Elga Mark-Kurik: Eesti geoloog ja paleontoloog

detsember">26. detsember 1928 Tartu – 6. november 2016) oli eesti geoloog ja paleontoloog (paleoihtüoloog).

Elga Mark lõpetas 1947. aastal Tartu 2. Keskkooli. Samal aastal astus ta Tartu Riiklikku Ülikooli, mille lõpetas 1952. aastal regionaalgeoloogia erialal. Ülikooli lõpetamisele järgnes aspirantuur Eesti NSV Teaduste Akadeemia Geoloogia Instituudis (1952–1955). 1955. aastal kaitses (kinnitati 1956) ta geoloogia-mineraloogiateaduste kandidaadi kraadi väitekirjaga "Eesti NSV Devoni Tartu ja Gauja lademe psammosteiidid (Agnatha)". Juhendaja oli paleontoloogist bioloogiadoktor Dmitri Obrutšev, kes kümmekond aastat hiljem (1965) avaldas koos Mark-Kurikuga monograafia väljasurnud lõuatute hulka kuuluvatest psammosteiididest (taastrükk 2013. aastal).

Elga Mark-Kurik töötas alates 1956. aastast TA (hiljem TTÜ) geoloogia instituudis, alustades nooremteaduri ametikohast. 1959. aastal sai ta vanemteaduri kutse paleontoloogia alal. Lühikest aega töötas Mark-Kurik juhtivteadurina (1989–1990). Aastail 1992–1998 töötas ta teadurina, alates 1998. aastast erakorralise teadurina.

Elga Mark-Kuriku peamised uurimisalad olid paleoihtüoloogia ja biostratigraafia. Ta on uurinud põhjapanevalt Devoni ajastu rüü- ja kilpkalu.

Tähelepanu pälvinud loodusteaduslike avastuseni on maailmamainega paleontoloog Mark-Kurik jõudnud tänu aastakümneid kestnud aktiivsele rahvusvahelisele koostööle, pühendumisele enam kui 380 miljonit aastat tagasi elanud Devoni kalade uurimisele ja haruldasi kivistiseeksemplare sisaldavatele Eesti geokogudele.

Ta on uurinud Devoni lõuatuid (Heterostraci, Osteostraci) ja rüükalu (Placodermi), eeskätt nende taksonoomiat ja morfoloogiat, kuid vaatluse all olid ka muud aspektid: ontogenees, sugulussuhted, evolutsioon, geograafiline ja geoloogiline levik. Rüü- ja kilpkakalu on ta uurinud paljudest maailma piirkondadest, lisaks Eestile ka Šotimaal, Venemaal, Poolas, Saksamaal, USAs ja Austraalias.

Ta on käsitlenud ka paleontoloogia ajalugu ja looduskaitse küsimusi. Ta on kaitsnud ideed, et teada olevad Devoni (ka Siluri) kalad olid kunagi troopiliste merede asukad; rõhutanud kalakoosluste tähtsust omaaegse elukeskkonna kindlakstegemises.

Paljandite uurimine

Elga Mark-Kurik alustas Eesti paljandite uurimist üliõpilasena. 1948. ja 1951. aastal koostas ta Ahja ürgorus asuva Mõsumäe paljandi geoloogilise lühikirjelduse. 1951. aastal diplomitöö-eelse praktika ajal uuris ta Kassimäe paljandit Ahja jõel ja Keldri müüri paljandit Piusa jõel. Samal aastal jõudis uurida veel mitmeid Ahja ürgoru paljandeid: mõõdistas ja kirjeldas Palanumäe paljandit, koostas Oosemäe paljandi kohta geoloogilise lühikirjelduse ja Suur-Taevaskoja paljandi esimese teadaoleva geoloogilise lühikirjelduse. Ka Võrtsjärve kaldapaljandi uurimine mahtus 1951. aastasse – Mark-Kurik koostas esimese teadaoleva geoloogilise kirjelduse paljandiseeria lõunapoolsest osast.

1953. aastal koostas ta esimese teadaoleva geoloogilise kirjelduse Ahja jõe Kongsi pae paljandi kohta ja Piusa jõe Kalmetumäe paljandi kohta (koos Vaike Paulmanniga). Kalmetumäe paljandist kogus ta rikkaliku kogu kalafossiile.

1959–1962 kaevas ta koos Anne Kleesmentiga välja Karksi paljandis Halliste jõel fossiilseid kalu. Samas juhtis ta ka tafonoomilisi uuringuid. 1990. aastal koostas ta paljandi kohta korduva geoloogilise kirjelduse.

