En patologisk sjölilja från silur på Gotland, Sverige

Abstract (Swedish)

Krinoidéer, eller sjöliljor, är en klass echinodermer som kan spåras tillbaka till mitten av ordovicium. Dessa växtlika marina invertebrater är antingen bottensittande eller frisimmande och representeras idag av omkring 600 arter, men gruppen var mycket större historiskt med över 6000 kända fossila arter. Patologiska eller missbildade krinoidéer är relativt vanligt förekommande i det fossila arkivet och har studerats sedan slutet av 1800-talet. Missbildningarna observeras vanligtvis som svullnader, gropar och håligheter i eller på olika skelettdelar. Orsakerna till dessa biologiska deformationer kan vara många och inkluderar såväl genetiska defekter, sjukdomstillstånd, som påverkan av andra organismer (parasitism). I detta arbete undersöks en tydligt deformerad och svullen krinoidéstjälkled från klintebergformationen (sen wenlock; silur) i Hunninge kalkbrott på Gotland. Exemplaret sågades isär vilket blottade ett främmande objekt med kraftigt avvikande färg och morfologi, liksom intern deformation av stjälkledens plattor. Kemiska analyser i svepelektronmikroskop påvisar också vissa skillnader i elementsammansättning mellan det främmande objektet, stjälkledens plattor och matrix. All data, kombinerat med litteraturstudier, tyder på att det främmande objektet är resultatet av ett parasitangrepp, förmodligen av en myzostomid mask. Mikroskopstudier av polerade ytor och tunnslip avslöjar vidare ett paleoekologiskt mikrosamhälle i stjälkleden, med ostrakoder, borrhål och en grävgång fylld av koproliter. Till skillnad mot parasitangreppet har detta samhälle inte påverkat den levande sjöliljan utan uppkommit post-mortem, när själkleden vilat på havsbotten.

Abstract

Crinoids, or sea lilies, are a clade of echinoderms that can be traced back to the Middle Ordovician. These flower-like, marine invertebrates with a sessile or free-living mode of life, are represented by around 600 species in today’s oceans, but the clade was much more abundant and diverse in the past, with some 6000 fossil species known. Malformed and pathologic crinoids are relatively common in the fossil record and have been studied since the end of the 19th century. Commonly observed malformations are swellings, pits or perforations in different parts of the animal’s skeletal body parts. These biological deformations can have multiple origins, including genetic defects, diseases, and direct effects of other organisms (parasitism). This study examines a conspicuously deformed and swollen crinoid pluricolumnal stalk from the Klinteberg Formation (late Wenlock; Silurian) of Hunninge limestone quarry of Gotland, Sweden. When cut open, the inside of the stalk revealed an alien object with a different color and morphology, but also internal columnal deformation of the crinoid. SEM-analyzes revealed slight differences in geochemistry between the alien object and the surroundings (matrix and crinoidal plates). The collective data, combined with literature studies, suggest that the alien object is the result of a parasitic infestation, most likely by a myzostomid annelid worm. Furthermore, microscopic studies of polished slabs and thin section reveals a palaeoecological micro-community inside the stalk, including ostracods, borings and a burrow filled with coprolites. In contrast to the parasite attack, this community did not affected the living crinoid but result from post-mortem activities when the pluricolumnal stalk rested on the sea floor.

Popular Abstract (Swedish)

Krinoidéer eller sjöliljor är trots sitt namn och växtliknande utseende havslevande djur. De tillhör stammen tagghudingar tillsammans med; sjöstjärnor, sjögurkor, sjöborrar och ormstjärnor. Tidiga sjöliljor tros ha levat i de ordoviciska haven för runt 470 miljoner år sedan, och blev snabbt en framgångsrik grupp, flera tusentals krinoidéarter är kända idag. I nutida hav finns runt 600 arter, varav större delen tillhör undergruppen hårstjärnor; frisimmande former som saknar stjälk eller skaft. Resterande arter sitter fast på botten och påminner om färggranna palmträd med sina stjälkförsedda kronor. Sjöliljorna utgör också en mycket stor och artrik grupp i det fossila arkivet. Bland både nulevande och fossila former förekommer missbildningar på grund av sjukdomar eller parasitangrepp. Detta projekt består av två delar. Den första är att förstå hur sjukdomstillstånd hos fossila sjöliljor kan yttra sig på olika sätt, och den andra är att studera ett specifikt deformerat exemplar från Gotlands siluriska berggrund.

Gotland är en av Sveriges främsta fossildestinationer, här återfinns mängder av rester från de marina organismer som levde under silurperioden (444–419 miljoner år sedan). Ön var under denna tid belägen nära ekvatorn och utgjordes av ett varmt, grunt hav där korallrev frodades. Över den syrerika, soliga havsbottnen växte vidsträckta ängar av sjöliljor och som efter dödens intåg snabbt föll sönder och övertäcktes av sediment. Plattektoniken förde senare de gotländska kalksedimenten till dess nutida plats och de gamla reven blev så småningom en del av Gotlands berggrund och de välkända raukarna. Under en exkursion till Hunninge gjorde forskaren Anders Lindskog ett märkligt fynd; en fossiliserad krinoidéestjälkled stack ut med sin tydliga deformation. Satt det någonting inuti den? Vad hade egentligen hänt? Nyfikenheten tog överhanden varför stjälkleden togs om hand för fortsatta undersökningar.

När exemplaret sågas itu får vi en inblick i stjälkens interna morfologi, och genast ett visuellt bevis på förekomsten av en främmande kropp. Det framgår också tydligt att stjälkledsplattorna deformerats och växt runt denna kropp, vilket indikerar att så skett när sjöliljan fortfarande levde. Men en ytterligare överraskning väntade; ett paleoekologisk mikrosamhälle. Stjälkledens ryggsträngskanal är uppenbart fylld av ett lerigt sediment som sköljts in efter att sjöliljan dött. Men där finns också små musselkräftor (ostrakoder) som tagit sig in i de smala hålrummen mellan sjöliljans stjälkledsplattor. Kanske för att söka skydd för en stund eller rent av bygga bo? Men den största mest påtagliga indikatorn för att ett aktivt djurliv i den döda sjöliljan är en utpräglad grävgång mitt i kanalen som dessutom är fylld av koproliter; fossiliserad avföring. I den polerade ytan kan en rest av en trilobit skönjas, kanske var det den som skändade liket och efterlämnade både egna kroppsdelar och exkrement?

Men vad var det då som deformerade sjöliljan när den levde?
Svepelektronmikroskopi (SEM) har använts för att skapa en karta över stjälkledens kemiska sammansättning. Tunnslip har tillverkats för att närmare kunna studera både den främmande kroppen och det paleoekologiska mikrosamhället. Högupplösta bilder och luppmikroskop har använts för att undersöka både extern och intern morfologi och deformation, tillsammans med en litteraturstudie över sjuka och deformerade sjöliljor för att lösa gåtan med stjälkledens mystiska öde.

• author: Häggblom, Joanna
• supervisor: Mats Eriksson; Anders Lindskog
• organization: Department of Geology
• alternative title: A pathological sea lily from the Silurian of Gotland, Sweden
• course: GEOL01 20221
• year: 2023
• type: M2 - Bachelor Degree
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: Deformed crinoids, pathological deformities, parasitic infestation, echinoderms, Silurian
• publication/series: Examensarbeten i Geologi vid Lunds universitet
• report number: 655
• language: Swedish
• id: 9114465
• date added to LUP: 2023-05-24 09:19:10
• date last changed: 2023-05-24 09:19:10