จระเข้ ยุคไดโนเสาร์

จระเข้ ญาติที่ใกล้ชิดกับไดโนเสาร์และนก แม้ว่าจะมีขนาดไม่ใหญ่โตและน่าตื่นเต้นเท่ากับไดโนเสาร์ แต่จระเข้เป็นสัตว์ที่มีอายุยืนยาวนานกว่า 200 ล้านปี โดยบรรพบุรุษของจระเข้สามารถรอดพ้นจากการสูญพันธุ์ครั้งสำคัญในระหว่างยุคครีเทเชียส-เทอร์เชียรี่ (K-T mass extinction) และมีวิวัฒนาการมาจนถึงปัจจุบัน ในขณะที่ไดโนเสาร์ซึ่งแข็งแรงและใหญ่โตกว่าหลายเท่ากลับสูญพันธุ์หายไปจนหมดสิ้น

ที่มา: http://taggart.glg.msu.edu/isb200/mesob.htm

ที่มา: http://daphne.palomar.edu/mlane/DRAWINGS/drawings.htm

ประวัติการสำรวจและศึกษาซากดึกดำบรรพ์จระเข้ในประเทศไทยเริ่มตั้งแต่ปี พ.ศ. 2523 โดย Dr. Eric Buffetaut และ อจ.รุจา อิงคะวัต เป็นการค้นพบจระเข้ชนิดใหม่ของโลกที่มีปากยื่นยาวคล้ายพวกตะโขง มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Sunosuchus thailandicus หลังจากนั้น 3 ปีต่อมาก็ค้นพบจระเข้ชนิดใหม่ของโลกที่มีรูปร่างใกล้เคียงกับจระเข้ปัจจุบันคือ Goniopholis phuwiangensis จากนั้นคณะสำรวจก็เน้นการศึกษาไปยังซากฟอสซิลไดโนเสาร์ ซึ่งเริ่มมีจำนวนเพิ่มมากขึ้นอย่างรวดเร็ว ในขณะที่นักวิจัยสำรวจซากไดโนเสาร์อย่างจริงจัง ซากดึกดำบรรพ์ของจระเข้ก็ถูกค้นพบมากขึ้นเรื่อยๆ เช่นกัน และได้นำมาเก็บรักษาที่ศูนย์วิจัยไดโนเสาร์ภูกุ้มข้าว จ.กาฬสินธุ์ ขณะนี้ตัวอย่างซากดึกดำบรรพ์จระเข้ในมหายุคมีโซโซอิกของไทยซึ่งได้รับขุดค้นและเก็บรักษามาตลอด 25 ปี ได้รับศึกษาเสร็จสิ้นเรียบร้อยแล้ว ข้อมูลที่รวบรวมได้เวลานี้สามารถบอกได้ว่าประเทศไทยมีความหลากหลายของซากดึกดำบรรพ์จระเข้เพิ่มขึ้นเป็น 3 วงศ์ 6 สกุล 9 ชนิด (จากเดิม 1 วงศ์ 2 สกุล 2 ชนิด) เป็นอย่างน้อย ล่าสุดเมื่อปีพ.ศ. 2550 จระเข้โบราณอีกชนิดหนึ่งของประเทศไทยได้ถูกศึกษา และตั้งขึ้นเป็นจระเข้สกุลและชนิดใหม่ของโลก Siamosuchus phuphokensis Lauprasert et al., 2007 จัดเป็นจระเข้ที่โครงร่างถูกเก็บรักษาในสภาพซากดึกดำบรรพ์สมบูรณ์สุดเท่าที่เคยสำรวจพบมาในประเทศไทย และได้มีการแถลงข่าวการค้นพบไปเมื่อวันที่ 25 พฤศจิกายน พ.ศ. 2551 ที่คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคามนี้เอง (http://www.prc.msu.ac.th/new_prc/)

