KAREN WETMORE
WHAT ARE FORAMINIFERA?
Foraminiferat (lyhyesti foramit) ovat yksisoluisia eliöitä (protisteja), joilla on kuoret tai testit (tekninen termi sisäisille kuorille). Niitä on fossiileina runsaasti viimeisten 540 miljoonan vuoden ajalta. Kuoret on yleisesti jaettu kammioihin, joita lisätään kasvun aikana, vaikka yksinkertaisimmat muodot ovatkin avoimia putkia tai onttoja palloja. Lajista riippuen kuori voi koostua orgaanisista yhdisteistä, hiekanjyvistä tai muista toisiinsa sementoituneista hiukkasista tai kiteisestä CaCO3:sta (kalsiitista tai aragoniitista).
Täysin kasvaneet yksilöt ovat kooltaan noin 100 mikrometristä lähes 20 senttimetrin pituisiin. Joillakin on symbioottinen suhde leviin, joita ne ”viljelevät” kuorensa sisällä. Muut lajit syövät ravintoa, joka vaihtelee liuenneista orgaanisista molekyyleistä, bakteereista, diatomeista ja muista yksisoluisista levistä pieniin eläimiin, kuten kopepodeihin. Ne pyydystävät ravintonsa ohuiden pseudopodioiden (reticulopodioiden) verkostolla, joka ulottuu yhdestä tai useammasta kuoressa olevasta aukosta. Benthiset (pohjaeläimet) foraminiferat käyttävät pseudopodiaansa myös liikkumiseen.
MISSÄ NIIDET ELÄVÄT?
Maailman valtamerissä elää nykyään arviolta 4 000 lajia. Näistä 40 lajia on planktonisia, eli ne kelluvat vedessä. Loput elävät meren pohjassa olevan hiekan, mudan, kivien ja kasvien päällä tai niissä. Foraminiferoita esiintyy kaikissa meriympäristöissä, vuorovesien välisistä alueista syvimpiin meren syvyyksiin ja tropiikista napa-alueille, mutta foraminiferalajit voivat olla hyvin tarkkoja ympäristön suhteen, jossa ne elävät. Joitakin lajeja esiintyy runsaasti vain valtameren syvyyksissä, toisia vain koralliriutoilla, ja taas toiset lajit elävät vain murtovesien suistoissa tai vuorovesien välisillä suolamailla.
Foraminiferat ovat monien meriympäristöjen runsaimpia kuorellisia eliöitä. Kuutiosenttimetriin sedimenttiä voi mahtua satoja eläviä yksilöitä ja paljon enemmän kuolleita kuoria. Joissakin ympäristöissä niiden kuoret ovat tärkeä osa sedimenttiä. Esimerkiksi joidenkin Bermudan rantojen vaaleanpunainen hiekka saa suuren osan väristään foraminiferan vaaleanpunaisen tai punaisen värisistä kuorista. Kaukana maasta sijaitsevilla syvänmeren alueilla pohja koostuu usein lähes kokonaan planktonisten lajien kuorista.
MIKSI OLEVAT TÄRKEITÄ?
Fossiilisten foraminiferoiden tutkimuksella on monia muitakin sovelluksia kuin se, että se laajentaa tietämystämme elämän monimuotoisuudesta. Fossiiliset foraminiferat ovat hyödyllisiä biostratigrafiassa, paleoekologiassa, paleobiogeografiassa ja öljynetsinnässä.
Palaa alkuun
BIOSTRATIGRAFIA
Foraminiferat antavat todisteita merikivien suhteellisista ikäluokista
On useita syitä siihen, että fossiiliset foraminiferat ovat erityisen arvokkaita merikivien kerrostumien suhteellisten ikäluokkien määrittämisessä. Niitä on ollut olemassa jo kambrikaudelta eli yli 500 miljoonaa vuotta sitten. Niiden evoluutiokehitys on melko jatkuvaa, joten eri lajeja esiintyy eri aikoina. Muodostumat ovat runsaita ja laajalle levinneitä, ja niitä esiintyy kaikissa meriympäristöissä. Lisäksi ne ovat pieniä ja helppoja kerätä, jopa syvistä öljylähteistä.
PALEOEKOLOGIA JA PALEOBIOGEOGRAFIA
Foraminifera antaa todisteita menneistä ympäristöistä
Koska eri foraminifera-lajeja esiintyy eri ympäristöissä, paleontologit voivat käyttää fossiileja menneisyyden ympäristöjen määrittämiseen. Foraminiferoiden avulla on voitu kartoittaa trooppisten alueiden levinneisyyttä menneisyydessä, paikantaa muinaisia rantaviivoja ja seurata valtamerten lämpötilan muutoksia jääkausien aikana. Jos fossiilisten foraminiferoiden näyte sisältää monia nykyisiä lajeja, näiden lajien nykyisestä levinneisyydestä voidaan päätellä, millainen ympäristö kyseisellä paikalla oli fossiilien elinaikana. Jos näytteet sisältävät kokonaan tai suurimmaksi osaksi sukupuuttoon kuolleita lajeja, on edelleen lukuisia johtolankoja, joiden avulla voidaan päätellä menneisyyden ympäristöjä. Näitä ovat esimerkiksi lajien monimuotoisuus, planktisten ja pohjaeläinlajien suhteellinen määrä, eri kuorityyppien suhteet ja kuoren kemia.
