Siluurikausi

Siluurikausi — elämä toipuu ja siirtyy maalle

Siluurikausi on lyhyin paleotsooisen kausista — vain noin 24 miljoonaa vuotta — mutta sen aikana tapahtui yksi Maan historian kauaskantoisimmista mullistuksista: elämä siirtyi mereltä maalle. Kun ordoviikin valtava sukupuutto oli puhdistanut ekosysteemit, siluurikausi tuli kuin syvänhuokauksen jälkeen — toipuminen oli nopeaa, ilmasto lämpeni jälleen ja merenpinta nousi vapauttaen valtavia matalia merialueita.

Maailma näytti tuolloin yhä oudolta. Pohjoisilla leveysasteilla muodostui vähitellen supermanner Euramerica (tunnetaan myös nimellä Laurussia), kun Laurentia (Pohjois-Amerikka) ja Baltica (Skandinavia) törmäsivät yhteen — tämä Caledoninen vuorenmuodostus loi nykyisen Skotlannin ja Norjan vuoristot. Etelällä Gondwana hallitsi yhä omaa puoliskoaan. Niiden välissä virtasi Iapetuksen valtameri, jonka sulkeutumisesta Caledoninen orogeneesi syntyi.

Ilmasto oli lämmin ja vakaa. Hiilidioksidipitoisuus laski ordoviikin huipuista, mutta pysyi yhä korkealla. Suuria sukupuuttoja ei juuri ollut — siluurikausi on yksi rauhallisimmista geologisista kausista, mikä antoi elämälle aikaa kokeilla uutta. Ja mitä se kokeili: maa-alueiden valloitusta.

Mannerten yhteentörmäys ei ollut kuitenkaan rauhallinen tapahtuma. Caledoninen vuorenmuodostus nosti komeita vuoristoja Skotlannin, Norjan, Itä-Grönlannin ja Pohjois-Amerikan itärannikon alueille. Nämä vuoret ovat sittemmin kuluneet murto-osaan alkuperäisestä korkeudestaan, mutta Suomen Lapin tunturit ja Norjan Kaledonidit ovat niiden kuluneita jäänteitä. Kun Skandinaviassa kävelee paikoilla kuten Kebnekaise tai Stetind, kävelee 430 miljoonaa vuotta vanhojen vuorten luurankojen päällä.

Cooksonia — ensimmäinen oikea maakasvi

Cooksonia on yksi paleontologian kuuluisimmista pikkukasveista — ja yksi Maan historian merkityksellisimmistä elämänmuodoista. Se ei ollut näyttävä: enimmillään noin 10 senttimetriä korkea, ohut varsi, ei lehtiä, ei juuria, vain pieni Y-mainen haarautuma huipussa. Mutta Cooksonia oli vanhin tunnettu putkilokasvi — eli ensimmäinen kasvi, jolla oli sisäinen vesijohtojärjestelmä, joka mahdollisti kuivalla maalla elämisen.

Ennen Cooksoniaa maa-alueet eivät olleet aivan elottomia. Sienet, jäkälät ja sammalmaiset ei-putkilokasvit olivat kolonisoineet rantoja jo ordoviikilla — itiötodisteita on ~470 milj. vuoden takaa. Mutta ne olivat sidottuja kosteisiin paikkoihin — ne eivät pystyneet siirtämään vettä ja ravinteita pidemmälle. Cooksonia mursi tämän rajoitteen putkilosolukon avulla, joka kuljetti vettä juurettomasta tyvestään vartaloonsa. Tämä yksinkertainen anatominen innovaatio avasi koko maapallon elämälle.

Kasvin nimesi vuonna 1937 walesilais-australialainen William Henry Lang australialaisen botanistin Isabel Cooksonin kunniaksi. Ensimmäiset fossiilit löytyivät Walesistä, ja vanhimmat Cooksonia-jäänteet on ajoitettu noin 433 miljoonaa vuotta vanhoiksi (Sheinwoodian; C. barrandei, Tšekki). Kasvit eivät olleet vielä metsiä — ne kasvoivat matalina kohoumina kosteilla rannoilla, mahdollisesti vedessä molemmin puolin. Mutta jokainen pieni Y-haarautuma oli askel kohti karbon-kauden jättimäisiä saniaismetsiä ja lopulta nykyisiä sademetsiä.

Kasvien mukana saapuivat ensimmäiset maaeläimet: tuhatjalkaiset ja hämähäkkimäiset niveljalkaiset. Skotlannin Kerrera-fossiilipaikalta löydetty Kampecaris obanensis — tuhatjalkaisten varhainen edustaja — on ajoitettu noin 425 miljoonaa vuotta vanhaksi (Brookfield et al. 2020) ja on yksi vanhimmista varmistetuista maaeläimistä. Kuuluisa Pneumodesmus newmani, jonka aiemmin ajateltiin olevan 428 milj. vuoden ikäinen, on uudempien zircon-ajoitusten mukaan todennäköisemmin varhaista devonia (~414 mvs). Joka tapauksessa: maailmasta oli tulossa vihreä, ja sen mukana liikkuivat ensimmäiset ilmaa hengittävät niveljalkaiset.