"Goniopholis" phuwiangensis Buffetaut and Ingavet, 1980

"Sunosuchus" thailandicus Buffetaut and Ingavet, 1983

Siamosuchus phuphokensis Lauprasert et al., 2007

ภูมิอากาศของโลกในช่วงมหายุคมีโซโซอิกค่อนข้างจะร้อน ทำให้ประชากรของจระเข้แผ่กระจายกว้างขวางกว่าที่ถูกจำกัดอยู่ในเขตร้อนชื้น (tropical zone) เช่นในปัจจุบัน ดังนั้นจระเข้เมื่อ 150 ล้านปีก่อนจึงมีความหลากหลายมากกว่า 150 สกุล อาศัยอยู่ทั้งในน้ำจืดและน้ำเค็ม แต่มีการขุดค้นพบซากฟอสซิลของจระเข้ในประเทศไทยเพียง 6 สกุล หรือคิดเป็น 4 % ของจระเข้ในมหายุคมีโซโซอิกเท่านั้น ถ้าหากมีการขุดค้นกันอย่างจริงจังและต่อเนื่องจะค้นพบซากฟอสซิลของจระเข้ในประเทศไทยเพิ่มขึ้นอย่างแน่นอน

กระบวนการเกิดซากดึกดำบรรพ์ (ต่อ)

6. การเกิดร่องรอยซากดึกดำบรรพ์ (fossil traces) เป็นการเกิดร่องรอยอันมีที่มาจากสิ่งมีชีวิตโบราณเป็นตัวกระทำ ไม่ใช่เป็นตัวซากดึกดำบรรพ์โดยตรง มีหลายรูปแบบ ดังนี้

แบบหล่อ (mold) เกิดจากซากส่วนที่แข็งถูกทับถมโดยตะกอน และเกิดเป็นรอยพิมพ์ของส่วนที่แข็งปรากฏอยู่ในหิน เรียกว่าแบบหล่อ ซึ่งยังแบ่งออกได้เป็น
1) แบบหล่อด้านนอกของส่วนที่แข็ง
2) แบบหล่อด้านในของส่วนที่แข็ง






รูปหล่อ (cast) เมื่อซากส่วนที่แข็งถูกทับถมในตะกอน และเกิดเป็นแบบหล่อขึ้นมาแล้ว ต่อมาส่วนที่แข็งดังกล่าวถูกชะล้างหรือละลายออกไปจนเกิดเป็นช่องว่าง ซึ่งภายหลังช่องว่างนั้นถูกแทนที่ด้วยแร่หรือหินอื่นๆ เรียกร่องรอยเหล่านี้ว่า “รูปหล่อ”

รอยพิมพ์ (impression) เกิดจากซากอินทรีย์ถูกฝังอยู่ในตะกอน เมื่อตะกอนอัดตัวแน่นกลายเป็นหินดินดาน หินทรายแป้ง หินทรายหรือหินปูน จะปรากฏเป็นร่องรอยกดของสารอินทรีย์ประทับอยู่ในหิน เช่น ซากใบไม้ ซากสัตว์ พวกไบรโอซัว (bryozoa) เป็น





ต้นรอยเท้าและรอยลาก (tracks and trails) เป็นร่องรอยของรอยเท้า รอยลาก รอยคืบคลาน หรือรอยของส่วนร่างกายสัตว์ที่ปรากฏอยู่ในตะกอนหรือหินแข็ง เช่น รอยเท้าไดโนเสาร์ รอยของกระพรุนทะเล เป็นต้น

คอโปรไลต์ (coprolites) เป็นซากสิ่งขับถ่ายของสัตว์ในสมัยบรรพกาล มีความสำคัญ ในลักษณะที่อาจเป็นส่วนที่ไม่ย่อยของอาหารที่เหลืออยู่ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการบอกนิสัยการกินของสัตว์ รวมทั้งอาจทำให้ทราบรูปร่างและขนาดของรูทวารหนักของสัตว์ชนิดนั้น ๆ ได้

แกสโตรไลต์ (gastrolites) เป็นก้อนกรวดก้อนหินที่มีความมัน เรียกว่า หินกิซซาร์ด (Gizzard stone) มีอายุอยู่ในมหายุคมีโซโซอิก เพราะสัตว์เลื้อยคลานในมหายุคดังกล่าวกินเข้าไปเพื่อช่วยในการย่อยอาหารแล้วถ่ายออกมา

