Mikrofossiler er rester etter ørsmå planter, dyr og bakterier. I noen tilfeller blir betegnelsen også brukt om små fragmenter eller deler av større organismer, som for eksempel små fiskeskjell og dyretenner. Felles for alle mikrofossiler er at man trenger lupe eller mikroskop for å studere dem.
Figur 1. Mikrofossiler. A, Silikoflagellat. B, Foraminifer. C, Spore. D-E, Pollen.
De eldste mikrofossilene som er funnet på jorda er rester etter bakterier og blågrønnalger. Disse var små, encellede mikroorganismer som oppsto i havet allerede for mer enn 3 milliarder år siden. Utviklingen skjedde raskt, og siden den gang har det oppstått millioner av nye en- og flercellede mikroorganismer, både planter og dyr. Noen lever fremdeles, mens andre har dødd ut (figur 2). Noen mikroorganismer levde kun i en kort periode og har derfor en avgrenset utbredelse i de sedimentære bergartene. Disse blir gjerne kalt ledefossiler og anvendes når man ønsker å bestemme alderen på en bergart.
Figur 2. Utbredelse av forskjellige mikrofossiler gjennom geologisk tid.
Mikroorganismer har helt siden livets opprinnelse dannet hovedgrunnlaget for alt liv på jorda. I dag finner vi mikroorganismer i havvann, ferskvann og brakkvann, og i noen tilfeller også i luft, jord og snø. Størstedelen finner vi i havet. Her utgjør de ca. 90 % av biomassen, og danner utgangspunkt for alle næringskjeder. Planteplanktonet produserer opptil 70 % av alt det oksygenet planter og dyr forbruker på jorda.
De fleste mikroorganismene i havet består av en- eller noen få celler. Noen har et skjelett/skall inni eller utenpå cellen(e) som kan bestå av kalk (CaCO3), silika (SiO2), kalsiumfosfat [Ca5(PO4)3] eller annet motstandsdyktig materiale (tektin, sporopollenin, kitin). Skjelettet/skallet kan være en sammenhengende enhet eller bestå av to eller flere deler.
|
Art: En art innbefatter (hos nålevende organismer) alle individer som viser stor likhet i utsende, oppbygning og levesett. Individer av samme art kan krysses med hverandre og gi fruktbart avkom. I paleontologien bruker man ordet art (eller morfoart) om individer som har felles ytre bygningstrekk. |
Palynomorfer er mikrofossiler som ikke etses bort av sterke syrer. Planktoniske (plankton) mikroorganismer er et fellesnavn på alle mikroorganismer som lever fritt i vannmassene. Bentiske mikroorganismer er mikroorganismer som lever på eller i sedimentene. |
Når mikroorganismene dør synker de ned på havbunnen. En del forsvinner på veien, enten ved at de blir spist eller ved at de råtner bort. De resterende, og helst de som er bygd opp av et motstandsdyktig materiale, vil kunne bli bevart i bunnsedimentene som mikrofossiler. Mikrofossiler finnes i de fleste avsetningstyper og kan opptre i store mengder selv i små sedimentprøver. I noen tilfeller hvor det er lite oksygen tilstede og dermed lite forråtnelse, kan det dannes tykke lag av mikrofossiler på havbunnen. Når disse lagene blir dekket av sand og leire, og utsatt for høye temperaturer og stort trykk blir fossilene omdannet til hydrokarboner. Dette danner hovedgrunnlaget for alle jordas olje- og gassforekomster.
Noen bergarter består nesten bare av mikrofossiler. De mektige hvite klippene ved Dover og i Dorset i Sør-England er et eksempel på dette. Denne kalkbergarten ble avsatt mot slutten av kritt-tiden (for ca. 70-100 millioner år siden) og inneholder hovedsakelig kokkolitter og foraminiferer.
