teema: Skeleti ehitamine ja biomineralisatsioon anneliididel, selle evolutsiooniline ja ökoloogiline tähendus
tunnusnumber: ETF6623
projekti tüüp: Eesti Teadusfondi grant
erialad: 1.10. Geoloogia
1.14. Ökoloogia
1.15. Zooloogia
seisund: käimasolev
asutus: TÜ Bioloogia-geograafiateaduskond
projekti juht: Olev Vinn
kestus: 01.01.2006 - 31.12.2008
kirjeldus: Lubiskeletti ehitavad anneliidid on väga oluline ookeanist kaltsiumi väljasetitav loomarühm seda eriti parasvöötme meredes (Mastrangelo & Passeri 1975, Medernach et al. 2000). Osa serpuliide on olulised ka majandusaspekist kuna nad katavad kiiresti paksu koorikuga merevees olevaid tehislikke substraate. Serpuliidide kodasid on uuritud stabiilsete isotoopide koosseisu aspektist, et saada teavet kaltsifitseerimisprotsessidest mereorganismides (Videtich, 1986). Samuti on serpuliide uuritud inimtekkeliste metallide sisalduse aspektist, et saada teada inimtegevuse pikaajalist mõju keskkonnale. Üllatuslikult olid fossiilsed kojad rohkem mettallidega (Al, Cd, Ni, Pb, U) saastunud kui tänapäevased, mida on interpreteeritud kui pinna saastumise tulemust (Reish & Mason, 2003).
Skeleti moodustumist ja biomineralisatsiooni on põhjalikult uuritud mitmetel selgrootutel aga peamiselt on uuringu objektiks olnud molluskid ja käsijalgsed (Carter et al. 1990). Võrreldes ülejäänud selgrootutega on anneliidide karbonaatse skeleti struktuuride ja biomineralisatsiooni kohta äärmiselt vähe teavet (Neff 1971, Simkiss & Wilbur 1989). Serpuliidide hulgas leidub kaltsiitse, aragoniitse ja segakoostisega kojaga usse (Simkiss & Wilbur 1989, Vovelle et al. 1991). Fanerozoikumi ookeanis esinevad aragoniitse ja kaltsiitse sedimentatsiooni perioodid (Wilkinson & Walker 1989). Nende tsüklite seos anneliidide kaltsifitseerimise sündmustega ((Perm?) Triias-serpuliidid, Juura-sabelliidid, (Kriit?) Miotseen-tsirratuliidid) ei ole teada kuid on võimalik (käimasolevad uuringud: O. Vinn & P.D. Taylor). Samuti vajab hindmist nende tsüklite mõju serpuliidide koja koostisele. Serpuliidide biomineralisatsioon arvatakse olevat sõltuv keskkonna temperatuurist aga see seisukoht põhineb vaid ühe liigi Hydroides gracilis uuringutel (Lowenstam, 1954; Lowenstam & Weimer, 1989; Burton & Walter, 1987). Railsback (1993, 1994) on seetõttu paigutanud serpuliidid bioindutseeritud biomineraliseerijate hulka, Lowenstam’i ja Weimer’i (1989) mõistes. Viimane seisukoht on aga vaidlustatud Weedon’i ja Taylor’i (1994) poolt.
Skeleti ehitamise viiside arv ja skeleti struktuuride mitmekesisus ei ole karbonaatse kojaga anneliididel teada (Simkiss & Wilbur 1989). Samuti ei ole teada skeleti struktuuride kasutamise võimalused ökoloogilistes uuringutes või taksonoomias. Hiljuti on kirjeldatud tsirratuliidide (Fischer et al. 2000) skeleti ehitust ja biomineralisatsiooni, samuti on uuritud ainukest lubiskeletti ehitavat sabelliidi (Vinn, ten Hove & Mutvei, saadetud avaldamiseks ‘Acta Zoologica’le’). Serpuliididel on hiljuti avastatud arvukalt uusi skeletistruktuure, millest osa ei saa seletada olemasoleva klassikalise serpuliidide biomineralisatsiooni mudeli alusel (Hedley mudel)(käimasolevad uuringud: O. Vinn, H.A. ten Hove, H. Mutvei & P.D. Taylor). Uued skeleti moodustumise ja biomineralisatsiooni mudelid on väljatöötamisel (Vinn & Mutvei, käimasolevad uuringud). Serpuliidide kojad ei ole väliselt kaetud paksu orgaanilise kilega nii kui seda on periostrakum molluskitel ja käsijalgsetel. Mõned serpuliidide struktuurid võivad olla tekkelt varadiageneetilised, mida võib põhjustada mikroobide elutegevus elusate serpuliidide koja seintes. Varadiageneetilised muutused võivad mõjutada koja istoop- ja keemilist koostist (oluline serpuliide kasutavatel keskkonna uuringutel) ning muuta koja struktuuri (oluline kodade talsonoomias). Varadiageneetilised muutused võivad seega põhjustada probleeme juhul kui uuritaks kojaseintes salvestunud merevee keemilise või isotoopkoostise lühiajalisi muutusi (O. Vinn’i, H.A. ten Hove ja H. Mutvei käimasolevate uuringute tulemused).
Paleozoiliste serpuliidi laadsete problemaatiliste ussifossiilide (nt.: kornuliidid, tentakuliidid, mikrokonhiidid (=Paleozoilised ‘spirorbiidid’), trypanoporiidid, Tymbochoos ja problemaatiline gastropood-Anticalyptraea) skeleti struktuur ja ontogenees erinevad täielikult Mesozoilistest ja tänapäevastest karbonaatse kojaga anneliididest (Weedon 1994, käimasolevad uuringud: O. Vinn, H. Mutvei, H.A. ten Hove & P. D. Taylor). Meie tööhüpoteesi järgi kuulusid Paleozoilised serpuliidilaadsed fossiilid väljasurnud lofofooriga varustatud mitte anneliidset päritolu ussidele ning päris serpuliidid ilmusid alles Triiase ajastul. Mitte anneliidsed Paleozoilised serpuliidilaadsed uusid surid enamuses välja Permi-Triiase massilise väljsauremise käigus kuid nende järkjärguline lõplik väljasuremine leidis aset Juura ajastu lõpus (Weedon 1991, Vinn & Mutvei 2005, Vinn 2005, Vinn in press, Taylor & Vinn esitatud avaldamiseks ajakirjale ‘Geology’, käimasolevad uuringud: O. Vinn, H. Mutvei, H.A. ten Hove & P. D. Taylor).