ร่องรอยอื่นๆ เช่น รอยรูที่เกิดจากตัวหนอน หอย หรือสัตว์ที่เจาะพื้นที่อยู่อาศัย รอยเขี้ยวหรือฟันแทะที่ปรากฏบนชิ้นกระดูก

การเกิดซากดึกดำบรรพ์

กระบวนการเกิดซากดึกดำบรรพ์
1. กระบวนการกลายเป็นหิน (petrifaction) ซากดึกดำบรรพ์ส่วนใหญ่ที่ถูกพบจะเกิดโดยกระบวนการนี้ ซึ่งมักจะเกิดกับส่วนที่เป็นแข็ง (hard part) เช่น กระดูก เปลือกหอย ไม้ ฯลฯ petrifaction เป็นกระบวนที่เกิดจากสารละลายในน้ำใต้ดินที่มีซิลิกา (Si) แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) ออกไซด์ของเหล็ก (FeO) ซัลไฟด์ของเหล็ก ฯลฯ แทรกซึมเข้าไปตกผลึกในช่องว่างภายในเซลล์แทนที่เนื้อเยื่อหรือผนังเซลล์ของพืช สัตว์ เกิดเป็นแร่ในตระกูล ควอร์ต แคลไซต์ เหล็กออกไซด์ (ฮีมาไทต์หรือเกอไทต์) และแร่ไพไรต์ ตามลำดับ ทำให้เซลล์ของซากอินทรีย์แข็งตัว รวมทั้งคงรูปร่างและโครงสร้างเดิมไว้ได้ เช่น ซากของต้นไม้ที่ถูกแทนที่ด้วยสารซิลิกา (silica) ในบริเวณพิพิธภัณฑ์ไม้กลายเป็นหินบ้านโกรกเดือนห้า ตำบลสุรนารี อำเภอเมือง จ.นครราชสีมา ซึ่งนอกจากจะเกิดเป็นแร่ควอร์ตซ์ เชิร์ต คาลซิโดนี โอปอ อาเกต ฯลฯ ยังมีสีสันตามมลทินที่เกิดจากสารเจือปนของออกไซด์ของเหล็กหรือแมงกานีสด้วย ทำให้เกิดเป็นสีแดง น้ำตาล น้ำตาลเหลือง เหลืองหรือดำแทรกอยู่ กระบวนการนี้เกิดจากกระบวนการหลัก 2 กระบวนการ คือ
1. กระบวนการเกิดแร่ในช่องว่าง (permineralization) เกิดจากการตกผลึกของแร่จากสารละลายน้ำใต้ดินที่แทรกซึมเข้าไปในช่องว่าง (void) ภายในเซลล์ ซึ่งเกือบทั้งหมดจะมีขนาดเล็ก มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ช่องว่างเหล่านี้มีอยู่ในโครงสร้างที่แข็ง เช่น กระดูก เปลือกหอย ไม้ เป็นต้น
2. กระบวนการแทนที่ (replacement) เกิดจากสารละลายน้ำใต้ดินละลายเนื้อเยื่อสารอินทรีย์ ผนังเซลล์หรือส่วนที่แข็งอื่นๆ ออกไปในเบื้องต้น และตามด้วยการตกผลึกของแร่จากสารละลาย แทนที่สารที่ถูกละลายออกไป แบบโมเลกุลต่อโมเลกุล เช่น การแทนที่เซลลูโลสเดิมของผนังเซลล์ในพืชด้วยแร่ควอร์ตซ์ ดังนั้นแม้แต่ในโครงสร้างขนาดเล็กที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า (microscopic structure) ก็จะถูกรักษาไว้ เพราะได้เปลี่ยนสภาพไปเป็นแร่หรือหิน

ภาพซ้ายมือคือ ไม้กลายเป็นหินขนาดใหญ่ บริเวณวนอุทยานไม้กลายเป็นหิน อ.บ้านตาก จ.ตาก ส่วนภาพขวามือคือกระบวนการเกิดแร่ในช่องว่าง (permineralization)

