Csúcstechnológia segítette hazánk borostyánzárványainak megismerését

Fitos Attila
2022. jan. 7.
7 perc olvasás

Frissítve: 2023. aug. 23.

Aki rendszeres olvasója blogunknak, minden bizonnyal észrevette már, hogy kedvelt témáink közé tartoznak a földtörténet szédítő mélységének élőlényeit hihetetlen részletességgel elénk táró borostyánkő zárványok, az azokkal kapcsolatos újdonságok ismertetése. Én magam csak mini-időgépeknek hívom ezeket a fosszíliákat, hiszen míg a kövületek többségének esetében meglehetősen szegényes a rendelkezésünkre álló maradványanyag, addig például egy növényi gyantába ragadt apró ősi rovar az őt fogságba ejtő borostyánkő becsiszolása után pontosan úgy néz ki, mintha most fogta volna be a szomszéd a hátsó kert gyepén. A gyanta konok csapdájába ráadásul nem feltétlenül csak apró ízeltlábúak eshettek bele, egyre több esetben hallunk olyan leletekről, amelyek hihetetlen szerencsével fennmaradt zárványokat tartalmaznak: érkezett a közelmúltban hír dinoszaurusz tollról, sőt, egy egész végtagról, ősmadárról, apró gyíkról, de még a trópusi vihar által a szárazföldre sodródott külső vázas fejlábúról is. Ezek a lenyűgöző fosszíliák sokszor felbecsülhetetlen információkkal járulnak hozzá az őslénytan nyitott kérdéseihez. Érthető hát, ha a földtörténet iránt érdeklődő közönség nagy lelkesedéssel figyeli az ezekkel kapcsolatos híradásokat.

Azt azonban talán kevesebben tudják, hogy kis hazánk is büszkélkedhet valódi borostyánkő zárványokkal. Nem csoda, hiszen noha szakmai és műkedvelői körökben benne van a köztudatban, eddig nagyon kevés tudományos igényességű publikáció született a témában. Pedig fontos maradványok ezek mind a magyar, mind a nemzetközi paleontológia számára. Korban és földrajzilag ugyanis ezek a fosszíliák rendkívül közel állnak hazánk legjelentősebb őslénytani feltárásához, az iharkúti dinoszaurusz lelőhelyhez. Mintha ezt az űrt szeretné gyorsan kitölteni, a napokban egy az MTM-ELTE munkatársai által vezetett kutatócsoport két új tanulmányt is publikált, amelyben hazánkból származó kréta időszaki borostyánkövek ízeltlábú zárványainak elemzését teszik közzé.

A mai Magyarország területén eddig egyetlen helyről került elő ősmaradványt is tartalmazó borostyánkő, a Veszprém megyei Ajka közelében, mégpedig a város közvetlen környékén közel 140 évig végzett, de mára már felhagyott kőszénbányászatnak köszönhetően. Az itteni barnakőszén-telepek egy nagyjából 85 millió éves trópusi mocsárerdő növényi biomasszájából keletkeztek, az elhullott növények között pedig megkövesedve fennmaradtak azok kifolyó gyantájának kisebb-nagyobb darabjai is, amelyeket a szakmai irodalom ajkaitnak keresztelt el.

"Iharkúti táj" 85 millió éve. Egy ehhez hasonló mocsárerdő növényeiből keletkezett az ajkai kőszén is, amelyből az ajkait darabjai előkerültek (az illusztráció Pecsics Tibor alkotása).

Mivel a szénbányászat ipari tevékenység, a borostyánkő példányok megóvása nem volt cél a kitermelés során. Néhány bányász azért időről-időre hazavitt egy-egy szebb darabot a családnak, akik aztán vagy megtartották, vagy nem. Esetleg ősmaradványgyűjtők tettek még szert néhány példányra a bányászat évtizedei alatt, illetve országos és helyi múzeumokba került valamennyi belőle. Tulajdonképpen ennyi az, amiből napjaink paleontológusai dolgozhatnak. Mivel a bányászat 2004-ben megszűnt és az aknákat rekultiválták, az új darabok feltárásának lehetősége megszűnt. A kutatók saját kapcsolatrendszerük segítségével, illetve az Ajka környéki ismeretterjesztő rendezvényeken a lakosság felé elhangzott felhívásaikkal igyekeznek feltérképezni, hol lehet még olyan ajkait példány, amelyet érdemes ősmaradvány-zárványok tekintetében górcső alá venni.