Pikaajaline Eesti paljandite uurimine näitas, et kuigi on arvatud, et Eestis on palju Devoni kalade leiukohti, on tegelik olukord pigem vastupidine: kalafossiile leidub vaid üksikutes paljandites.

Essi leiukoha uurimine

Parima fossiilsete kalade leiukohana Eestis ning ühtlasi olulise kalade leiukohana ka maailma mastaabis tuntud Essi müür asub Võhandu jõe kaldajärsakul Veriora vallas Põlva maakonnas. 1963. aastal koostas Mark-Kurik esimese Essi paljandi geoloogilise kirjelduse ning teostas seal fossiilsete kalade väljakaevamist. Uurimistöid jätkas ta paljandis ka 1966. ja 1967. aastal. Tema juhtimisel teostati kalafossiilide väljakaevamist ka 1970. ja 1980. aastal. Kaevatud fossiile säilitatakse TTÜ Geoloogia Instituudis.

1960. aastail Essi müürist leitud ja fondides säilitatud ühestainsast pisikesest kalafossiilist sai alguse 2013. aastal mahukas rahvusvaheline uurimistöö, mis päädis teadusartikli ilmumisega ajakirjas Nature.

Prototetrapoodi fossiili uurimine

1953. aastal leidis Elga Mark-Kurik Piusa jõe Kalmetumäe paljandit uurides selle koopa seinast tetrapoodi-laadse eluka jäänused. Leitud luutükid jäid aga aastakümneteks uurimisjärge ootama. Alles 1997. aastal Tallinnas käinud sellal Londoni loodusloomuuseumis töötav rootsi paleontoloog Per Erik Ahlberg hakkas seda uurima.

Selgus, et ürgolendil oli seninägematu hammastik, ja Ahlberg kuulutas luutüki sajandi leiuks. Eestist ja Lätist leitud 370 miljoni aasta vanused fossiili lõualuutükid võivad aidata taastada meie eellaste veest maale tulemise üksikasju. Haruldane luutükk on umbes 5 cm pikk ja punakat värvi. Hiljem saatis Mark-Kurik Ahlbergile Londonisse ka fotod ja joonised, mille abil leiu harukordsus lõplikult selgeks tehti. Mark-Kurik kommenteeris 2000. aasta aprillis seda leidu nii: "Leitud fossiil on vanim omalaadne elukas. Selliste hammastega kalu pole seni leitud. Kas loomal olid jalad või uimed, pole tänini teada. Arvan siiski, et pigem oli ta neljajalgne kui kala. Kesk-Devonis hakkasid tekkima esimesed neljajalgsed, mille tunnistuseks fossiil võib olla".

Selleteemaline artikkel ilmus ajakirja Palaeontology 2000. aasta augustinumbris, autorid olid Ahlberg, Mark-Kurik ja läti paleontoloog Ervīns Lukševičs. Artiklis nimetati leidu Livoniana multidentata'ks ja fülogeneetilise analüüsi alusel paigutasid autorid leiu Panderichthys'e ja tetrapoodide vahele.

Panderichthys'e fossiili kompuutertomograafiline uurimine

1972. aastal Cēsise külje all Lode savikarjääris toimunud väljakaevamistel, kus osales ka Mark-Kurik, avastati Devoni ajastu kalade skelette sisaldav ulatuslik kiht. Sealt tuli välja nii rüükalu perekonnast Asterolepis kui ka kaht liiki suuri lihasuimseid: Laccognathus ja Panderichthys. Viimane on umbes meetripikkune tugev röövkala. Selle kala fragmente on Eestist ja Lätist leitud ka varemgi, kuid Lode karjäärist leitud terved skeletid on suur haruldus.

 

Leidu püüti ka uurida, kuid edutult, ja see jäi Tallinna Polütehnilise Instituudi hoidlatesse ootama oma aega. 2004. aastal asusid Uppsala Ülikooli evolutsioonibioloogia keskuse doktorant Catherine Boisvert ja tema juhendaja, fossiilsete lihasuimsete kalade uurija Per Erik Ahlberg asja kallale. Nad veendusid, et ilma kompuutertomograafita ei nihku asi paigast. Probleem oli selles, et kivistis paiknes äärmiselt kergesti lõhenevas savikivimis, mistõttu fossiili transportimine kuhugi kaugemale ei olnud reaalne. Probleem lahendati siiski üsna lihtsalt – Ahlbergi teravmeelse ettepaneku alusel paluti Elga Mark-Kuriku vahendusel abi Ida-Tallinna keskhaiglalt. Nii kasutatigi veebruaris 2006 kala uurimiseks meditsiinilist kompuutertomograafi. Saadud andmed kirjutati kolmele CD-le ja teadlased said hakata infot oma eriprogrammidega analüüsima.