2. กระบวนกลั่นระเหยหรือกระบวนการเกิดแผ่นซากคาร์บอน (distillation หรือ carbonization) เกิดกับซากดึกดำบรรพ์พืชหรือสัตว์เล็กๆ ในลักษณะที่มีตะกอนเนื้อละเอียดมาปิดทับ เมื่อเวลาผ่านไปและความดันที่เพิ่มขึ้น จะทำให้ส่วนประกอบที่เป็นน้ำหรือไฮโดรเจน ออกซิเจนและไนโตรเจนถูกขับออกไป จนเหลือแต่เพียงธาตุคาร์บอนอิสระ ซึ่งจะเกิดเป็นคราบคาร์บอนสีดำเกิดเป็นรูปสำเนาของสัตว์และพืชต่างๆ เช่น ซากใบไม้ สำหรับในสัตว์ บางแห่งพบเป็นภาพร่างคาร์บอนของส่วนที่เป็นเนื้อรอบโครงร่างแข็ง ซากสัตว์ที่มักพบและเกิดโดยกระบวนการนี้ ได้แก่ ซากแกรปโตไลต์ (graptolite) อาร์โทรปอดส์ (arthropods) ปลา เป็นต้น หากคราบคาร์บอนดังกล่าวหลุดหายไป ร่องรอยที่ยังเหลืออยู่ในชั้นหินหรือตะกอนเนื้อละเอียด จะเรียกว่า “รอยพิมพ์ (impression)”

3. กระบวนการแช่แข็ง (refrigeration) พบในเขตอากาศหนาวใกล้ขั้วโลกหรือเขตหิมะแถบภูเขาสูง ซากสัตว์จะถูกแช่เย็นจนแข็งไปทั้งตัว โดยที่ยังคงมีเนื้อเยื่อต่างๆ เหมือนเนื้อสัตว์ที่ถูกแช่แข็ง แม้กระทั่งอาหารที่อยู่ในกระเพาะก็ยังมีสภาพที่สดอยู่ เช่น ซากช้างแมมมอธวูลี หรือซากแรดขนยาวในแถบไซบีเรีย อลาสก้า ฯลฯ

ภาพบน ลูกช้างแมมมอธ (10,000 ปีที่ผ่านมา) ถูกพบในสภาพที่เกือบสมบูรณ์ที่สุดเท่าที่เคยพบอายุประมาณ 1 ปี ส่วนภาพล่างคือแมงมุมที่ติดอยู่ในอัมพันซึ่งมีอายุประมาณ 40 ล้านปี

4. กระบวนการดองคงสภาพ (preservation) เช่น การดองในบ่อที่มีการสะสมเน่าเปื่อยของถ่านพีต (peat) จนเกิดเป็นสารเคมีที่ป้องกันการเน่าเปื่อยได้ เช่นกรณีซากดึกดำบรรพ์กวางไอริช (Megaloceros) ในสมัยไพลสโตซีน การดองในน้ำมันดิน (tar) หรือยางมะตอย (asphalt) เช่น บ่อน้ำมันดิน ที่แรนโช ลา เบรีย (Rancho La Brea) ในรัฐแคลิฟอร์เนีย ซึ่งพบซากสัตว์จำนวนมากและหลายชนิด ในจำนวนนี้รวมทั้งซากช้างมาสโตดอน (Mastodon) และเสือเขี้ยวดาบ (Smilodon) นอกจากนี้ ยังมีซากพืชหรือสัตว์ที่ตกลงไปในยางสนที่แข็งตัวเป็นอำพัน (amber) ซากที่เกิดโดยวิธีนี้ จะรักษารายละเอียดได้ดีมาก เช่น ซากของแมลงต่าง ๆ

5. กระบวนการเกิดมัมมี่ (mummification) เป็นการเกิดโดยธรรมชาติจากการแห้งของซากสิ่งมีชีวิตทีละน้อย พบได้ในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูงและแห้ง โดยเฉพาะในแถบทะเลทราย เช่น ซากของตัวสลอท (ground sloth) สกุล Nothrotherium อายุไพลสโตซีน ที่ตกลงไปในปล่องภูเขาไฟ รัฐนิวเม็กซิโก ปรากฏซากเป็นโครงกระดูก หนัง เอ็น เป็นรูปร่างสมบูรณ์ มีผิวหนังแห้งและแข็ง