A világ különböző pontjairól származó borostyánköveknek sokszor külön nevet is adnak, így lett pl. a mianmari borostyán az ország egykori gyarmati neve alapján burmit, vagy a balti fosszilis gyanta a benne lévő magas borostyánkősav-tartalom miatt szukcinit (a sav angol neve ’succinic-acid’). Az Ajka-környéki bányákből előkerült borostyánköveket a lelőhely tiszteletére ajkaitnak nevezték el.

A szóban forgó két tanulmány két külön zárványa tulajdonképpen egyetlen borostyánkő-példányból származik, ráadásul egyetlen hatalmas darabból. A nagy valószínűséggel méretrekorder ajkaitot az egykori bánya osztályvezető főgeológusa, a néhai Kozma Károly bocsátotta a tudomány rendelkezésére még jó 10 éve. Míg az ajkai borostyánkövek mérete általában pár milliméteres, esetleg 1-2 cm-es, addig ez a felajánlott darab megközelítőleg 11 x 8 x 3 cm-es volt, igazi óriás a maga nemében.

A Kozma Károly által adományozott hatalmas ajkait darab (fotó: Szabó Márton)

A borostyánkövek, mint ahogy a különféle fákból eredő gyanta is, különbözőek lehetnek színük és fényáteresztő képességük tekintetében. Színben a világos méz-sárgától az egészen Jägermeister-szerű vöröses árnyalatig terjed a skála, a fényáteresztő képesség pedig a sűrűségen kívül függ még gyanta kifolyásakor felszedett apró törmelékek, szennyeződések mértékétől is. Ezen kívül a fosszilizáció során elsuhanó évmilliók is jelentős nyomot hagyhatnak a példányokon, a többnyire rétegmozgások és egyéb fizikai hatások okozta mikrorepedések, vagy a kő felületén képződő vékony oxidációs rétegek mind változtathatnak annak állapotán. Az ajkait példányok többnyire mind sötétebb színűek az átlagnál és fényáteresztő képességük is komoly kihívás elé állítja azokat, akik biogén zárványok után kutatnának. A vizsgálat tárgyát képező példány alapszíne szintén sötét volt, ráadásul a szennyeződések, mikrorepedések és az oxidált felszín is rontott a helyzeten, így a kutatók kizárólag a modern technika nyújtotta lehetőségekben, a különféle háromdimenziós képalkotó szkennelési eljárásokban bízhattak az esetleges zárványok feltérképezését illetően.

Az első laboratóriumhoz, ahol képesek voltak alaposan végigpásztázni a gigantikus ajkaitot, még a megye határait sem kellett átlépni: a Pannon Egyetem CT berendezése éppen alkalmas volt ennek a feladatnak az ellátására. A vizsgálat során a szakemberek örömmel vették észre, hogy a kőben bizony ízeltlábú zárványok egész serege foglal helyet. Az egyik ilyen zárványt az előzetes képek alapján egy relatíve nagyobb termetű pókféleként azonosították, ami kifejezetten nagy izgalmat váltott ki a kutatócsoport tagjaiban. Annak ellenére, hogy a közel 1 cm hosszúságú pók teste szemmel... pontosabban szkennel láthatóan csak néhány végtag elhagyása után örződött meg az utókor számára, a pókfélék meghatározásához rendkívül fontos ivarszervek épnek látszottak, így tudományos szempontból indokolt volt ennek a maradványnak a komolyabb vizsgálata. Mivel a pontos azonosításhoz a pók szerveinek méreteit mikrométer pontossággal kell ismerni, a lehető legprecízebb műszerre volt szükség. Több próbálkozás is történt országszerte, de sajnos a hazánk intézményeiben fellelhető műszerek közül egyik sem volt alkalmas a célra, így a kutatásból nemzetközi ügy lett.

A veszprémi Pannon Egyetem CT berendezése épp a nagy ajkaitot szkenneli (fotó: Szabó Márton)

Azonban mindezek előtt a megfelelő eredmény és a könnyebb disztribúció érdekében az a fájdalmas döntés született, hogy az ajkait „monstrumot” meg kell fosztani méretrekorder címétől és több kisebb darabra kell szedni. Ez nagyon óvatosan, a zárványok helyét figyelemmel kísérve, lassú repesztéssel történt egy satu segítségével, jópár aggódó tekintet ölelésében. Ettől függetlenül én – mivel nem bírom az izgalmakat – egészen biztosan nem tudtam volna végignézni, szóval minden elismerésem és kalapemelésem a szakembereké. És még azt mondják, hogy a tudósok élete nem stresszes... A profizmusnak és a talpraesettségnek köszönhetően a művelet mindenesetre sikeres volt, így mindegyik kis ízeltlábú elindulhatott oda, ahol a megfelelő vizsgálatra alkalmas eszközök voltak.

