Według naszej wiedzy kręgowce wyszły z wody na ląd raz. Ale powracały do tego morza wielokrotnie – mówi w Radiu Naukowym dr Daniel Tyborowski, paleontolog, specjalista od gadów morskich i autor kanału „Daniel Tyborowski – Historia Naturalna”. – Pierwszymi ssakami, które opanowały środowisko morskie, były walenie – dodaje.

Ale zanim niektóre ssaki „postanowiły” zejść z powrotem do wody, głębiny były opanowane przez morskie gady. – One rozpoczęły czas swojej prosperity już na początku triasu, około 240 milionów lat temu, a ostatnie gady morskie (chociaż oczywiście do dzisiaj mamy trochę żółwi morskich, legwanów, ale to jest dużo późniejsza historia, bliższa naszym czasom) wymarły z końcem ery gadów, czyli ery mezozoicznej, 66 milionów lat temu – wyjaśnia naukowiec. A kiedy zniknęły wielkie morskie gady, pojawiła się kusząca nisza ekologiczna, w którą weszły właśnie ssaki.

Ewolucyjne mechanizmy przystosowywania się do wodnych warunków zaowocowały bardzo podobnymi rozwiązaniami. – Ewolucja konwergentna, czyli zbieżna, to taka która prowadzi do tego, że bliżej niespokrewnione ze sobą organizmy przyjmują podobne kształty – mówi dr Tyborowski. – W podręcznikach zawsze mamy takie zestawienie:  ichtiozaur, delfin i rekin.  Każde z tych zwierząt należy do innej grupy. Jedno jest gadem, drugie ssakiem, trzecie rybą, ale morfologicznie mniej więcej wyglądają tak samo – wyjaśnia.

Kreacjoniści – dajcie spokój

Zresztą zejście zwierząt z powrotem do mórz jest ciekawe, bo pokazuje, jak działa ewolucja. – Bardzo często się słyszy np. od kreacjonistów: „Proszę pokazać dowody na ewolucję, ale dzisiaj, żeby ewolucja zachodziła dzisiaj”. No to mamy hipopotamy, które są świetnym przykładem tego procesu [jako żyjące w dużym stopniu w wodzie – KG]. Mamy ssaki płetwonogie, które są takimi zwierzętami półwodnymi, a nawet mamy niedźwiedzie polarne, które między palcami mają błonę pławną. Zresztą stąd nazwa łacińska niedźwiedzia polarnego – Ursus maritimus, czyli niedźwiedź morski – wylicza dr Tyborowski.

W podcaście rozmawiamy też o tym, jakim cudem dr Tyborowski jest w stanie zapamiętać tyle nazw gatunkowych i podziałów taksonomicznych, jakie cechy typowo ssacze pozostały u gatunków podwodnych i dlaczego nie wykształciły skrzeli. Bardzo polecam!

Zajrzyjcie na kanał Daniela: Historia naturalna!

 

TRANSKRYPCJA

INTRO:
Daniel Tyborowski: Właśnie dlatego ten temat zejścia zwierząt do mórz jest ciekawy, bo on ładnie pokazuje, jak działa ewolucja. Bardzo często, kiedy się słyszy np. od kreacjonistów: „Proszę pokazać dowody na ewolucję, ale dzisiaj, żeby ewolucja zachodziła dzisiaj”, no to mamy hipopotamy, które są świetnym przykładem tego procesu…

Karolina Głowacka: Oj tak, ewolucja dzieje się cały czas, a w tym odcinku usłyszycie o jej mechanizmach, które sprawiły, że futrzaste gatunki ssaków po wielu pokoleniach stały się np. podobnymi do ryb – delfinami. Co takiego się stało, że lądowe gady a potem ssaki postanowiły szukać szczęścia w morzach? Nazywam się Karolina Głowacka, a to jest Radio Naukowe. Jeśli podobają Wam się efekty mojej pracy, możecie mnie wesprzeć na patronite.pl/radionaukowe. Dzięki Wam – drodzy patroni i patronki – planuję nowe projekty, z dużym rozmachem. A tymczasem zaczynamy – odcinek 118!

