Eesti asus Siluri ajastul lähistroopilises kliimavöötmes ‒ ekvaatorist lõuna pool ning kogu meie ala oli sel ajal kaetud madala rannikumerega. Selles meres elas suur hulk veeloomi ja asus mitmekesine vetikafloora.

Eesti kohal paiknenud mere ökosüsteemi kohta annavad meile uusi teadmisi vetikafossiilid, mis tulid päevavalgele Jõgeva maakonnas Kalanas Otisaare karjääris.  

Siluri ajastul, 440 miljonit aastat tagasi võis maailmakaart välja näha just selline. Kaardile on märgitud selle ajastu makroskoopiliste lubistumata vetikafossiilide leiukohad: 1. Eesti; 2. USA, Illinois; 3. USA, New York; 4. Kanada, New Brunswick; 5. Kanada, Ontario; 6. Kanada, Anticosti; 7. Inglismaa; 8. Tšehhi 9. Rootsi, Gotland; 10. Norra; 11. USA, Wisconsin; 12. Ukraina; 13. Kanada, Cornwallis Island; 14. Venemaa, Ida-Sajaan; 15. Austraalia; 16. USA, Indiana; 17. USA, Michigan.
Autor: Viirika Mastiku doktoritöö

Maailma varakamber asub Eestis

Geoloogid on Kalana karjäärist välitööde käigus kogunud peamiselt vetikafossiile, kuid leitud on ka suurel hulgal skeletiga organisme: nautiloide, tigusid, koralle, meriliiliaid, käsijalgseid, käsnasid, trilobiite ja graptoliite. Kalana lubjakivid ja dolomiidid sisaldavad hulgaliselt ka mikroskoopilisi kivistisi ‒ skolekodonte, konodonte, karpvähke ning sammalloomade ja käsnade mikroskoopilisi osiseid. Samast karjäärist on leitud ning kirjeldatud ka maailma vanim luukilbiline lõuatu.

Maailma vanim luukilbiline lõuatu Kalanaspis delectabilis.
Autor: Tinn ja Märss, 2018

Kalana kõige suurem aare on aga makroskoopiliste, kuni 10 sentimeetri suuruste lubistumata vetikafossiilide leidmine. Hetkel on kogutud üle 15 erineva vetikaliigi, mis kõik ootavad määramist ja kirjeldamist. Nende leidude põhjal võib kindlalt väita, et tegu on ühe rikkalikuma vetikate "varakambriga" kogu maailmas.

Need erakordselt hästi säilinud kivistised leidis Kalana lubjakivi plaatide vahelt esimesena Tartu Ülikooli geoloogia muuseumi varahoidja Tõnu Pani 2006. aastal. Sellised leiud on nii vanade organismide puhul haruldased mitte ainult Eestis vaid kogu maailmas.

"Kalana leiukoht on praegu kõige rikkalikum vetika leiukoht kogu maailmas," kinnitas ka värske geoloogia doktor Viirika Mastik. "Arvatavasti olid lubistumata vetikad Siluri ajastu meredes niisama tavalised ja levinud kui tänapäevalgi, kuid säilisid lihtsalt erakordselt harva."

Mastik lisas, et need vetikafossiilid on ainulaadsed nii oma anatoomilise detailsuse kui ka liigilise mitmekesisuse tõttu.

Ta selgitas, et inimkonna teadmised meie planeeti kunagi asustanud organismidest pärinevad fossiilidest. "Eelkõige pärinevad need fossiilidest, kellel oli eluajal tugev skelett. Pehmekehalised organismid, näiteks ilma mineraliseerunud kudedeta selgrootud või lubistumata vetikad, on kivististena säilinud aga üliharva."

Samas tuletas ta meelde, et vetikad on meie elukeskkonnas väga tähtsad ja nad on kujundanud meie ökosüsteemi läbi geoloogilise aja. Vetikad on veekogudes esmase orgaanilise aine tootjateks ning enamiku toiduahelate aluseks, vetikatel on looduses märkimisväärne roll.

"Fotosünteesi käigus eritavad vetikad keskkonda hapnikku, arvestuslikult võib kuni 40% globaalsest fotosünteesist olla seotud vetikate elutegevusega," märkis Mastik. Ta lisas, et praegusel ajal Maal elavate vetikaliikide täpne arv ei ole teada, kuid hinnanguliselt varieerub see 36 000 kuni 10 miljonini.

