän sarvien muotoiset. Nämä piikit olivat keratiinipinnoitettuja (kuten sarvikuonon sarvet) ja toimivat sekä puolustuksena että lajinsisäisenä viestintä- tai näytöselementtinä. Loppuvartaloa peittivät tiheät rivit pieniä osteodermejä (luustopanssarilevyjä), jotka muodostivat täydellisen suojan kaulasta hännän alkuun.
Mikroskooppinen analyysi osoittaa, että osteodermien sisällä on kuitumaista luusoluverkostoa, joka teki niistä sekä kevyitä että vahvoja – materiaali on optimoitu painon ja kestävyyden tasapainoon. Keratiinitupet, jotka peittivät osteodermien päät, lisäsivät pituutta ja terävyyttä jopa kolmanneksella – piikit olivat eläimellä eläessään huomattavasti pidempiä kuin pelkät luut antavat ymmärtää. Tämä on yksi tärkeimpiä havaintoja koko fossiilista, ja se vaikuttaa olennaisesti siihen, miten muiden panssaridinosaurusten ulkonäköä rekonstruoidaan tutkijoiden parissa.
Miten fossiili säilyi näin hyvin?
Pohjolankilven poikkeuksellinen säilyminen johtuu nopeasta hautautumisesta merenpohjaan. Eläin kuoli todennäköisesti joenrannalla tai tulvavedessä, ja sen ruumis huuhtoutui mereen, missä se vajosi pohjaan ja peittyi nopeasti hienojakoisella sedimentillä. Albi-vaiheella tällä alueella sijaitsi laaja Western Interior Seaway – sisämeri, joka katkaisi Pohjois-Amerikan kahteen mantereeseen.
Meren pohjan hapettomat olosuhteet estivät hajoamisen, ja mineraalit korvasivat pehmytkudokset vähitellen. Tämä prosessi on äärimmäisen harvinainen – siksi vastaavia 3D-fossiileja ei juuri tunneta. Eläin ajautui ja vajosi todennäköisesti selälleen päin, mikä selittää, miksi vatsapuoli on huonommin säilynyt kuin selkäpuoli ja kyljet. Vatsan paikalla on jopa havaittavissa, että ruumis vajosi niin voimakkaasti pohjaan, että alla olevat sedimenttikerrokset taipuivat sen alla. Sideriittiset mineraaliprosessit – rautakarbonaatin saostuminen – todennäköisesti muodostivat suojaavan kuoren ruumiin ympärille jo varhaisessa vaiheessa, mikä esti hajoamisbakteerien pääsyn pehmytkudoksiin ja säilytti ne miljoonien vuosien ajaksi käytännössä alkuperäisinä rakenteina.
Tieteellinen perintö
Pohjolankilpi on paleontologian kruununjalokivi – fossiili, joka on mullistanut käsityksemme dinosaurusten ulkonäöstä, värityksestä, ruokavaliosta ja ekologiasta. Se todistaa, että jopa massiiviset panssaridinosaurukset tarvitsivat suojaväritystä, mikä kertoo valtavasti mesotsoisen aikakauden ekologiasta ja sen petoeläinten vaarallisuudesta.
Borealopelta markmitchelli on myös muistutus teollisen toiminnan ja paleontologian välisestä yhteyspinnasta – fossiili, jonka maailma olisi voinut tuhoutua kaivinkoneen alle, päätyi sen sijaan museokokoelmaan kaivostyöntekijän tarkkasilmäisyyden ansiosta. Jokainen museon kävijä, joka seisoo tämän fossiilin edessä, näkee todellisen dinosauruksen – ei luita tai rekonstruktiota, vaan eläimen itsensä kivettyneen muotokuvan miljoonien vuosien takaa.