põhieesmärgid ja tööhüpoteesid:

(1) kaardistada peamiste väljasurnud karbonaatse kojaga anneliidide kojastruktuurid
läbi geoloogiliste ajastute eesmärgiga saada ülevaade kojastruktuuride diversiteedist ja fülogeneesist.
(2) leida paleontoloogilisi tõendeid karbonaatse kojaga anneliidide ilmumisaja kohta.
(3) kaardistada retsentsete karbonaatse kojaga anneliidide peamised skeletistruktuurid,
et kasutada neid kodade süstemaatikas perekondlikul tasemel.
(4) esitada uusi anneliidi koja sekretsiooni mudeleid, mis aitaks seletada uusi struktuure
mida pole võimalik seletada klassikalise karbonaatse tsemendi (Hedley mudel) mudeli abil.
(5) uurida võimalikke varadiageneetilisi muutusi serpuliidide koja struktuuris ja
mineraloogias.
(6) uurida kas karbonaatse kojaga anneliidid asendasid Paleozoilisi mitte anneliidseid
usse järk-järguliselt või toimus nende kiire diversifitseerumine peale suurt Permi-Triiase väljasuremist.
(7) uurida kas karbonaatse skeleti ilmumise sündmused langevad kokku suurte
muutustega ookeani keemias (kaltsiitne versus aragoniitne ookean).
(8) kasutada skeleti ultrastruktuuri anneliidide ja mitte anneliidsete problemaatiliste
ussifossiilide (näit.: kornuliidid, tentakuliidid, mikrokonhiidid, trüpanoporiidid jne.) eristamiseks.

projektiga seotud isikud
nr nimi asutus amet  
1.Mare Isakar 
2.Olev VinnTartu Ülikool