Uued teadmised doktoritööst

Viirika Mastik selgitas doktoritööga Kalanast leitud vetikafossiilide süstemaatilist kuuluvust ja andis ülevaate Siluri ajastu vetikate levikust Eestis ja kogu maailmas.

Doktoritöös kirjeldatakse detailselt kolme vetikaliiki, millest kaks – Palaeocymopolia silurica (A) ja Kalania pusilla (B)– kuuluvad rohevetikate (Chlorophyta) seltsi Dasycladales.

Kolm kirjeldatud vetikafossiili. A - Palaeocymopolia silurica; B - Kalania pusilla; C - Leveilleites hartnageli.
Autor: Viirika Mastik 

Dasycladales on suurte üherakuliste vetikate selts, kelle esindajaid elab ka tänapäeval, ning kes peamiselt asustavad troopilisi madalmeresid. Dasüklaade võiks nimetada nende pika geoloogilise ajaloo tõttu "elavateks fossiilideks". Tänu nende spetsiifilisele talluse ehitusele on neid võrreldes teiste vetikarühmadega lihtsam eristada.

Fossiilne vetikas Palaeocymopolia silurica vs tänapäevane vetikas Cymopolia barbata.
Autor: Sigrid Berger 

Kolmas Kalanast kirjeldatud liik on Leveilleites hartnageli (C), mis on määratud morfoloogiliste tunnuste ja paljunemisstruktuuride paiknemise järgi punavetikate (Rhodophyta) hulka, klassi Florideophyceae.

Üksikuid sarnaseid vetikafossiile on leitud veel mitmest Eesti karjäärist ning puursüdamikust. See kinnitab, et vetikad olid Siluri ajastu alguses levinud üle kogu praeguse Eesti territooriumi. Siluri-vanuselisi lubistumata vetikate leiukohti on maailmast kokku kirjeldatud 37, neist suur osa asuvad Baltika või Laurentia paleokontinentidel.

Samas interpreteerib Mastiku uurimistöö ka toonaseid keskkonnatingimusi – vee sügavust, temperatuuri, mere põhja iseloomu –, kus need organismid elasid ning mattusid.

Ta järeldas, et Kalana peaaegu terviklikuna säilinud vetikatallused on mattunud oma elupaigas (in situ), normaalsoolsusega ning lainetuse eest kaitstud laguunikeskkonnas, mida aegajalt on külastanud tormilainetused. Vee sügavus vetikate elupaigas oli maksimaalselt 15 meetrit ning vee temperatuur võis püsida umbes 20 °C juures.

Sellised teadmised suurendavad meie arusaama Balti paleobasseini arengust ning sellest millistes tingimustes dasüklaadid eelistasid elada juba üle 400 miljoni aasta tagasi. Samuti annavad need vihjeid selle kohta, millised keskkonnatingimised soodustasid pehmekehaliste organismide säilimise. 

Mastiku töö muudab ainulaadseks ka tõsiasi, et seni on Eestis vetikafossiilide uurimisele väga vähe tähelepanu pööratud.

Kalana karjäär Jõgevamaal.
Autor: Viirika Mastik

"Enamik kogutud vetikafossiile on mineraliseerunud skeletiga ning ootavad Tallinna Tehnikaülikooli ja Tartu Ülikooli Loodusmuuseumi geoloogilistes kollektsioonides detailsemaid kirjeldusi," sõnas värske geoloogiadoktor.

Iga uus erakordse säilivusega fossiilide leiukoht (Lagerstätte) suurendab meie arusaama geoloogilises minevikus kooseksisteerinud organismidest. Ka Kalana leiukoht annab suure panuse Siluri vetikafloora mitmekesisuse uurimisse.

Kalana Lagerstätte ja selle säilimispõhjuste uurimine nõuab paljude erinevate erialaspetsialistide – paleontoloogide, sedimentoloogide, mineraloogide, geokeemikute ja geofüüsikute koostööd ning see töö kestab veel aastaid.

Viirika Mastik kaitses doktoritöö "Siluri makroskoopilised lubistumata vetikafossiilid Kalana Lagerstättest" Tartu Ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituut geoloogia osakonnas 27. veebruaril 2019. Teda juhendas Tartu Ülikooli geoloogia vanemteadur Oive Tinn, oponeeris professor Steven LoDuca USA-st Ida  Michigani Ülikoolist.