Mikrofossiler kan også brukes til å fortelle oss noe om hvordan miljøet og klimaet har forandret seg gjennom jordas historie. For å finne ut dette må man studere mikroorganismer som både finnes fossilt i sedimentene og som lever i dag. De fleste organismer har spesielle krav til hva slags miljø de lever i. For eksempel trives noen bare i kaldt vann mens andre trives bare i varmt vann. Ved å bruke denne kunnskapen kan man undersøke hvordan antallet av de forskjellig organismene varierer gjennom kjerneprøver som er hentet opp fra havbunnen. I den del av kjernen hvor man finner mange individer av den arten som liker kaldt vann, har klimaet vært kjølig og omvendt. Studerer man forholdene nedover i kjernen vil dette være det samme som å studere miljøet bakover i tid. Mikrofossilene er derfor svært viktige for å studere klimavariasjoner gjennom tidligere tider.
Dinoflagellater (silur-nåtid)
Dinoflagellater er encellede, planktoniske mikroorganismer som lever i ferskvann, i brakkvann og i havet. Noen har karakteristiske trekk som er vanlig for planteplankton mens andre likner dyreplankton. Vanligvis blir de ansett å være små alger (0,005-2 mm). Dette fordi de inneholder klorofyllpigmenter som brukes under fotosyntese og fordi de har en vegg av cellulose.
Figur 3A. Dinoflagellat. Figur 3B. Dinoflagellat (Gonyaulax grindleyi).
Dinoflagellatene er kjennetegnet ved at de har to haleliknende utvekster (flageller). Disse er festet i hver sin fure (figur 3). Den ene, ringfuren, ligger som et bånd rundt midten, mens den andre, lengdefuren, starter ved ringfuren og vender nedover. Hos mange er det ytre "skallet" delt opp i mange plater.
Raske oppblomstringer av dinoflagellater (som gjør at havet får en rødlig farge) finner gjerne sted om våren og sommeren når vannmassene inneholder mye næring. Noen dinoflagellater skiller da ut en gift som er svært skadelig og ofte dødelig for fisk.
Ca 20 % av alle dinoflagellater gjennomgår et hvilestadium hvor det dannes en motstandsdyktig cyste (en form for hvilespore). Cystene er bentiske og har et svært karakteristisk utseende. De består av et motstandsdyktig organisk materiale som lett blir oppbevart fossilt. Cystene er godt egnet som ledefossiler.
Akritarker (sen prekambrium-kvartær)
Akritarker er marine, encellede spore- eller cysteliknende mikrofossiler. De regnes vanligvis med i gruppen palynomorfer som bl.a. omfatter dinoflagellater, pollen og sporer. Dette fordi de har en motstandsdyktig, sterk ytre vegg av organisk materiale som omgir selve cellen. Den ytre formen variere svært (figur 4), fra runde til mangekantede, med eller uten utvekster.
Akritarkene oppsto allerede mot slutten av jordas urtid (prekambrium) og levde frem mot slutten av kvartær. De er svært nyttige ved sammenlikninger av bergarter fra sen prekambrium og paleozoikum, spesielt der hvor det finnes lite andre fossiler.
Figur 4. Akritarker varierer i størrelse fra 0,05-0,5 mm (modell fra Paleontologisk museum).
Silikoflagellater (kritt-nåtid)
Silikoflagellater er bitte små (0,02-0,1 mm), marine planteplankton. De er encellede og har både flageller og pseudopoder. Inne i cellen finnes et skjelett av silika. Skjelettet er ofte mangekantet med små og store "vinduer". Det har vanligvis radiær symmetri med pigger ut fra hjørnene (figurene 1A og 5). Skjelettet og piggene er hule inni.
Silikoflagellatene er mest tallrike i områder med mye næring. De finnes ofte i dyphavssedimenter sammen med diatoméer og radiolarier.
