Ledtrådar till tjärgraven ger nyheter om istiden

February 22, 2022 paramo Svenska Artiklar 0

LOS ANGELES — Forskare vandrar ofta till avlägsna områden på jakt efter viktiga fossiler. Vissa tillbringar veckor med att gräva i Asiens öknar, kamma de torra kullarna i den amerikanska västern eller undersöka bergssidor i Alaska. Andra har tillbringat decennier med att arbeta med hackor och spadar mycket närmare hemmet – inklusive i en innerstadspark här.

Under det senaste århundradet har forskare grävt upp miljontals fossiler från La Brea Tar Pits. Fossilerna kommer från istidens varelser, stora som små. De var fångade under många tusen år i jord som gjordes sliskig av råolja som sipprade upp från djupet under jorden. Detta har gjort stadsplatsen till en av världens mest kända källor till istidsfossiler.

Ulliga mammutar och andra djur överlevde de kyliga temperaturerna under världens senaste istid. Mauricio Antón/PLOS/Wikimedia Commons (CC BY 2.5) De representerar mer än 600 arter av djur och växter som levde för ungefär 12 000 till 45 000 år sedan. Fossilerna inkluderar många stora djur, som mammutar, kameler och sabeltandade katter. Vissa bevarar det som finns kvar av myror, getingar, skalbaggar och andra mindre organismer. Många fossiliserade arter har dött ut. Andra, inklusive vissa insekter, bor inte längre i Los Angeles – men kan fortfarande hittas i närheten.

Under den senaste istiden kvävde kilometertjocka inlandsisar stora delar av Kanada och norra USA. Inga inlandsisar täckte det som nu är södra Kalifornien. Det fanns dock glaciärer i närheten på bergen öster om Los Angeles.

I allmänhet var regionens klimat mycket svalare och blötare – ungefär som det är idag 480 kilometer norrut. Under de tiotusentals år som istiden varade varierade medeltemperaturerna från år till år och från ett decennium till ett annat. Först när istiden tog slut värmdes temperaturerna upp för gott.

Forskare kan lära sig om det förflutna klimatet genom att analysera ledtrådarna som finns i fossiler av djur som för länge sedan är fångade i tjärgroparna.

Genom att studera skillnader i samma art genom tiden kan forskare också se hur ett förändrat klimat påverkat djuren. Längs vägen har forskare dykt upp några överraskningar. Till exempel har vissa djur inte alltid utvecklats på ett sätt som forskarna hade förväntat sig.

Små ledtrådar

Trots sitt namn finns det ingen tjära vid La Brea Tar Pits. Den trögflytande gooen som bubblar till ytan är faktiskt en tjock form av råolja som kallas bitumen. Tjärgroparna bildades när denna bitumen har sipprat ut från djupa underjordiska. Vid kallt väder är oljan fast. Det går inte att fastna i det. Men när vädret blir varmt mjuknar oljan och blir sliskig. Sedan kan den fånga även stora varelser.

Förklarare: Förstå istider I slutet av 1800-talet upptäckte ranchägare som bodde väster om centrala Los Angeles några gamla ben på sina fält. Under många år trodde gårdsägarna att benen var från boskap eller andra husdjur som råkade fastna i oljan som sipprade upp till ytan där. Men 1901 insåg William Warren Orcutt att bönderna hade haft fel. Den här geologen, som arbetade för ett oljebolag i Kalifornien, insåg att benen kom från forntida varelser.

Lite mer än ett decennium senare började forskare gräva ut de fantastiska fossilerna vid Rancho La Brea (spanska för The Tar Ranch ).

Under kallt väder är tjäran på Rancho La Brea fast och varelser kan gå på den säkert. Men i varmt väder, som visas ovan, blir tjäran sliskig, avger metanbubblor (se video här) och blir en dödlig fälla, även för stora varelser. George C Sida Museum/Video J. Raloff

Till en början var paleontologer – forskarna som studerar fossil – bara intresserade av benen hos stora, ovanliga varelser. Dessa inkluderade mammutar (relaterade till dagens elefanter) och sabeltandade katter (släktingar till lejon och tigrar). Även om dessa sedan länge försvunna varelser verkligen var imponerande, hade bitumen fångat många mindre varelser också, konstaterar Anna Holden. Som paleoentomolog (PAY-lee-oh-en-tow-MOL-oh-gist) studerar hon forntida insekter. Hon gör detta för Natural History Museum i Los Angeles County, inte långt från tjärgroparna.