ฟอสซิล (fossils) คืออะไร

คำว่า “Fossil” มาจากภาษาละตินว่า “Fossilis” หมายถึงสิ่งที่ขุดขึ้นมา ไม่ว่าจะเป็นแร่หรือสิ่งอื่น ๆ รวมทั้งสิ่งที่ไม่สามารถอธิบายได้ แต่ในปัจจุบัน คำว่า “Fossil” มีความหมายจำเพาะมากขึ้น นักธรณีวิทยาบางคนให้ความหมายว่าเป็นหลักฐาน (evidence) ของสิ่งมีชีวิตที่เคยมีอยู่ก่อน (preexisting life) (Prothero and Dott, 2004) นอกจากนี้ Stein and Rowe, 2000 ได้ให้ความหมายว่า “เป็นซากและร่องรอยของสิ่งมีชีวิตในสมัยโบราณ บางคนระบุอยู่ในสมัยก่อนประวัติศาสตร์ (prehistoric time) ซึ่งก็มีความหมายคล้ายกัน และอาจสรุปได้ตามศัพท์บัญญัติในพจนานุกรมศัพท์ธรณีวิทยาของไทยซึ่งกำหนดคำว่า “Fossil” หรือ “ซากดึกดำบรรพ์” ให้หมายถึง ซากและร่องรอยของบรรพชีวิน (ancient life) ที่ประทับอยู่ในหิน บางแห่งเป็นรอยพิมพ์ บางแห่งมีซากเดิมปรากฏอยู่ รอยตีนสัตว์ มูลสัตว์ ถ่านหิน ไม้กลายเป็นหิน รวมอยู่ในหมู่ซากดึกดำบรรพ์นี้เหมือนกัน (ราชบัณฑิตยสถาน, 2544) ในทางธรณีวิทยา มักใช้ขอบเขตเวลาที่ 10,000 ปีก่อน ซึ่งเป็นระยะเวลาแบ่งสมัยธรณีวิทยา “ไพลสโตซีน” (Pleistocene) กับสมัย “โฮโลซีน” (Holocene หรือ Recent = ปัจจุบัน)

สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมในการเกิดซากดึกดำบรรพ์
ต้องเข้าใจก่อนว่า กระบวนการเกิดซากดึกดำบรรพ์นั้นต้องการเงื่อนไขพิเศษหลายประการ ดังนั้นจึงเป็นเหตุการณ์ที่ยากมาก ที่สิ่งมีชีวิตในอดีตจะถูกเก็บรักษาอย่างดีและค่อยๆกลายสภาพไปเป็นซากดึกดำบรรพ์ เมื่อเทียบกับปริมาณสิ่งมีชีวิตที่เคยมีอยู่ในโลกนี้ เพราะซากสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่จะถูกทำลายไปตามธรรมชาติ ยกเว้นมีสภาวะพิเศษดังต่อไปนี้คือ
1. มีการทับถมตกจมตัวจากตะกอนและถูกเก็บรักษาไว้อย่างรวดเร็ว เช่น การที่ซากอินทรีย์ถูกทับถมอยู่ในตะกอนท้องแม่น้ำหรือปากแม่น้ำ ซึ่งเป็นสภาพที่ขาดออกซิเจนและจุลินทรีย์ที่จะมาย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิตตามธรรมชาติ หรือการที่ยางไม้ไหลลงมาตามลำต้นและกลบฝังแมลงหรือสัตว์เลื้อยคลานขนาดเล็กที่เกาะอยู่ แล้วแข็งตัวเป็นอำพัน เป็นต้น
2. สภาวะอากาศที่เย็นจัดหรือแห้งแล้งจัด ซึ่งเป็นสภาวะที่ไม่เหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของจุลินทรีย์ ทำให้ซากสิ่งมีชีวิตรอดพ้นจากการถูกย่อยสลาย เช่น การเกิดซากดึกดำบรรพ์ช้างแมมมอธในไซบีเรีย อลาสก้าหรือซากดึกดำบรรพ์ไดโนเสาร์ รวมทั้งไข่ไดโนเสาร์ในมองโกเลีย