Náttúrufræðingurinn - 2002, Blaðsíða 65

Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
Aldur jarðlífs
Þegar elstu bakteríumar sem skilið
hafa eftir sig steingervinga voru
uppi, fyrir 3,5 milljörðum ára, átti líf-
ið talsverðan tíma að baki. Vitneskju
um þetta hafa menn sótt til Græn-
Iands. Lifandi vemr skilja ekki að-
eins eftir sig merki um líkamsparta,
svo sem skeljar, tennur eða för eftir
lauf. Þær setja líka mark sitt á efna-
samsetningu, sem greina má í jarð-
lögum.
Kolefni er í öllum lífverum, uppi-
staðan í þeim efnasamböndum sem
við köllum lífræn. Algengasta form
eða samsæta þessa frumefnis er 12C,
með atómmassann 12. Annað af-
brigði, sem mun minna er af, er 13C.
Hvorug samsætan er geislavirk, svo
þær standast tímans tönn og varð-
veitast óbreyttar í jarðlögum.
Geislavirkt kolefni, 14C, er notað við
aldursgreiningu, eins og áður var
vikið að.
í kolefni sem berst úr iðrum jarð-
ar við eldgos sem koltvíoxíð, C02,
er ákveðið hlutfall 12C og 13C. Þegar
planta myndar lífræn efni úr þessu
koltvíoxíði við ljóstillífun tekur
hún til sín meira af 12C, miðað við
13C, en er í gufuhvolfinu. Þetta lága
hlutfall af 13C helst svo í plöntunum
og í öllum dýrum sem taka til sín,
beint eða óbeint, lífræna fæðu úr
plöntunum - og í setlögum sem í
eru lífrænar leifar. Setlög mynduð
áður en líf kom fram á jörðinni ein-
kennast aftur á móti af sama, háa
13C hlutfallinu og koltvíoxíð komið
upp við eldgos.
Árið 1996 hélt hópur bandarískra
og ástralskra vísindamanna til suð-
vesturstrandar Grænlands, en þar er
að finna elstu setlög sem vitað er um
á jörðinni. Af hlutfalli úrans og blýs í
innskotum úr storkubergi mældist
aldur bergsins 3,85 milljarðar ára, og
kolefnið í setlögunum greindist með
sama, lága hlutfallið af 13C og er í
efni lífvera. Samkvæmt þessu er
jarðlífið að minnsta kosti einum 350
milljónum ára eldra en elstu þekktir
steingervingar. Frá því að jörðin
varð til (fyrir 4,55 milljörðum ára) og
fram að myndun grænlensku setlag-
anna, með elstu menjum um líf, hafa
þannig liðið um 700 milljón ár, vissu-
lega langur tími en þó mun styttri en
talið var til skamms tíma að liðið
hefði áður en líf kviknaði hér á jörð.
Jarðlífið gæti vissulega verið enn
eldra, en eldri setlög hafa ekki varð-
veist og raunar engin jarðlög eldri en
um fjögurra ármilljarða.
Fyrstu frumukjarnamir
Elstu lífvemrnar hafa verið einfmrn-
ungar, líkir bakteríum sem nú em
uppi. Bakteríur em flokkaðar sem
dreifkjörnungar. í þeim er enginn
fmmukjarni. Aðrar lífvemr - dýr,
plöntur, sveppir og frumverur
(fmmdýr og svifþörungar) - eru
kjörnungar, með kjarna, afmarkaðan
frá umfrymi af kjarnahjúp.
Ekki verður af steingervingum
ráðið hvenær fmmur með kjarna
þróuðust. En aftur kemur efnafræð-
in okkur að liði. Meðal þeirra ein-
kenna sem greina kjörnunga frá
dreifkjörnungum er gerð frumu-
himnanna. Himnumar sem umlykja
frumur og einstaka frumuparta
kjörnunga em styrktar steraefnum,
en sterar koma ekki fyrir í fmmum
dreifkjörnunga.
Um miðjan síðasta áratug tuttug-
ustu aldar bomðu ástralskir jarð-
fræðingar 700 metra djúpa holu
niður í 2,7 milljarða ára gamalt leir-
set í Ástralíu. í olíu í setinu
greindust steraefni og jarðfræðing-
arnir ályktuðu að þau yrðu rakin til
kjörnunga, hinna elstu sem heim-
ildir em um.
KAMBRÍSKA BYLTINGIN
Þótt tekist hafi á 20. öld og upphafi
hinnar 21. að greina merki um líf frá
þeim 85 hundraðshlutum af sögu
lífs á jörð sem liðu fyrir kambríum-
tímabilið, er ljóst að þá verða veruleg
þáttaskil. Á aðeins 10 milljón ámm
fjölgaði tegundum dýra gífurlega,
þannig að því hefur verið líkt við
sprengingu, og í lok hennar vom
komnir fram fulltrúar allra helstu
fylkinga dýra sem nú em uppi.
Öll þessi þróun fór fram í vatni.
Þegar frá em taldar skánir af bakter-
íum var allt þurrlendi lífvana auðn.
Síðan námu fjölfrumungar land,
fyrst plöntur, þegar grænþömngar
þróuðu með sér vatnsþéttan hjúp
fyrir um 500 milljón ámm. Á eftir
þeim - fyrir um 450 milljón ámm -
komu fyrstu landdýrin, margfætlur
og fleiri hryggleysingjar, og nokkm
síðar - fyrir einum 360 ármilljónum
- skreiddust fyrstu ferfættu hrygg-
dýrin á land.
Hvers vegna finnast svona fáir
steingervingar af lífvemm frá for-
kambrískum tíma? Mikinn hluta
þessa tíma voru allar lífvemrnar
smásæjar og litlar líkur á að þær
fyndust, jafnvel þótt þær varðveitt-
ust. Þar við bætist að dýrin sem uppi
vom fyrir kambríumtíma virðast öll
hafa verið lin - án harðs stoðkerfis.
Sérstök skilyrði þurfti til þess að
steingervingar þeirra geymdust.
Dýrin á Ediacarahæðum skoluðust
til dæmis upp í fíngerðan sand. Þeg-
ar sandurinn harðnaði - breyttist í
sandstein - urðu eftir afsteypur af
líkömum dýranna á mótum tveggja
sandlaga.
Hér verður ekki fjallað um sögu
lífs á kambríumtímabili og síðar, en
nokkrir áfangar, ásamt heitum á
helstu tímaskeiðum, em sýndir á 6.
mynd.
ÞRÍSKIPTING
LÍFHEIMSINS
Á átjándu öld skipti Carl von Linné
lífheiminum í tvö ríki, plönturíki og
dýraríki. Þessi skipting hefur löngu
gengið sér til húðar og ríkin em orð-
in fimm. Bakteríur eða dreifkjörn-
ungar (Monera eða Prokaryota), ein-
frumungar án afmarkaðs kjarna,
mynda fyrsta ríkið. Í því næsta em
einfrumungar með kjarna, fmmver-
ur (Protista), sumar grænar, fmm-
þömngar eða svifþömngar, og aðrar
líkari dýmm, fmmdýrin. Í þriðja rík-
inu (Fungi) em sveppir, ýmist úr
einni fmmu eða mörgum, með sér-
kennilega fmmugerð og sérstæða
Iífshætti. Til dýraríkis (Animalia)
teljast nú aðeins vefdýr, úr mörgum
og margs konar fmmum; aftur á
móti em í plönturíkinu (Plantae) ein-
göngu grænar vefplöntur.
65