Ofta kan de små varelser som paleontologer länge ignorerat ge stora ledtrådar om ekosystemet där de hade levt. Till exempel studerade Holden förra året hålorna som insekter hade tunnlat in i benen på bison, hästar och andra djur som äter gräs. De bentuggande insekterna hade livnärt sig på djuren efter att de hade dött. Instängda i tjärgroparna hade deras kvarlevor ännu inte sjunkit ner i den klibbiga smutsen.

Det tar minst fyra månader för insekterna att utvecklas till vuxna, konstaterar Holden. De är aktiva endast under de varmaste månaderna. Detta tyder på att även i mitten av den senaste istiden, för ungefär 30 000 år sedan, fanns det perioder då klimatet var tillräckligt varmt för att bitumen skulle kunna fånga djur – och för att insekterna som livnär sig på dem skulle vara aktiva. Det tyder också på att somrarna måste ha varat i minst fyra månader under dessa varma intervall.

Nu är Holden igång igen. Den här gången tittar hon på fossilerna av två puppor från lövskärarbin. (“Pupae” är plural av pupa, livsstadiet precis innan insekter blir vuxna.)

Dessa bifossiler hade grävts upp från tjärgroparna 1970. De hade utvunnits från cirka 2 meter (6,5 fot) under marken. Denna nivå innehöll resterna av djur, inklusive insekter, som hade levt för mellan 23 000 och 40 000 år sedan.

Video: Hur såg sabeltandkatter ut?

Till skillnad från honungsbin skapar lövskärarbin inte bikupor. De lever ett ensamt liv. Deras bon är tunnlade in i växtstammar, ruttnande trä eller lös jord. En hona lägger ett ägg inuti en liten kapsel gjord av lövbitar trimmade från ett träd eller en buske. Detta beteende förklarar varför bina kallas “bladskärare”.

La Brea-bipupporna hade livnärt sig på pollen och nektar. Bihonan hade deponerat måltiden innan hon lade ett ägg och förseglade dess kapsel.

Varje kapsel är bara cirka 10,5 millimeter (0,41 tum) lång och 4,9 millimeter (0,19 tum) i diameter. Det är en smula mindre än metallbandet som håller på plats ett suddgummi. Holden och hennes team använde en kraftfull röntgenmaskin för att göra 3D-skanningar av varje puppa. Sedan kombinerade en dator hundratals av dessa skanningar, var och en avbildade en tunn skiva vävnad som bara var ungefär en tredjedel av tjockleken på det finaste människohåret. Resultatet är en detaljerad 3D-bild som datorn kan avbilda från vilken vinkel som helst. Datorn kan också titta in i denna digitala massa för att se interna strukturer eller lager.

Här är 3D-skanningar av fossil av lövskärarbi som grävts fram vid Rancho La Brea (vy ovanifrån och från sidan till vänster). Skanningarna ger fina detaljer om pupporna (topp- och sidovyer till höger). Här är en video som visar en av pupporna från alla håll. AR Holden et al/PLOS ONE 2014

“Först trodde jag inte att vi hade någon chans att identifiera dessa bin”, säger Holden. Men vissa egenskaper hos pupporna, såväl som den distinkta formen på de små bladrullarna som de var buntade i, hjälpte Holdens team att identifiera typen av bi. Pupporna kom från Megachile (Meh-guh-KY-lee) bin. Deras fossila bokapslar är de första som någonsin bevarats från detta släkte, konstaterar Holden. (Ett släkte är en grupp av närbesläktade arter.) Hon och hennes medarbetare beskrev sina fynd i april 2014

PLOS ONE.

Det är möjligt att regn spolade bibon i en pöl av bitumen, där vätskan senare begravde dem, säger Holden. Det är dock inte troligt. Fossilerna är så känsliga, förklarar hon, att strömmande vatten sannolikt skulle ha slitit isär dem. Istället tror hon att bina måste ha grävt sina bon i jordar vid tjärgroparna. Senare skulle sipprande olja ha täckt boen, misstänker hon. Med tiden skulle jord och annat material som sköljts eller blåste in i området ha begravt bon ännu djupare.

Förklarare: Hur ett fossil bildas