Figur 5. Silikoflagellater.
|
Autotrof og heterotrof er betegnelser på ulike måter som organismene skaffer seg energi på til livsprosessene (auto, gresk = selv; trof, fra gresk trophe = mat; hetero, gresk = forskjellig). En autotrof organisme er "selvmatende", det vil si den kan danne energirike, organiske forbindelser fra enkle, uorganiske forbindelser (karbondioksid og vann) ved bruk av energi fra omgivelsene. I fotosyntesen er energien sollys, i kjemosyntesen er den bundet i uorganiske molekyler og frigjøres ved oksidasjon, men ellers er den helt lik fotosyntesen. I begge syntesetypene brukes energien til å spalte vannmolekyler (H2O) og bygge hydrogenet sammen med karbondioksid (CO2) til energirike karbohydratmolekyler. Alle grønne planter og andre eukaryoter som har klorofyll (planktonalger) er autotrofe og har fotosyntese. De aller fleste bakterier og alle dyr er heterotrofe; de kan ikke produsere sin egen næring ved hjelp av energi fra omgivelsene, men må fortære andre organismer for å skaffe seg energi. Noen få bakterieformer har imidlertid kjemosyntese og er autotrofe; eksempler er svovelbakterier som får energi til syntesen ved å oksiderer hydrogensulfid til svovel og videre til sulfat (H2S -> S -> SO4 - - ) og jernbakterier som oksiderer toverdig jern til treverdig (Fe2+ -> Fe3+). I 1977 oppdaget en bemannet ubåt svovelrike varmtvannsutstrøminger på ca. 2500 m dyp utenfor Guatemala, hvor det lever autotrofe bakterier som danner livsgrunnlaget for et mangfoldig dyreliv. De eldste livsformene på jorda var sannsynligvis lignende former av autotrofe bakterier, og de fleste biologer tror at fotosyntesen ble utviklet hos organismer med kjemosyntese som utviklet klorofyll. Fotiske sone er den øverste del av vannmassene (vanligvis de øverste 200 m) i hav eller innsjø hvor sollyset slipper gjennom. Fotosyntese er en kjemisk reaksjon som skjer i planter. Plantene omgjør (ved hjelp av sollys) karbondioksid (CO2) og vann (H2O) til oksygen (O2) og druesukker (C6H12O6). Alle organismer som driver med fotosyntese er autotrofe. |
Diatoméer (kritt-nåtid)
Diatoméer er små encellede alger med skall av silika. De blir derfor ofte kalt kiselalger. Hver organisme består av to skalldeler som har forskjellig størrelse. De to delene er satt sammen omtrent som en eske med lokk. To typer diatoméer finnes; de runde (figurene 6 og 7A) og de avlange (figur 7B).
Diatoméene er autotrofe og er derfor avhengig av sollys for å leve. Vanligvis finnes de overalt hvor det er vann tilstede, m.a.o. både i saltvann, ferskvann og brakkvann, og til og med i snø på breer og fonner.
Diatoméene er svært følsomme for det miljøet de lever i og brukes derfor ofte i kartlegging av miljøforandringer. De er også viktige som bl.a. poleringsmiddel (tannpasta), i fremstilling av dynamitt, ved bekjemping av insekter og som isoleringsmateriale. Avsetninger som hovedsakelig består av diatoméer kalles diatomitt.
 |
Figur 6 (til venstre). Diatomé (Aulacodiscus sp., modell fra Paleontologisk museum). Figur 7 (over). Rund (sentrisk). Avlang (pennate). Diatoméer er vanligvis mellom 0,005-2 mm store. |
Kokkolittoforider (sen trias-nåtid)
Kokkolittoforider er små (0,01-0,05 mm), encellede marine alger med kalkskall (figur 8). Skallet består av mange små plater som kalles kokkolitter. Kokkolittene er vanligvis runde eller ovale, og formen kan variere innen ett og samme individ. Når organismen dør råtner den organiske cellen opp og kokkolittene frigis. I sedimentene finner vi derfor som oftest bare disse små platene løse og ikke sammensatt i en kokkolittoforide.
Kokkolittoforidene har tre små haleliknende utvekster (flageller) som de bl.a. bruker når de svømmer rundt i vannmassene. Artsrikdommen er størst i varme havområder og avtar etter hvert som man forflytter seg nordover/sydover inn i kaldere farvann. En spesielt høy anrikning av algene finnes i områder hvor næringsrikt vann føres opp fra havbunnen til de øvre deler av vannmassene. I slike områder kan kokkolittene danne tykke lag med kalk på havbunnen.
