Древните устрически раковини са прозорци към миналото Подобно на хиляди камъни Rosetta с размер на сапун, черупките могат да разкрият улики за миналото - ако знаете какво търсите

image: https://thumbs-prod.si-cdn.com/-odqwHstaeHFDFyNz9-jK3_qdr4=/800x600/filters:no_upscale()/https://public-media.si-cdn.com/filer/04/d2/04d240a3-d6ed-4e07-ad1c-aa07d425a1b9/collecting-paleo-oyster.jpg

Стивън Дърам (вляво) и баща му, Майкъл Дърам, събират черупки от Оградата Крийк в Медисън, Кънектикът. (Учтивост Hakai / Geoff Giller) От Джефри Гилер, списание Hakai SMITHSONIAN.COM 
16 СЕПТЕМВРИ 2016 Г.


Тази статия е от списание Hakai, онлайн публикация за науката и обществото в крайбрежните екосистеми. Прочетете повече подобни истории на hakaimagazine.com.

Стивън Дърам пренебрегва студената вода, просмукваща се в туристическите му ботуши, докато той се качва в плитка, бракична рекичка, която минава през соленото блато в Медисън, Кънектикът. С всяка крачка под краката му се хрустяха черупки и той изрежда още няколко стриди на ранна смърт. Под тези жертви останките на техните предци се крият в мръсотията. По-малко от метър надолу, те можеха да са на стотици години - артефакти на едно време преди съвременното водене на записи. Подобно на хиляди камъни Rosetta с размер на сапун, черупките могат да разкрият улики за миналото - ако знаете какво търсите.

СВЪРЗАНО СЪДЪРЖАНИЕ

• Колко големи са били стридите в Чесапийк преди колонизацията?

Дърам, който се състезава с подстригана брада от градски ученици и шапка от ресторант с морски дарове, е нов вид шут. Той е един от първите студенти в света, обучени в палеобиологията на опазването, млада област, която прилага уменията на палеонтолога за съвременните предизвикателства за опазване на природата чрез декодиране на животински и растителни остатъци. Изследванията, водени от The Nature Conservancy показват, че в  световен мащаб популациите на стриди са спаднали с 85%  през последните 130 години. Информацията, която Дърам може да събере от старата източна стрида ( Crassostrea virginica) черупки в това малко блато - като колко солена е била водата, когато те са живели, колко голяма и колко бързо те са израснали и колко плътно са били - може да предостави ценен контекст за усилията за опазване и възстановяване на източните рифове от стриди днес. Но хората, отговорни за тази възстановителна работа, ще се нуждаят от убедително.

image: https://thumbs-prod.si-cdn.com/A8-jNQXqtCF_txHrZKPEI00QDLw=/1024x596/https://public-media.si-cdn.com/filer/90/e8/90e8ec11-c239-4bd2-aaa0-2ddbe9976eb3/shells-paleo-oyster.jpg

Една от първите стъпки в лабораторния процес на Дърам е да се разпространят проби върху телена мрежа за почистване. (Учтивост Hakai / Geoff Giller)

Рекичката трябва да е празна, преди Дърам да може да копае в богата на въглерод кал и да събере пробите. Но в момента на прилив, водата все още се стече около глезените му. Дърам продължава да изпълнява другата си задача, без да се бои, като изважда живи стриди от повърхността на коритото на рекичката с цел сравнение. Има много антични миди, чакащи в лабораторията му, на пет часа път с кола.

Дърам, заедно с неговия доктор съветник Грегъри Dietl, е изкопал хиляди източни черупки от стриди от обекти в Луизиана, Каролина и Кънектикът през последните няколко години. В кабинета си в Палеонтологичната изследователска институция в университета на Корнел в Итака, Ню Йорк, те са натрупани на рафтове и в чекмеджета, някои все още са покрити с блатни мръсотии и опаковани в пластмасови торбички за събиране, други са почистени, сортирани, спретнато етикетирани и заградени. Най-малките черупки са само няколко милиметра дълги; най-големите са по-дълги от iPhone. Черупките варират по възраст; някои са относително млади на няколко десетилетия до векове, като тези от рекичката в Кънектикът, а най-старите му черупки датират от стотици хиляди години до плейстоцена. Тези по-стари черупки не са дори от съвременните блата: Дърхам и Дитъл ги намират изложени по стените на каналите, на места, където някога са съществували блата по-далеч във вътрешността, когато нивата на океана са по-високи. Те често намират тези стари черупки непокътнати, като двете половини са изправени, както биха били, когато стридите са били живи, преди блатото да ги погребат преди хилядолетия.