Az óriás méretű ajkait széttöréséből keletkezett néhány nagyobb darabka (fotó: Szabó Márton)

A pók meg sem állt egészen Hamburgig, ahol a részecskefizikai kutatásokat segítő csúcstechnológia fellegvárában, Németország legnagyobb részecskegyorsító komplexumában, a DESY Intézetben került Dr. Danilo Harmas, Dr. Ulrich Kotthoff és Dr. Jörg Hammel gondozásába. Mint kiderült, aligha vihették volna jobb helyre, az elektroszinkrotronos eljárás bámulatos részleteket fedett fel a kőben. Míg a komputertomográfia, azaz CT tulajdonképpen a hagyományos röntgen-átvilágítás szellemes továbbfejlesztése, amelynek során a vizsgált tárgyat apró szeletekben világítják át és képeznek belőle a sugárelnyelődés mértékét elemezve háromdimenziós képet, addig a részecskegyorsítóban a szinkrotronsugárzást létrehozó, közel fénysebességre felgyorsított szubatomi részecskék, elektronok és pozitronok segítségével alkotják meg a képet. Ezzel nagyságrendekkel élesebb sugárnyalábot tudnak létrehozni, ami bizonyos kőzettípusoknál jobb felbontást, vagy egyszerűen élesebb képet jelent. Így a szinkrotronos vizsgálat az ajkaitban rekedt arachnid esetében is perdöntő adatokkal tudott szolgálni. Mint kiderült, a bakonyi pók egy ma is ismert családba, az angol nyelvből való tükörfordítással „kétfarkú pókoknak” is nevezhető Hersiliidae-k közé tartozik, ám mivel egyetlen fosszilis vagy ma élő genushoz sem sorolható, új nemként és fajként, Hungarosilia verdesi néven került bele a tudomány nagy könyvébe. A genus neve ’magyar Hersiliidae pókot’ jelent, a fajnév pedig a tanulmány fő szerzőjének nagyapja előtt tiszteleg, aki dolgos életét az ajkai szénbányák vájáraként élte le.

A Hungarosilia verdesi szinkrotronos vizsgálatának képgalériája. Kattints a képekre a nagyobb nézetért!

kép: A Hungarosilia verdesi élőhelyén, a háttérben egy páncélos dinoszaurusszal (Szabó Márton grafikája).
kép: A DESY PETRA III részecskegyorsító madártávlatból (forrás: haz.de).
kép: Hamburg (DESY): úton a laboratóriumba (fotó: Szabó Márton).
kép: A Hungarosilia verdesi szinkrotron felvételei, méretarány: 2 mm (forrás: Szabó et al, 2022).
kép: A Hungarosilia verdesi rekonstrukciója (Szabó Márton grafikája).

A Hersiliidae család tagjai a Kárpát-medencében nem honosak, Európában csak a mediterrán területekről ismerjük. Lenyűgöző kis pókról van szó, egy igazi harcosról. Nem vesződik csapdakészítéssel, kiszemelt áldozatát, amelyek kisebb ízeltlábúak, sziklák vagy fák felületén lesben állva figyeli, majd amikor az már olyan közel van, hogy esélye sincs elmenekülni a fürge nyolclábú elől, villámgyorsan körbeszaladva, pókselymet lövellve teszi ártalmatlanná. Valahogy így:

Visszatérve a gondosan felaprózott borostyántömb darabjaira, volt egy másik apró szilánk, amellyel tüzetesen foglalkoztak a kutatók. Ez a szilánk a kő széttörésekor keletkezett, és mint kiderült, egy pattanóbogár szépen konzerválódott maradványát foglalta magában. Ez a példány sem volt olyan állapotban, hogy a hagyományos eszközökkel szóra tudják bírni, ám ebben az esetben már nem kellett olyan messzire utaztatni a követ: kiváló eredményeket sikerült elérni a Szegedi Tudományegyetem Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszékének mikro-CT berendezésével is. Dr. Szenti Imre és Dr. Kukovecz Ákos szakértelmének köszönhetően a szkennelés kiválóan sikerült, így a pattanóbogarak specialistái, Dr. Robin Kundratat, a csehországi Palacky Egyetem kutatója és Németh Tamás, a Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem munkatársa, Johana Hoffmannova és Dr. Alexander S. Prosvirov segítségével hatékony munkába kezdhetett az ízeltlábú beazonosításához.