Pterygotus — meriskorpionien hallitsija

Vaikka maa-alueilla tapahtui hiljaista vallankumousta, meret olivat yhä elämän pääkenttä. Ja niiden kuninkaita olivat eurypteridit eli meriskorpionit — niveljalkaiset, jotka kasvoivat valtaviksi ja saalistivat kaikkea, mitä eteen tuli.

Pterygotus oli yksi näiden kuninkaiden kuuluisimmista edustajista. Se eli noin 432–411 miljoonaa vuotta sitten ja saavutti suurimpana lajinaan (P. grandidentatus) noin 1,75 metrin pituuden — mikä tekee siitä yhden suurimmista koskaan eläneistä niveljalkaisista. Sen sukulainen Jaekelopterus rhenaniae kasvoi vielä isommaksi, jopa 2,3–2,6-metriseksi varhaisdevonikaudella, ja pitää virallisesti suurimman tunnetun niveljalkaisen titteliä (Braddy, Poschmann & Tetlie 2007).

Pterygotuksen anatomia oli pelottavan tehokas. Se oli pitkä, segmentoitu ja sileän hydrodynaaminen, ja sen takaosaa hallitsivat melan muotoiset uimajalat, joilla se ui voimakkaasti ja nopeasti. Pään etupuolella olivat suuret chelicerat eli tartuntakärget, jotka muistuttivat hummerin saksia — niillä se nappasi kaloja, trilobiitteja ja muita meriskorppioneja.

Mutta siluurikaudella tapahtui myös toinen evolutionaarinen mullistus: ensimmäiset leukapäiset kalat kehittyivät. Aiemmat selkärankaiset olivat olleet pelkkiä imevien kalanten tyyppisiä olentoja, joiden suuhun meni vain mitä virtaus toi. Nyt monimuotoistuivat placodermit ja akanthodit — varhaisia leuoiltaan kaloja, jotka avasivat täysin uuden ravintotyylin: aktiivisen saalistuksen.

Leuka oli mullistus. Ennen sitä selkärankaiset olivat saalista; sen jälkeen niistä tuli saalistajia. Tämä yksinkertainen anatominen muutos — kahden kidusvarren modifikaatio leuoiksi — johti lopulta kaikkiin nykyisiin kaloihin, sammakoihin, matelijoihin, lintuihin ja nisäkkäisiin. Sinun leukasi on suora jälkeläinen siluurikauden matalan meren ensimmäisistä leuoista.

Lyhyt mutta merkityksellinen kausi

Siluurikausi päättyi noin 419 miljoonaa vuotta sitten ilman dramaattista joukkotuhoa. Toisin kuin sitä edeltänyt ordoviikkikausi tai sitä seurannut devonikausi, siluurikaudessa ei tapahtunut Big Five -tasoista katastrofia. Tämä tekee siluurikaudesta yhden paleotsoisen ajan rauhallisimmista kausista, vaikka pienempiä sukupuuttoaaltoja kyllä havaitaan.

Geologit ovat tunnistaneet kolme nimettyä tapahtumaa, jotka aiheuttivat pienimuotoisia sukupuuttoja siluurikaudella: Ireviken (~433 mvs), Mulde (~427 mvs), Lau (~423 mvs) ja näiden lisäksi siluuri-devoni-rajaa lähellä oleva Klonk-tapahtuma (~419 mvs). Nimet tulevat kallioperäkohteista, joissa ne ovat ensimmäisen kerran tunnistettu — esimerkiksi Lau Ruotsin Gotlannista. Jokainen näistä tapahtumista vaikutti pääasiassa kahteen meriryhmään: konodontteihin (alkukantaiset selkäjänteiset, jotka muistuttivat pieniä ankeriaita) ja graptolitteihin (kelluvat siirtokunnat, jotka näyttävät hammaspesistä).

Mikä laukaisi nämä tapahtumat? Tutkijat epäilevät pieniä hapen tason muutoksia meressä yhdessä hiilen kierron häiriöiden kanssa — todennäköisesti pinnan lämpötilan vaihtelut aiheuttivat veden kerrostumista, jolloin syvät meret muuttuivat ajoittain hapettomiksi. Kun konodontit ja graptoliitit elivät juuri näissä syvyyksissä, ne kärsivät erityisesti. Mutta nämä eivät olleet planeetan laajuisia kriisejä — useimmat muut eläinryhmät selvisivät hyvin, ja koralliriutat jatkoivat kukoistustaan.

Sen sijaan siluurikausi liukui hiljaa devoniin, jolloin ne kaksi siluurikaudella syntynyttä mullistusta — maakasvit ja leukapäiset kalat — kukoistivat tavalla, jota ennen ei oltu nähty.

Siluurikausi oli paleotsooisen kauden hiljaisin mutta ehkä merkityksellisin kausi. Yksinään se ei ehkä näytä dramaattiselta, mutta sen aikana laskettiin perustukset kaikelle, mikä tulisi seuraamaan: maakasvien metsiä, leukapäisten kalojen monimuotoistumista, tetrapodien siirtymistä maalle, hyönteisten lentoa, dinosaurusten nousua ja lopulta nisäkkäiden voittokulkua. Kaikki tämä juurtui siluurikauden matalille rannoille, joissa Cooksonia ojensi pienet Y-mäiset varrensa kohti aurinkoa ja missä Pterygotus liukui hiljaa puhtailla vesillä leuat avoimina.