image: https://thumbs-prod.si-cdn.com/Yu3P_MRFZ131rUvFRflncL5UrHQ=/1024x596/https://public-media.si-cdn.com/filer/c1/0f/c10f462e-4698-4d60-8eb0-4cbfb894f158/measuring-paleo-oyster.jpg

Стивън Дърам измерва черупка от стриди от Южна Каролина в лабораторията си в Итака, Ню Йорк. (Учтивост Hakai / Geoff Giller)

Няколко дни след завръщането си от Кънектикът в лабораторията от кабинета си, Дърам слага на разстояние 350 000-годишни проби от място в Южна Каролина. След като е изчистил всяка проба от торбички, той разресва колекцията и съчетава единични черупки от стриди в двойки, като древен пъзел. - Та-да - казва той и вдига сет. С двете половини той може да е сигурен, че измерва пълния размер на стридата и че е живял близо до мястото за събиране и не е просто да се измива от вълни или приливни течения.

От там Дърам започва да превръща стария калциев карбонат в твърди данни. Той избира няколко черупки за анализ, разрязва ги наполовина и след това разпръсква изрязаните повърхности с лазер, за да измерва съотношенията на елементи като магнезий, калций и барий. Съотношението на магнезия към калция се променя с температурата, така че той може да изведе живота на една стрида, като види колко горещи и студени сезони е преживял. Съотношенията барий и калций в материала на обвивката се различават леко с местната соленост, което показва колко солена е била водата по времето, когато е живяла стридата.

Има дори информация в детрит, че той измива черупките. Докато размазва раковини, натрупани върху телената мрежа, те дрънчат като счупено стъкло. Той изважда една невероятно малка черупка на охлюв, която не е много по-голяма от кукла. „ Boonea impressa “, заявява той: паразит на стриди. Нейното присъствие и наличието на други черупки без проба в пробата - всички от животинските видове днес - разкриват повече за околната среда, от която идват стридите. Например,  Boonea  живее в по-тесен диапазон от соленост, отколкото източната стрида, така че древната проба дава допълнителни доказателства за това колко солена е била водата през всичките тези години на мястото в Южна Каролина, откъдето идва тази партида черупки.

 

image: https://thumbs-prod.si-cdn.com/KD0Pn91OC0u_bJ2o5nahyiKfjg8=/1024x596/https://public-media.si-cdn.com/filer/58/88/58884bf0-c86d-4c4a-b25d-d7a7240df75f/cutting-paleo-oyster.jpg

В лабораторията му Стивън Дърам използва диамантена трион, за да пререже черупка от стриди. (Учтивост Hakai / Geoff Giller)

Консервационната палеобиология може да осигури забележително пълна картина за това как стридите или други организми са живели много преди хората да пристигнат на сцената. "Можем да кажем на мениджърите какви популации от стриди изглеждаха в миналото", казва Дърам. Въпросът сега е: "Какви неща искат да знаят?"

Горещи по петите на този въпрос идва затруднение как да се разпространи информацията. Полето на консервационната палеобиология за пръв път е обявено през 2002 г., въпреки че учените използват неговите техники в продължение на няколко десетилетия; През 2009 г. Dietl помогна за организирането на презентации за това на среща на Геоложкото дружество на Америка. Появяващата се област сега се гордее с членовете си в Северна и Южна Америка, Европа и Австралия. А обхватът на работата се простира отвъд стридите: палеобиолозите от консервацията са използвали цветен прашец и следи от семена, за да определят дали някои растения от Галапагос са първоначално местни или инвазивни, и са изучавали изкопаеми корали, за да покажат промени в разпределението в отговор на мащабни скали. промените в климата. И все пак много мениджъри по възстановяването все още не са наясно с тази област - или остават скептични.

Мнозина са „заинтригувани, но леко подозрителни“ за палеобиологичните данни, казва Роуан Локууд, професор по геология и палеобиолог в колежа на Уилям и Мери във Вирджиния. "Това е нов източник на данни за тях, и аз не мисля, че са напълно убедени." Това чувство беше отразено в  резултатите от проучване,  проведено от около 100 души, работещи за възстановяване на стриди в САЩ и публикувано от Дърам и Дител миналата година.

