Exempel på zirkonkorn som användes i en studie från University of Texas i Austin som visade att djuret som tros vara den äldsta landbaserade luftventilatorn är yngre än trott. Korntal och åldrar anges med siffrorna. Kredit:University of Texas Jackson School of Geosciences
Några bra vetenskapliga undersökningar av en student vid University of Texas i Austin har hjälpt till att skriva om ett av de tidigaste kapitlen i planetens evolutionära historia. Forskningen, leds av UT Jackson School of Geosciences, har visat att tusenfotingen som tros vara världens äldsta kända luftandande landvarelse i själva verket är cirka 14 miljoner år yngre än man tidigare trott och inte kan vara den ursprungliga landluften.
Tidningen publicerades den 28 juni i tidskriften PLOS ETT . Studien fokuserar på en art av tusenfoting som kallas Pneumodesmus newmani , som ansågs ha andats luft på fast mark under den sena silurperioden för cirka 428 miljoner år sedan. Alla andra djurfossiler som upptäckts före denna tid har varit från djur som levt och andats under vatten.
Tusenfotingsfossilet upptäcktes av en amatörpaleontolog 2004 i Aberdeenshire, Skottland, och dateras genom att testa växtsporer i sediment som finns i det allmänna området, en metod som innehåller en betydande mängd vetenskaplig osäkerhet jämfört med radiometriska dateringsmetoder, sa Elizabeth Catlos, en studieförfattare och docent vid Jacksonskolans institution för geologiska vetenskaper.
"Åldern på 428 miljoner år erhölls inte med radiometriska tekniker eftersom ingen kunde få ut de radioaktiva mineralerna ur dessa jordar, " Hon sa.
Catlos, som fick jordproverna från medförfattaren Michael Brookfield vid University of Massachusetts Boston, uppdrag Jackson School senior Stephanie Suarez, tidningens huvudförfattare, med att hitta kornstora zirkoner i sedimentet som kunde dateras i Jackson Schools Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry Laboratory. Zirkoner är mineraler som fångar radioaktiva ämnen inuti dem när de bildas, vilket kan hjälpa forskare att mer exakt bestämma åldern på sten eller sediment där de finns.
Zirkonproverna kom från forntida vulkaniska askbäddar direkt ovanför och under där tusenfotingsexemplaret hittades. Brookfield, som är från Skottland, sa att han har samlat in prover från området sedan han var tonåring och har länge varit intresserad av att mer exakt datera sedimentet där det välkända exemplaret upptäcktes.
Det här jobbet var särskilt utmanande eftersom lersedimentet som Brookfield skickade till Jackson School var löst i plastpåsar och till skillnad från den fasta sten som Catlos är van vid att studera. Suarez, som introducerades till geovetenskaperna på gymnasiet som en del av Jackson Schools GeoFORCE uppsökande program, provade först standardmetoden för tung mineralseparering, vilket innebär att stenen krossas och bromoform (ett organiskt lösningsmedel) används för att separera ut tyngre mineraler.
"När jag försökte, askan klumpade ihop sig, och inga zirkoner sjönk till botten, " sa hon. "Det var väldigt rörigt och misslyckat."
Oavskräckt, Suarez kammade vetenskaplig litteratur och letade efter idéer och kom över en studie från 2014 ledd av Gregory Hoke från Syracuse University som banade väg för en metod för att isolera icke-lerkomponenter från lerrikt material genom att konstruera och använda en ultraljuds-lerseparator.
University of Texas Jackson School of Geosciences senior Stephanie Suarez visar upp sin forskning som daterades till ett gammalt djur som tidigare ansågs vara jordens äldsta landbaserade luftventilator. Kredit:UT-Austin Division of Diversity and Community Engagement
"Jag var tvungen att bli kreativ, ", sade Suarez. "Vi har en mycket liten sonikator i vårt labb som vi använder för att rengöra tunna sektioner. Jag använde det, en Tupperware-behållare och lite väteperoxid. Det fungerade. Jag var väldigt exalterad."
I sista hand, Suarez kunde samla in 74 zirkoner som skulle analyseras och dateras. Mer än 10 av zirkonerna var yngre än för 428 miljoner år sedan, där den yngsta är cirka 414 miljoner år gammal. Detta placerar exemplaret i en helt annan geologisk era, den devoniska, en klassificering som spränger tusenfotingens unika karaktär. Många fossiler av landandande organismer, främst insekter och leddjur, har återhämtat sig från denna era.
Catlos förväntar sig att resultaten kommer att höja några ögonbryn, men hon sa att det fina med publicerad vetenskap är att andra kan replikera experimentet. Den handfull zirkoner som befunnits vara yngre än 428 miljoner år visar definitivt att Pneumodesmus newmani Exemplaret var inte den första organismen på jorden som andades luft på land.
"Det här var inte det, " sa Catlos. "Vi måste fortsätta leta."