***

K.G.: Studio Radia Naukowego odwiedził doktor Daniel Tyborowski. Dzień dobry.

D.T.: Dzień dobry.

K.G.: Paleontolog, specjalista od gadów morskich, popularyzator nauki, laureat Nagrody „GEOLOGIA 2021” Ministerstwa Klimatu i Środowiska. Daniel niedawno też otworzył swój własny kanał na YouTube, który serdecznie polecam: Daniel Tyborowski – Historia Naturalna. Link zostawię wam w opisie podcastu. Chociaż to nie jest przecież twój debiut na YouTube, tylko po prostu poszedłeś na swoje.

D.T.: Poszedłem na swoje, tak. W pewnym sensie po prostu taki nowy rozdział.

K.G.: Jak wiecie, Daniel występował również w Radiu Naukowym, i to w czasach, kiedy jeszcze raczkowałam z kanałem, więc bardzo ci za to dziękuję. Porozmawiamy o powrocie różnych gatunków do mórz. Będzie o gadach morskich, ssakach morskich, o ich mechanizmach ewolucyjnych. Ale zanim powiemy o powrocie, to ja chciałabym cię zapytać, po co w ogóle było wychodzić z tego morza? Źle tam było?

D.T.: No właśnie, żeby się zastanowić, po co wracać do morza, to trzeba się zastanowić, po co z tego morza najpierw wychodzić. Bo faktycznie, pierwotnie kręgowce są zwierzętami morskimi. Wyjście kręgowców na ląd – podobnie jak ich powrót do mórz – to są takie dwa dobre przykłady, na których można badać to, jak działa ewolucja, jakie są podstawowe problemy, pytania i mechanizmy rządzące ewolucją w takich długich skalach czasowych, czyli w skali czasu geologicznego. Kręgowce wyszły na ląd w erze paleozoicznej, około czterystu dziewięćdziesięciu milionów lat temu – stamtąd są znane najstarsze ślady kopalne tego procesu.

Po co się wychodziło na ląd? W tamtym czasie w morzach żyło wiele dużych drapieżników, nie tylko wśród kręgowców, bo starszy paleozoik to jest taka epoka, kiedy żyły np. wielkie, drapieżne stawonogi oraz wielkie głowonogi – olbrzymie łodziki, więc to nie jest tak, że kręgowce były wtedy takimi domyślnymi, dominującymi drapieżnikami morskimi. Jest tak w dzisiejszych morzach, bo jak już kręgowce wróciły do mórz, to szturmem zdobyły te morza, o czym dzisiaj powiemy. Natomiast w paleozoiku to wcale nie musiało być takie oczywiste. W dewonie wśród kręgowców też zdarzały się wielkie drapieżniki, jak wielkie ryby pancerne czy ogromni kuzyni rekinów, ale generalnie morza były wtedy też zamieszkałe przez wielkich drapieżców wśród bezkręgowców. Natomiast, jeżeli zajrzymy sobie do literatury, chcąc znaleźć odpowiedź na pytanie, dlaczego zwierzęta wyszły na ląd, to jedna z głównych odpowiedzi będzie taka, że wyszły dlatego, że na lądzie już były zasoby. Takim głównym zasobem jest pokarm.

K.G.: Były zasoby, a nie było drapieżników?

D.T.: Nie było drapieżników, które mogłyby im zagrażać. Najpierw na ląd wyszły rośliny, które stanowiły zasób, bazę pokarmową dla bezkręgowców, które wyszły na ląd przed kręgowcami. Były to stawonogi, pajęczaki, pierwotne owady, które później stanowiły właśnie pokarm dla kręgowców. I taka grupa kręgowców, która wyszła na ląd, to były ryby mięśniopłetwe, których my jesteśmy pośrednimi potomkami. Z ewolucyjnego punktu widzenia ciągle tymi rybami mięśniopłetwymi, czyli sarkopterygami jesteśmy. Tak się nazywa ta grupa – sarkopterygi.