 

image: https://thumbs-prod.si-cdn.com/gcqg6GEmqH583WyAGQ8tXP3T1C4=/1024x596/https://public-media.si-cdn.com/filer/a2/e3/a2e37126-4a0a-4d48-94ab-09d44a85629f/snail-shell-paleo-oyster.jpg

Други видове, намерени сред старите черупки от стриди, като този Boonea impressa , предоставят повече подробности за миналото: например, солеността на водата по време на живота на стридите. (Учтивост Hakai / Geoff Giller)

Някои смятат, че тайните на древните черупки имат ограничена стойност за планиране на възстановителните усилия днес. „В последните 200 години има редица промени в рифовете на стридите“, казва Филин Цу Ермгасен, която изучава морските екосистемни услуги в университета в Кеймбридж. „Да се ​​пренебрегне този факт би било изключително наивно.” По-важно е, казва тя, да разбере настоящите условия.

Дърам и Дитъл твърдят, че учените от възстановяването трябва просто да факторират палеобиологичните данни в техните уравнения - заедно с настоящите условия. Една от силните страни на тяхната информация е, че тя може да помогне да се избегне капана на „променящите се изходни линии“. Това е идеята, че светът по време на нашия живот, или в най-близкото минало, е нашият модел - или базова линия - за това как трябва да е светът да погледнем, дори ако този свят е или вече е бил силно деградиран.

„Ако си поставяш цели, базирани на нещо, което вече е напълно деградирано, може да не постигнеш много,” казва Дитъл. Нито той, нито дори най-оптимистичните реставратори на стриди очакват крайбрежната ивица да изглежда така, както преди индустриалното събиране и крайбрежното развитие. Все пак този тип исторически данни могат да помогнат да се гарантира, че целите на възстановяването са подходящо амбициозни и подходящи за условията на околната среда. - Може би бихте могли да го възстановите, за да бъде по-добро, но нямате представа, защото вашата мярка за успех гледа на риф, който е бил деградиран за един век.

Палеобиологията на консервацията има поне един успех на стриди. На място близо до Евърглейдс на Флорида, мениджърите по реставрацията използваха палеобиологични данни, събрани през 2007 и 2008 г., за да помогнат да се определят цели за възстановяване на рифа и да се изясни как да се възстанови сладководния поток по начин, който би бил от полза за стридите. Данните, обяснява Асуани Волети, която е участвала в проекта и сега е професор по морска наука, специализирана в биологията на миди и възстановяване на местообитанията в Университета на Северна Каролина Уилмингтън, също показаха, че стридите никога не са били в определени заливи, така че опитите им да “възстановят” тези райони може да се окажат безсмислени.

 

image: https://thumbs-prod.si-cdn.com/xwWhUzuWzx9YL9EbAy2pxrT5Hwc=/1024x596/https://public-media.si-cdn.com/filer/af/69/af695527-e66c-45d3-bd7d-14f1b02e2283/cross-section-paleo-oyster.jpg

Изрязаният ръб на черупката на стриди може да бъде оценен за различни елементи, като магнезий и калций; съотношенията могат да показват колко години е живяла стридата. (Учтивост Hakai / Geoff Giller)

Черупките от Южна Каролина, които Дърхам измива и сортира в лабораторията си, са от времето между ледниковите епохи, когато светът е бил средно с около 1 до 2 ° C по-топъл, отколкото е днес. Това означава, че черупките също могат да бъдат заместители на това как ще изглеждат стридите в близко бъдеще. Досега данните му сочат, че стридите в по-топлите климати са по-малки и по-кратки. Това може да е важна информация за мениджърите за възстановяване, тъй като целите за възстановяване могат да включват биомаса на стриди и възрастови показатели.

Палеобиологичните данни също могат да помогнат да се разкаже една мощна история за това, което е загубено, което може да генерира местна подкрепа за проекти за възстановяване. Хората вероятно няма да се борят за нещо, ако не знаят, че то съществува. Но покажете на някого доказателства за това, което са загубили, казва Дитъл, и може би ще кажат: „Аз загубих нещо. Може би трябва да го върнем.

В тесната лаборатория в сутерена, Дърам притиска друга черупка към подвижна ръка и захранва диамантения трион. Острието крещи като ръждясал заглушител, който стърчи по бетона, тъй като бавно пресича стотици хиляди години история.

Веднъж завършил срязването, той задържа черупката и изследва суровия ръб, с многобройните си възможности.

Прочетете повече приказни научни истории на  hakaimagazine.com . 

Read more: https://www.smithsonianmag.com/science-nature/ancient-oyster-shells-are-windows-past-180960481/#4v8Uy2IhjxQW2ibB.99
Give the gift of Smithsonian magazine for only $12! http://bit.ly/1cGUiGv
Follow us: @SmithsonianMag on Twitter