A pókhoz hasonlóan a pattanóbogár is rendelkezett olyan egyedi bélyegekkel, amely egyértelműen egy új genus és faj bevezetését tette szükségessé. Így lett ebből a példányból is holotípus, szintén egy tiszteletre méltó és egyben a tisztelgést szolgáló új névvel: Ajkaelater merkli. A genus neve Ajka városára és a pattanóbogarak egyik elterjedt hazai nemére, az Elaterre utal, míg a fajnevet a hazai entomológia (rovartan) egyik legnagyobb alakjává nőtt, de sajnos a közelmúltban elhunyt kutatójáról és muzeológusáról, Dr. Merkl Ottóról kapta a taxon.

Az Ajkaelater merkli mikro-CT vizsgálatának képgalériája. Kattints a képekre a nagyobb nézetért!

kép: A nagy ajkaitból keletkezett egyik kis szilánk, benne a pattanóbogár zárványával (fotó: Szabó Márton)
kép: A Szegedi Tudományegyetem mikroCT berendezése (fotó: Szabó Márton)
kép: Folyik a munka az első próbamintákkal a szegedi CT laborban - a képen Dr. Szenti István (fotó: Szabó Márton)
kép: Az Ajkaelater merkli mikroCT felvételei (Szabó et al. 2022)
kép: Piros színű pattanóbogár (Ampedus sp.) Vácról
kép: Hazánkban nyílt, nedvesebb területeken, mezőkön elterjedt faj a szőrös pattanó (Cidnopus pilosus) Szentbékkálláról
kép: Az Ajkaelater merkli rekonstruciója egykori élőhelyén (Németh Tamás alkotása)

Ami az újonnan leírt ajkait zárványok tudományos jelentőségét illeti: a két új ízeltlábú faj egy olyan korból származik, a késő-kréta santoni korszakából, amelyből világszerte meglehetősen kevés borostyánlelet ismert, így aggasztóan hiányos a tudásunk az éra ízeltlábú faunájával kapcsolatban is. A Hungarosilia verdesi például egy 35-40 millió éves lelethiányos periódusba csöppent bele, de hasonlóan fontos a Ajkaelater merkli is a pattanóbogarak történetében.

A fentieken kívül az is figyelemre méltó előrelépés, hogy a kutatók egy a tudomány számára új borostyán lelőhely faunájának leírásába kezdtek bele. Ez még csak az eleje a munkának, a jövőben újabb és újabb eredmények várhatók, annak ellenére ugyanis, hogy a lelőhely eltűnésével korlátozottá vált a feldolgozható anyag, bőven van még a tarsolyban olyan zárványt is tartalmazó kő, amivel érdemes foglalkozni. Minden egyes ilyen munka újabb elem lesz a nagy mozaikban, ami az európai mezozoikum egy olyan területéről ad hírt, amely több szempontból kulcsfontosságú az őslénytan számára. Az Iharkúton feltárás alatt lévő dinoszaurusz lelőhelyhez hasonlóan az ajkait képződési környezete is egy olyan kréta időszaki trópusi szigetvilág emléke, amelyhez hasonló Európa nagy részét kitette akkoriban. Egy ilyen őskörnyezet rovarvilágának a feltárása kiemelkedően szükségszerű a tudomány számára, hiszen más kutatásokhoz is szolgálhat jelentős információkkal.

Én mindenképpen nagy figyelemmel fogom kísérni az ajkaittal kapcsolatos kutatásokat a jövőben is, és igyekszem majd minden újdonságról beszámolni a Paleotóp Őslényblog hasábjain.

A tanulmányok:

Szabó M., Hammel J. U., Harms D., Kotthoff U., Bodor E., Novák J., Kovács K., Ősi A. First record of the spider family Hersiliidae (Araneae) from the Mesozoic of Europe (Bakony Mts, Hungary). Cretaceous Research 131 (2022) 105097. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2021.105097
Szabó M., Kundrata R., Hoffmannova J., Németh T., Bodor E., Szenti I., Prosvirov A. S., Kukovecz Á., Ősi A. The first mainland European Mesozoic click‑beetle (Coleoptera: Elateridae) revealed by X‑ray micro‑computed tomography scanning of an Upper Cretaceous amber from Hungary. Sci Rep 12, 24 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-021-03573-5