K.G.: Naprawdę, nie wiedziałam, że jestem rybą. [śmiech]

D.T.: W ewolucyjnym sensie jesteśmy rybami, gdyby zapytać biologa ewolucyjnego czy paleobiologa. Jesteśmy rybami, chociaż nie wyglądamy. Ale tak to już ta ewolucja czy wiedza o ewolucji jest ułożona. Więc był zasób pokarmowy, którym były głównie stawonogi. W morzach była większa konkurencja. Były inne grupy drapieżników, niektóre grupy ryb w ogóle nie wyszły na ląd – tak jak właśnie ryby pancerne czy inne ryby kostnoszkieletowe. My jako ryby mięśniopłetwe należymy do takiej dużej, jeszcze większej grupy zwanej rybami kostnoszkieletowymi i większość żyjących dziś ryb to są właśnie te inne kostnoszkieletowe, czyli tzw. ryby promieniopłetwe, jak karpie, szczupaki, sumy. Te wszystkie ryby, które nam się kojarzą. I raczej większość ryb mięśniopłetwych wymarła, a te grupy, które przetrwały, dziś są reliktowe, bo to jest latimeria i bodajże trzy gatunki ryb dwudysznych oraz wszystkie kręgowce lądowe, czyli czworonogi, w tym również te czworonogi, które później wróciły do morza. I tak naprawdę przyczyny powrotu do mórz miliony lat później mogą się okazać bardzo podobne do tych, jakie sprawiły, że kręgowce pierwotnie z tego morza wyszły.

K.G.: W tym sensie, że zmienił się trochę układ i na lądzie znowu zaczęło być ciasno? Tak, jak było ciasno w wodzie?

D.T.: Ja bym nie powiedział, że było ciasno na lądzie, tylko to w morzach zrobiło się więcej miejsca. To też oczywiście zależy od konkretnej grupy.

K.G.: Czyli życie nie lubi się przemęczać.

D.T.: Nie lubi się przemęczać. Natomiast, jeżeli popatrzymy sobie na to wyjście na ląd, to widzimy, że kręgowce lądowe to jest, jak to się ładnie w biologii ewolucyjnej mawia, grupa monofiletyczna. Czworonogi Tetrapoda – to są organizmy monofiletyczne, czyli wszystkie wywodzą się od jednego przodka. I najprawdopodobniej według naszej wiedzy kręgowce wyszły z wody na ląd raz. Ale powracały do tego morza wielokrotnie i to wielokrotnie w obrębie ssaków, bo mamy wieloryby, ale mamy też ssaki płetwonogie, które należą do zupełnie innej gałęzi na drzewie rodowym ssaków. Jeżeli popatrzymy na gady, to w erze mezozoicznej mieliśmy od groma różnych grup, które zupełnie niezależnie do morza powracały. Bo co innego ichtiozaury, co innego plezjozaury, co innego mozazaury, co innego żółwie morskie.

To są wszystko zupełnie różne grupy, ale generalnie powód będzie taki, że to w morzach opustoszały nisze ekologiczne, które można było zająć. Niezależnie od tego, czy były to nisze wielkich drapieżników, czy być może jakaś jedna bardzo wąska nisza związana z jakąś konkretną specjalizacją pokarmową. Bo wśród wtórnie wodnych kręgowców bardzo często się zdarza, że są to zwierzęta zajmujące wąski wycinek całego spektrum, jeśli chodzi o zdobywanie pożywienia, o jakiś konkretny pokarm, którym się żywią.

K.G.: Co się takiego stało, że w morzach zrobiło się miejsce? Dochodziło tam do wymierania czy zmieniał się skład chemiczny, temperatura? O co tutaj chodziło?