Septembris 2008 ilmus ajakirjas Nature Boisverti, Ahlbergi ja Mark-Kuriku artikkel "The pectoral fin of Panderichthys and the origin of digits" ("Panderichtyse rinnauim ja sõrmede-varvaste päritolu"). Autorid kirjutasid, et leidsid Panderichthys'e eksemplari uimedest sõrmealgmeid. Uimede kiirikud ehk radiaalid olid küll väga lühikesed ja ilma liigesteta, kuid kompuutertomograafi abil täiesti äratuntavad. Autorid järeldasid, et sõrmed polnud tetrapoodide uuendus, vaid tulenesid eemaleulatuvatest radiaalidest, mis eksisteerisid juba varem kõigil sagaruimsetel kaladel.

Panderichthys on omamoodi vahevorm kalade ja tetrapoodide ehk neljajalgsete vahel.

Antiarhide klaspri avastamine

Essi leiukohast leitud paljude kalaluude seast osa kuulub väikesele rüükalale nimega Microbrachius. See fossiilne perekond kuulub rüükalade seltsi Antiarchi. Antiarhide pea ja keha, isegi rinnauimed olid kaetud luuplaatidega. Varem oli Microbrachius tuntud vaid Šotimaalt leitud fossiilsete leidude järgi, kus selle kala välisskelett oli tervikuna säilinud.

Geoloogia Instituudi kollektsioonis leidub suurel hulgal paari sentimeetri pikkusi antiarhide välisskeleti plaadikesi. Ainult ühele neist on kinnitunud omapärane konksutaoline moodustis, millele Mark-Kurik ei osanud omal ajal anda seletust. Selle asend ega kuju ei meenutanud teiste rüükalade kõhuuime tuge.

 

Lahendus tuli 2013. aasta sügisel, kui Geoloogia Instituuti külastas Flindersi Ülikooli paleontoloog John A. Long Adelaide'ist (tuntud ka teaduse populariseerijana). Koos kolleegidega oli ta taolist moodustist, mida nimetatakse klaspriks, kirjeldanud kahe rüükalade rühma – ptüktodontide (2008) ja artrodiiride (2009) esindajatel. Nende rüükalade emaskalade kehaõõnest leiti koguni embrüod. Seega polnud kahtlust, et need kalad sünnitasid hästi väljakujunenud maime.

Eestist pärit esmaleiu iseärasus seisnes selles, et klasper kinnitus Microbrachius'e kõhurüü külge ning see oli esimene antiarh, kellel kopulatsioonielund avastati.

Ajakirjale Nature esitatud artikli esimese variandi (27.01.2014) järelduste osa tundus retsensentidele kahtlane, kuna antiarhide kivistisi on leitud tuhandeid, kuid klasprit seni kirjeldatud ei oldud. Artikkel lükati tagasi. John Long kaasas uurimusse veel 10 teadlast erinevatest riikidest, sealhulgas Mark-Kuriku varasema koostööpartneri Per Erik Ahlbergi, et täiendavalt uurida Microbrachius'e Šotimaa eksemplare ja ühtlasi osaleda materjali tõlgendamisel ning süstemaatika ja evolutsiooni alaste järelduste tegemisel. Mitmel Šotimaa fossiilil leitigi klasper, mõnel isegi kaks (vasak- ja parempoolne).

Artikli täiendatud variant leidis ajakirjas Nature aktsepti 29. augustil 2014 ja ilmus ajakirja elektroonilises väljaandes 19. oktoobril 2014 pealkirjaga "Copulation in antiarch placoderms and the origin of gnathostome internal fertilisation" ("Antiarhide kopulatsioon ja lõugsuuste sisemise viljastamise päritolu"). Autorid: John A. Long, Elga Mark-Kurik, Zerina Johanson, Michael S. Y. Lee, Gavin C. Young, Zhu Min, Per E. Ahlberg, Michael Newman, Roger Jones, Jan den Blaauwen, Brian Choo, Kate Trinajstic. Rahvusvahelise uurimusega kaasnes tähelepanuväärne meediakajastus uudisteajakirjas Time. Ajakirja Nature paberväljaandes ilmus teadusartikkel 8. jaanuaril 2015.