Kokkolitter blir ofte brukt i oljeindustrien til datering av bergarter, men anvendes også for å rekonstruere klima gjennom jordas historie.
Figur 8. Kokkolittoforide (Umbilicosphaera sibogae, modell fra Paleontologisk museum).
Sporer (silur-nåtid)
En spore er et en- til få-cellet, mikroskopisk legeme som tar del i reproduksjonen hos bakterier, sopp, alger, moser og høyerestående karsporeplanter (bregner, kråkefot og snelleplanter). Sporene til de landlevende plantene har som hos pollen en vegg av sporopollenin som er svært motstandsdyktig og vanskelig å bryte ned. Sporens utseende gjør at de kan skilles fra pollen. De deles inn i to typer; trilete sporer med radial symmetri (figurene 1C og 9A) og monolete sporer med bilateral symmetri (figur 9B).
Sporer er hyppig brukt i biostratigrafiske studier av bergarter fra silur frem til i dag. De er spesielt viktige i paleoøkologiske og paleoklimatiske undersøkelser av kvartære avsetninger, der man kjenner til hvilke planter sporene stammer fra.
 Figur 9. Sporer (0,005-4 mm). A, Trilet. B, Monolet. |
 Figur 10. Pollenkorn (modell fra Paleontologisk museum) |
Pollen (karbon-nåtid)
Pollen er blomsterstøv fra høyerestående landplanter som spres via luft, vann og ved hjelp av dyr (f.eks. insekter). Blomsterstøv dannes fra både nakenfrøede og dekkfrøede blomsterplanter.
De fleste pollenkorn har svært karakteristiske ytre kjennetegn (figurene 1D-E og 10). De er omgitt av en cellevegg med to lag. Det ene av lagene inneholder et motstandsdyktig stoff, sporopollenin, som ofte blir oppbevart fossilt.
Analyser av fossile pollenkorn kan gi oss informasjon om tidligere tiders vegetasjon og klima. Særlig interessant har det vært å rekonstruere plantenes innvandring i f.eks. Nord-Europa etter siste istid. Pollen brukes også innen arkeologi og kan fortelle oss hva tidligere mennesker dyrket og spiste.
Radiolarier (kambrium-nåtid)
Radiolarier er encellede, marine dyr som har et indre skjelett av silika (figurene 11 A og B). De har fått navn etter sine mange pseudopoder som "stråler" radiært ut fra sentrum.
Vanligvis deles radiolariene inn i tre typer; Nassellaria (form som en kjegle - figur 12A), Spumellaria (form som en kule - figur 12B) og Phaeodaria (form varierer). Skallet til phaeodariene inneholder kun 20% silika og blir derfor sjeldent oppbevart fossilt i sedimentene.
Radiolariene er planktoniske og lever på de fleste havdyp. De som holder til i den fotiske sonen lever ofte i symbiose med encellede grønnalger som kalles zooxantheller. Symbiose er en form for samboerskap hvor begge parter har gjensidig nytte av hverandre. I dette tilfellet bruker grønnalgen karbondioksid og avfallsstoffer som den får fra radiolarien, og gir tilbake oksygen og næringsemner som den lager gjennom fotosyntesen.
I de ekvatoriale områdene av Stillehavet og i Det indiske hav finnes det så store mengder radiolarier i havbunnssedimentene at det dannes radiolarieslam, dvs. at mer enn 30 % av sedimentet består av radiolarieskjeletter.
Radiolariene brukes ofte til å rekonstruere klimaet gjennom geologisk tid, og til å datere bergarter.
Figur 11. Radiolarier. Til venstre:Theocyrtis annosa; til høyre: Gamospyris circulus, modeller fra Paleontologisk museum.
Figur 12. A, Nassellaria. B, Spumellaria. Radiolarier er vanligvis mellom 0,05-0,2 mm store.