D.T.: Pierwsze udane próby powrotu do morza nastąpiły na początku mezozoiku, w triasie, około dwustu czterdziestu kilku czy dwustu pięćdziesięciu milionów lat temu, zaraz po wielkim wymieraniu permskim, czyli tym największym z piątki wielkich wymierań. Na to wymieranie permskie się mówi, że to jest mother of all extinctions, czyli matka wszystkich wymierań. I rzeczywiście wtedy z mórz zniknęła większość takich szczytowych drapieżników. W późnym paleozoiku istniały duże ryby chrzęstnoszkieletowe, kuzyni rekinów i chimer, czasami bardziej, czasami mniej do tych rekinów podobne. Zniknęły wielkie drapieżniki.

I tę niszę trzeba było zająć, więc zwierzęta, które żyły na lądzie znalazły tam dla siebie miejsce. W pozyskaniu wiedzy, jakie były konkretne przyczyny tego powrotu, przychodzi nam z pomocą wiedza pozyskana stosunkowo niedawno, bo w ubiegłym roku – 2021. Badacze opisali wtedy w zasadzie pierwszego wielkiego wtórnie wodnego drapieżnika, którym był ichtiozaur z rodzaju Cymbospondylus, który mógł spokojnie osiągać kilkanaście metrów długości – tak szesnaście, siedemnaście, a odważni naukowcy szacują, że nawet ponad dwadzieścia, więc rzeczywiście kolos. Pojawił się on około trzech milionów lat po tym, jak w ogóle pierwsze ichtiozaury powróciły do morza.

K.G.: A w ogóle kto był pierwszy?

D.T.: Pierwsze były mezozaury. To była taka grupa, która żyła jeszcze w erze paleozoicznej, przed wymieraniem, ale one w pełni nie opanowały środowiska morskiego. To były zwierzęta, które wybierały raczej zbiorniki słodkie, nie były jeszcze w pełni przekształcone do życia w morzach. Bo trzeba pamiętać, że żeby żyć w wodzie, trzeba morfologicznie, czyli pod względem kształtu być do tego przystosowanym, więc oczywiście te mezozaury bardzo przypominały dzisiejsze krokodyle, chociaż nie były z nimi jakoś blisko spokrewnione, ale na skutek tego, że właśnie przystosowywały się do życia w wodzie, nabrały takiego wydłużonego, opływowego kształtu, miały wydłużone szczęki, co się bardzo w środowisku wodnym przydaje. Ich ogon też był potężnie zbudowany – trochę przypominał taką płetwę ogonową, jaką mają dzisiejsze krokodyle albo traszki. Czyli w zasadzie nie było tam płetwy takiej jak u delfina czy np. ichtiozaura, ale cały ogon był taki dwubocznie spłaszczony, więc on na całej swojej długości wyglądał jak taka płetwa, ale kończyn nie miał przekształconych w płetwy. Tam jeszcze były łapy zwieńczone palcami, więc były to zwierzęta, które potrafiły wychodzić na ląd.

Być może, gdyby nie permskie wymieranie, w końcu to mezozaury dałyby początek jakimś morskim olbrzymom, bo tutaj trzeba pamiętać, że były to zwierzęta niewielkie. I dopiero po wymieraniu permskim mamy nagle eksplozję tych różnych grup, które zaczęły wracać do morza mniej więcej w tym samym czasie. Bo to były właśnie ichtiozaury, które słyną z tego, że miały taki opływowy, rybi kształt albo kształt podobny do delfina czy wieloryba. Zresztą w podręcznikach biologii ewolucyjnej zawsze, kiedy się mówi o ewolucji konwergentnej, zbieżnej, czyli tej, która prowadzi do tego, że bliżej niespokrewnione ze sobą organizmy przyjmują podobne kształty…

K.G.: Np., że delfin wygląda w przybliżeniu jak ryba.