Muid töid

 

Alates 1994. aastast valmistas Mark-Kurik fossiilsete kalade elusuuruseid teaduslikke rekonstruktsioone. Ta tegi umbes 20 rekonstruktsiooni, mida võib näha Läti loodusmuuseums Riias, Helsingi Ülikooli loodusmuuseumis ja Eesti Maaülikooli Võrtsjärve õppekeskuse püsiekspositsioonis. Tema tehtud suurim kalamudel on pikkusega 83 sentimeetrit; see on psammosteiid nimega Psammolepis alata ning asub Riias loodusmuuseumis. Tartu Ülikooli geoloogiamuuseumile plaanis Mark-Kurik teha kõige suurema Kesk-Devoni psammosteiidi – Tartuosteus maximus'e – mudeli, see oleks olnud peaaegu kaks meetrit pikk.

Koostöös Briti paleopataloogidega – Londoni loodusloomuuseumi kuraatori Zerina Johansoni, King's College Londoni professori Moya Meredith Smithi ja Charles Howardiga (Hadassahi meditsiinikeskus Jeruusalemmas) tegeleti fossiilsete kalade vigastuste ning nende paranemisprotsesside histoloogilise uurimisega. Uurimuste põhjal koostatud ühisartikkel avaldati teadusajakirjas Biology Letters 2013. aasta oktoobris.

Mark-Kuriku poolelijäänud uurimisteemade seas oli ka Ordoviitsiumi ja Siluri elustiku mitmekesisus Baltika paleokontinendil: evolutsioon ja muutuva keskkonna mõjud.

Mark-Kurik osales (ka juhina) paljudel uurimisreisidel, sealhulgas kolmel ekspeditsioonil Vene Arktikas: Uus-Siberi saartel, Kotelnõi saarel ja Severnaja Zemljal. Ta kogus välitöödel kalu 40 aastat. Lisaks teadustööle määras ta aastakümneid kalafossiile Eesti geoloogiateenistusele, ka omaaegses Nõukogude Liidus (Loode-Venemaal, Uuralis, Siberis, Kesk-Aasias) töötavatele geoloogidele. Mark-Kurik on intervjuus öelnud: "Mõned uurijad on spetsialiseerunud lõuatutele, teised plakodermidele või kõrgematele kaladele, kuid selliseid paleoihtüolooge, kes kõiki rühmi hästi tunneks, peaaegu polegi, neid oli viimati 19. sajandil."

Artikleid

Tal oli uurimusi Devoni ja Siluri paleoihtüoloogia, biostratigraafia, biogeograafia, paleoökoloogia, paleopataloogia ja tafonoomia alal. Ajakirjas Nature ilmus kahel korral Mark-Kuriku osalusel artikkel Devoni ajastu fossiilsetest lõugsuustest kaladest. 2008. aastal avaldatud artikkel käsitleb lihasuimse Panderichthys rhombolepis'e, 2014 ilmunud artikkel rüükalade hulka kuuluva Microbrachius'e uuringu tulemusi.