Foraminiferer (kambrium-nåtid)
Foraminiferer er encellede dyr omgitt av et skall som består av kalsitt, tektin eller små sammenkittede sandkorn (agglutinert skall). De lever i havet og deles i to grupper; de som lever på bunnen og de som lever i vannmassene. Skallet kan bestå av et eller flere kamre som er plassert på forskjellige måter i forhold til hverandre (figur 13). Navnet har de fått p.g.a. alle sine små porer og åpninger (foramen) som finnes i skallet.
Foraminiferene har bløte, pigg-liknende utvekster som kalles pseudopoder (figur 1B). Disse brukes til å fange mat, til å bevege seg med og til å bygge opp skall. I noen tilfeller brukes pseudopodene også som et anker for å holde organismen fast til underlaget.
Nålevende foraminiferer trives best i varmere havområder. Artsrikdommen er derfor størst rundt ekvator og den avtar mot polene hvor det stort sett bare finnes en art. På grunn av at kalkskallene løses opp på store havdyp finnes det flest foraminiferer på vanndyp grunnere enn 3000 m. På vanndyp større enn ca. 3700 m løses all kalsitt opp og foraminiferer med kalkskall forsvinner. På dette dyp dominerer foraminiferer med agglutinerte skall.
Foraminiferene brukes i oljeindustrien til å datere bergarter som det utvinnes olje og gass fra. Ellers brukes de også i studier av jordas klimatiske og økologiske historie.
Figur 13. Foraminiferer (modeller fra Paleontologisk museum): 1. Cibicides sp., 2. Globorotalia sp., 3. Epihidium sp., 4. Pyrgo sp.
|
Kalk er et fellesord som brukes både om kalsitt og aragonitt. Begge mineralene har samme kjemisk formel (CaCO3), men krystalloppbygningen er noe forskjellig. Både aragonitt og kalsitt brukes i skall og skjeletter hos mikroorganismer. Men på grunn av at aragonitt brytes lettere ned enn kalsitt er det vanligst å finne skjelett/skall av kalsitt fossilt i sedimentene. |
Ostrakoder (kambrium-nåtid)
Ostrakoder kalles ofte muslingkreps (figur 14). De er bitte små krepsdyr vanligvis mellom 0.5 og 1.5 mm store. De har to skall som er hengslet sammen langs ryggsiden. Skallene består av kalk eller kitin. Under skallet finnes et hode og en kropp, samt antenner og spesialiserte bein som brukes til å svømme med, gå med, fange mat med osv. Det er vanlig at hunnene og hannene har forskjellig utseende og størrelse. Ostrakodene finnes i ferskvann, i brakkvann og i havet. De lever både på bunnen og i vannmassene. De brukes ofte ved datering av marine avsetningsbergarter.
Figur 14. Ostrakoder. A, Det lille muslingkrepsdyret inne i skallet. B, Skallet sett utenfra.
Conodonter (kambrium-trias)
Conodonter fungerte sannsynligvis som små elementer i tyggeapparatet hos meget primitive ryggstrengdyr. Conodontelementene (figur 15) består av kalsiumfosfat og de fleste er mellom 0.1 og 2 mm store. Selve conodontdyret finner man sjelden oppbevart fossilt, men i de siste årene er det funnet noen eksemplarer i skifre fra karbontiden i Skottland. Disse dyrene var 30-40 mm lange og 1-2 mm tykke. Lansettfisk og pilorm er deres nærmeste slektninger i dag.
Conodonter er vanlige i avsetninger fra jordas oldtid og brukes ofte som ledefossiler i lagrekker fra kambrium til trias.
Figur 15. Conodontelementer (Manticolepis subrecta, modell fra Paleontologisk museum).
Svampnåler (kambrium-nåtid)
Svamper er marine, flercellede, bunnlevende dyr. Deres bløtvev er støttet opp av enkeltnåler eller av nåler som er satt sammen i et nettverk (figur 16). Nålene kan bestå av silika, kalk eller motstandsdyktige organiske stoffer. De kan variere svært i utseende, fra enkle til svært kompliserte former. Svampnålenes størrelse varierer mellom 0.01-1 mm.
Figur 16. Svampnåler.