Kuoren kemia on käyttökelpoinen, koska se kuvastaa sen veden kemiaa, jossa se kasvoi. Esimerkiksi vakaiden happi-isotooppien suhde riippuu veden lämpötilasta, koska lämpimämpi vesi pyrkii haihduttamaan enemmän kevyempiä isotooppeja. Maailmanlaajuisesti sadoista syvänmeren ydinkerrostumista saatujen planktisten ja pohjaeläinten kuorien stabiilien happi-isotooppien mittauksia on käytetty menneisyyden pinta- ja pohjaveden lämpötilojen kartoittamiseen. Nämä tiedot auttavat meitä ymmärtämään, miten ilmasto ja merivirrat ovat muuttuneet menneisyydessä ja voivat muuttua tulevaisuudessa.
ÖLJYNETSINTÄ
Foraminiferoita käytetään öljyn etsimiseen
Jotkut lajit ovat geologisesti lyhytikäisiä, ja joitakin muotoja esiintyy vain tietyissä ympäristöissä. Siksi paleontologi voi tutkia pienessä kallionäytteessä, kuten öljylähteiden porauksen yhteydessä talteen otetuissa näytteissä, olevia yksilöitä ja määrittää geologisen iän ja ympäristön, jossa kallio on muodostunut. Tämän seurauksena öljyteollisuus on 1920-luvulta lähtien ollut tärkeä työnantaja paleontologeille, jotka ovat erikoistuneet näihin mikroskooppisiin fossiileihin. Stratigrafinen valvonta foraminiferoiden avulla on niin tarkkaa, että näitä fossiileja käytetään jopa ohjaamaan porausta öljypitoisen horisontin sisällä sivusuunnassa porauskaivon tuottavuuden lisäämiseksi.
FORAMINIFEROJEN BIOLOGIA
Vähän vähän tiedetään siitä, miten useimmat foraminiferalajit elävät. Ne harvat lajit, joita on tutkittu, osoittavat monenlaisia käyttäytymismalleja, ruokavaliota ja elinkaarta. Joidenkin lajien yksilöt elävät vain muutaman viikon, kun taas toiset lajit elävät useita vuosia. Jotkut pohjaeläinlajit kaivautuvat aktiivisesti, vaikkakin hitaasti, sedimentin läpi jopa 1 cm:n tuntinopeudella, kun taas toiset kiinnittyvät kivien tai merikasvien pintaan. Foraminiferat ovat niin runsaslukuisia, että ne ovat tärkeä osa meren ravintoketjua, ja niiden saalistajia ovat muun muassa merikotilot, hiekkasärkät ja pienet kalat.Palaa alkuun
FORAMINIFEROJEN LUOKITTELU
Traditionaalisesti foraminiferoiden luokittelu on perustunut ensisijaisesti kuoren tai koepalan ominaisuuksiin. Seinämän koostumusta ja rakennetta, kammion muotoa ja sijoittelua, mahdollisten aukkojen muotoa ja sijaintia, pinnan koristeellisuutta ja muita kuoren morfologisia piirteitä on käytetty foraminiferoiden taksonomisten ryhmien määrittelyyn. Uudet tutkimukset lisäävät molekyylitietoa lajien välisistä sukulaisuussuhteista, jotka voivat vaikuttaa suuresti siihen, miten näitä organismeja luokitellaan.
Kuvissa 1-6 on esitetty elävissä lajeissa yleisesti esiintyviä kammiojärjestelyjä. Seuraavia termejä käytetään: Unilokulaarinen viittaa kuoreen, joka on tehty yhdestä kammiosta Uniseriaalinen viittaa kammioihin, jotka on lisätty yhdeksi lineaariseksi sarjaksi Biseriaalinen viittaa kammioihin, jotka on lisätty kaksinkertaiseksi lineaariseksi sarjaksi Triseriaalinen viittaa kammioihin, jotka on lisätty kolminkertaiseksi lineaariseksi sarjaksi Planispiraalinen viittaa kammioihin, jotka on lisätty spiraalimaisesti yhden kammion sisällä. Trokospiraali viittaa kierteeseen lisättyihin kammioihin, jotka muodostavat torven, kuten etanankuori Milioline viittaa järjestelyyn, jossa kukin kammio ulottuu koko kuoren pituudelta ja jokainen peräkkäinen kammio on sijoitettu jopa 180 asteen kulmaan edelliseen nähden, kuoren keskiakseliin nähden Arboresentti viittaa pystyssä olevaan, haarautuvaan putkien sarjaan. Sellaisia termejä kuin planispiraalinen-biseriaaliseksi ja biseriaalinen-uniseriaaliseksi käytetään, kun kammioiden lisäystapa muuttuu kasvun aikana.
Foraminiferoissa esiintyvistä erilaisista seinämäkoostumuksista ja mikrorakenteista eläville lajeille on yhteistä kolme perustyyppiä. Agglutinoituneet kuoret voivat koostua hyvin pienistä, toisiinsa sementoituneista hiukkasista, ja niiden pinta voi olla hyvin sileä, tai ne voivat koostua suuremmista hiukkasista, ja niiden pinta voi olla karkea. Hyaliinikuoret koostuvat toisiinsa kiinnittyneistä CaCO3-mikrokiteistä, ja niissä on tyypillisesti lasimainen ulkonäkö ja seinämän läpäiseviä huokosia. Huokoiset kuoren seinämät koostuvat mikroskooppisen pienistä CaCO3:n sauvamaisista kiteistä. Ne ovat maitomaisen läpikuultavia tai läpinäkymättömiä, ja niissä ei yleensä ole huokosia alkuperäisten kammioiden ulkopuolella. Joillakin porfyyrisillä lajeilla pienet painaumat pintakuvioinnissa antavat vaikutelman huokosista. Toinen seinämärakennetyyppi, jota kutsutaan mikrogranulaariseksi, koostuu tiiviisti pakkautuneista samanmittaisista pyöristetyistä kalsiittirakeista. Tätä seinätyyppiä esiintyy monissa paleotsooisissa foraminiferoissa, mukaan lukien fusulinidit.