D.T.: Tak. Zawsze mamy zestawienie: ichtiozaur, delfin i rekin albo tuńczyk. Każde z tych zwierząt należy do innej grupy. Jedno jest rybą, drugie gadem, inne ssakiem, ale morfologicznie mniej więcej wyglądają tak samo. Więc były ichtiozaury, była taka grupa bardzo bogata, która się nazywa zauropterygami, której najsłynniejszymi przedstawicielami są plezjozaury, ale jeszcze w triasie plezjozaury gdzieś tam dopiero się formowały, natomiast ich kuzynami była taka grupa zwana notozaurami, bardzo popularna w triasowych morzach. To były zwierzęta o wydłużonych szyjach, wydłużonych ogonach, ale łapach zakończonych jeszcze palcami. To były trochę takie triasowe ekologiczne odpowiedniki dzisiejszych płetwonogich ssaków – fok uchatek, słoni morskich, podczas gdy ichtiozaury bardziej poszły w niszę ekologiczne, które dzisiaj zajmują wieloryby, szczególnie zębowce.

Bo trzeba też pamiętać, że wieloryby się podzieliły w pewnym momencie na zębowce i fiszbinowce. Fiszbinowce ekologicznie troszeczkę się różnią od zębowców, zajmują troszeczkę inne nisze pokarmowe, ale z grubsza powiedzmy, że ichtiozaury poszły w stronę, którą dziś zajmują wieloryby, a właśnie zauropterygi, notozaury i plezjozaury poszły w tę stronę, którą zajmują foki uchatki i słonie morskie.

K.G.: Ja wiem, że dla ciebie to może być trochę nudne, ale jeszcze raz to wyjaśnijmy, bo kiedy słyszymy „zaury”, no to my wszyscy myślimy „dinozaury”. A jak się mają takie ichtiozaury do dinozaurów?

D.T.: Wszystkie morskie gady niezależnie, czy będą to ichtiozaury, czy plezjozaury, czy np. mozazaury, które później się też pojawiły, nie były jakoś szczególnie blisko z dinozaurami spokrewnione. Dinozaury to jest taka grupa, która należy do gadów naczelnych. Dzisiaj gadami naczelnymi są krokodyle i ptaki. Ptaki są tak samo dinozaurami, jak my jesteśmy rybami. A ptaki-dinozaury też są rybami w takim ewolucyjnym sensie, bo wszyscy należymy tak naprawdę do ryb mięśniopłetwych.

K.G.: Daj spokój, później ktoś tak na klasówce napisze. [śmiech]

D.T.: To dobrze napisze. Ja od lat twierdzę, że polski system edukacji, to, co mamy w programie biologii, nie przystaje do rzeczywistości. Tam jest klasyczny podział na gromady ryb, płazów, gadów, ptaków i ssaków.

K.G.: No tak.

D.T.: A takich gromad w ogóle nie ma. Tak naprawdę gady z ewolucyjnego punktu widzenia nie istnieją, bo gady to jest taki worek, który nie jest tą grupą monofiletyczną, nie obejmuje wszystkich potomków wspólnego przodka itd. Myślę, że to jest na inną, równie ciekawą rozmowę.

Więc dinozaury były gadami naczelnymi – archozaurami. Tak się nazywa ta grupa. I jeden z takich wyróżników anatomicznych, kiedy znajdziemy kości jakiegoś gada naczelnego, to jest m.in. to, że w czaszkach archozaurów pojawiały się dodatkowe otwory. Gady czy zwierzęta, które z nimi utożsamiamy, na bardzo wczesnym etapie swojej ewolucji wykształciły w czaszkach otwory skroniowe, czyli otwory z tyłu czaszki, za oczodołami, które po prostu były takimi otworami, w które wnikały mięśnie operujące czaszką. I im więcej było tych otworów i im większe one były, tym silniejsze były mięśnie, które czaszkę kontrolowały.