• 1997 – Richard E. Barwick, Kenton S. W. Campbell, Elga Mark-Kurik Tarachomylax : A new early Devonian dipnoan from Severnaya Zemlya, and its place in the evolution of the Dipnoi – Journal: Geobios – GEOBIOS-LYON , 30, nr. 1, lk. 45–73.
• 2000 – Per Erik Ahlberg, Ervins Lukševičs, Elga Mark-Kurik A near-tetrapod from the Baltic Middle Devonian– Journal: Palaeontology , 43, nr. 3, lk. 533–548.
• 2008 – Catherine A. Boisvert, Elga Mark-Kurik, Per E. Ahlberg The pectoral fin of Panderichthys and the origin of digits – Journal: Nature, 456, lk. 636–638.
• 2008 – Marshall, J., Plink-Björklund, P., Mark-Kurik, E. Recognising the Givetian Taghanic Event in the Devonian Baltic Basin and is importance as a high-resolutioni nternational correlation datum. 33rd International Geological Congress, Oslo, Oslo. HPS-01.
• 2008 – Mark-Kurik, E. A Middle Devonian holonematid arthrodire with unusual ornament from Estonia. – The Seventh Baltic Stratigraphical Conference. Abstracts and Field Guide [The 7th Baltic Stratigraphical Conference. Abstracts and Field Guide.]. Geological Society of Estonia, Tallinn. 46.
• 2008 – Marshall, J., Plink-Björklund, P., Mark-Kurik, E. Recognising the Givetian TaghanicEvent in the Devonian Baltic Basin and its importance as a high-resolution corelation datum. – The Seventh Baltic Stratigraphical Conference. Abstracts and Field Guide. Geological Society of Estonia, Tallinn. 47.
• 2008 – Mark-Kurik, E. Kalmetumäe müür – olulisemaid devoniaegsete kalade leiukohti Eestis. Setumaa Kogumik [Setumaa Symposium]. Tallinna Ülikooli Ajaloo Instituut, Tallinn. 4, 28–43.
• 2009 – Lebedev, O., Mark-Kurik, E., Karatajute-Talimaa, V., Luksevics, E., Ivanov, A. Bite marks as evidence of predation in early vertebrates [Bite marks as evidence of predation in early vertebrates]. Wiley-Blackwell, UK. Acta Zoologica (Stockholm) 90(Suppl. 1), 344–356.
• 2009 – Luksevics, E., Lebedev, O., Mark-Kurik, E., Karatajute-Talimaa, V. The earliest evidence of host-parasite interaction in vertebrates [The earliest evidence of host-parasite interaction in vertebrates]. Wiley-Blackwell, UK. Acta Zoologica (Stockholm) 90(Suppl. 1), 335–343.
• 2009 – Mark-Kurik, E. Tamme paljand – Kesk-Devoni kalade unikaalne leiukoht [Tamme exposure, a unique locality of the Middle Devonian fishes] – Eesti Geoloogia Selts, Bülletään 8/09, 18–26.
• 2009 – Mark-Kurik, E. Membership news. CM Elga Mark-Kurik – Subcommission on Devonian Stratigraphy, Newsletter 24, 88–89.
• 2011 – Elga Mark-Kurik. Selgroogsete evolutsiooni kivistunud tõendeid Devoni ladestust – "Teadusmõte Eestis (VI). Elu- ja maateadused"
• 2013 – Mark-Kurik, E. A new Lower Devonian arthrodire (Placodermi) from the NW Siberian Platform – Estonian Journal of Earth Sciences 62(3), 131–138.
• 2013 – Zerina Johanson, Moya Smith, Anton Kearsley, Peter Pilecki, Elga Mark-Kurik, Charles Howard Origins of bone repair in the armour of fossil fish: response to a deep wound by cells depositing dentine instead of dermal bone – Biology Letters, 9, nr. 5.
• 2013 – E Mark-Kurik, A Blieck, CJ Burrow, S Turner Early Devonian fishes from coastal De Long Strait, central Chukotka, Arctic Russia – Geodiversitas 35(3):545–78.
• 2015 – John A. Long, Elga Mark-Kurik, Zerina Johanson, Michael S. Y. Lee, Gavin C. Young, Zhu Min, Per E. Ahlberg, Michael Newman, Roger Jones, Jan den Blaauwen, Brian Choo & Kate Trinajstic. Copulation in antiarch placoderms and the origin of gnathostome internal fertilization – Journal: Nature, 517: 196–199.

Raamatuid

• Дмитрий Владимирович Обручев, Э. Ю. Марк-Курик "Псаммостеиды (Agnatha, Psammosteidae) девона СССР". Таллин, 1965; 2. trükk 2013. 446 lk

Populaarteaduslikke artikleid

• "Maismaa hõivamine". // "Maa Universumis". Tallinn 2004
• "Punaste liivade aegu". // "Maa Universumis". Tallinn 2004

• NSV Liidu Paleontoloogia Seltsi Eesti osakonna juhatuse liige ja esimees. Nõukogude Liidu lagunemisel Eestis eraldi paleontoloogide seltsi pole loodud.
• 1989 Eesti Geoloogia Selts
• Selgroogsete Paleontoloogia Seltsi (SVP) liige
• Rahvusvahelise Geoloogiateaduste Liidu Stratigraafia Komisjoni Devoni alamkomisjoni kirjavahetajaliige

• 1992 – Karl Ernst von Baeri medal Eesti Teaduste Akadeemialt
• 2002 – Akadeemik Artur Luha auhind Tallinna Tehnikaülikooli Geoloogia Instituudilt

Elga Mark-Kurik oli Juhan Mei tütretütar, Julius Margi ja Kristine Mei tütar, Karin Margi ja Lüüdia Vallimäe-Margi õde, Lydia ja Natalie Mei õetütar.