U gadów naczelnych w którymś momencie pojawiają się dodatkowe otwory przedoczodołowe, czyli z przodu czaszki, między oczodołem a nozdrzami i czasami jeszcze otwory w żuchwie. Krokodyle, o których powiedziałem, że są gadami naczelnymi, tak jak dinozaury, nie mają otworów przedoczodołowych, ale mają właśnie otwory w dolnej szczęce, w żuchwie. Czaszkę dinozaura bardzo łatwo jest rozpoznać, bo ona będzie miała czasami potężne otwory przedoczodołowe, z przodu pyska. Jeżeli popatrzymy na czaszkę wielkiego allozaura czy tyranozaura, to pierwsze, co nam się rzuci w oczy, to będą właśnie olbrzymie otwory z przodu pyska. Być może niektórzy będą mogli nawet pomyśleć, że to są oczodoły, ale nie, oczodoły będą z tyłu, w mniejszych otworach.

Ale po co w ogóle takie otwory? Archozaury domyślnie były gadami żyjącymi na lądzie, a skoro osiągały coraz większe rozmiary, bo największe dinozaury drapieżne mogły mieć po kilkanaście metrów, no to trzeba było móc dźwigać wielką czaszkę na odpowiednio dużej wysokości, a czasami w pysku, czyli tak naprawdę w tej czaszce, dźwigać jeszcze ciężką ofiarę, którą się upolowało. Więc archozaury, w tym dinozaury ewoluowały na lądzie i ewoluowały w kierunku zmniejszania ciężaru czaszki – stąd te dodatkowe otwory. Skoro gady morskie ewoluowały w kierunku życia w morzach, „zależało” im na czymś kompletnie innym. Mianowicie na tym, żeby czaszka stawała się jak najbardziej ciężka. Dlatego u gadów morskich nie ma żadnych dodatkowych otworów przedoczodołowych – ani u ichtiozaurów, ani u plezjozaurów, ani u mozazaurów, ani u innych. I czasami niektóre z tych otworów skroniowych, które były z tyłu czaszki, zanikały.

K.G.: „Chodziło” im o to, żeby się łatwiej zanurzać?

D.T.: Żeby utrzymać swoje ciało w toni wodnej, tak. Zresztą w ogóle, jak popatrzymy na szkielet niezależnie od tego, którą grupę wtórnie wodnych gadów czy w ogóle kręgowców wybierzemy, to tam poza czaszką pojawiają się inne adaptacje służące temu, żeby zwierzę było jak najcięższe. Dlatego np. większość pasa barkowego u wtórnie wodnych kręgowców – czy to ichtiozaurów, czy plezjozaurów, czy nawet dzisiejszych waleni, wielorybów i delfinów – jest mocno rozbudowana. Łopatka jest szeroką, płaską kością, która przybiera w skrajnych przypadkach formę niemalże takiego pancerza brzusznego. U plezjozaurów tak było. Zresztą u plezjozaurów równie rozbudowana była miednica. Więc to miało służyć jako taki obciążnik. A jeżeli teraz popatrzymy sobie, jak ciało zwierzęcia będzie ułożone w wodzie, to się szybko okaże, że pas barkowy znajduje się dokładnie pod płucami, w których było powietrze.

K.G.: No ale taki powrót do morza to jest ewolucyjna kupa roboty. Bo tak jak mówisz, trzeba zmienić trochę układ szkieletowy, ale co z oddychaniem?

D.T.: Wszystkie wtórnie wodne kręgowce oczywiście dalej oddychają powietrzem atmosferycznym. I to kojarzymy z dzisiejszymi wielorybami, że kiedy wieloryb czasami podpływa do tafli wody, to on ma nozdrza zlokalizowane na czubku czaszki.

K.G.: Bardzo praktycznie.

D.T.: Bardzo praktycznie. Nie musi się cały wynurzać. Mało tego – on pozostaje cały czas w takiej naturalnej pozycji względem tafli wody. Nie musi się przekręcić np. o dziewięćdziesiąt stopni, żeby wynurzyć całą głowę, tylko cały czas pozostaje równolegle ułożony do dna i do tafli wody, więc widzi wszystko, co jest naokoło i co jest pod nim, bo ten moment zaczerpnięcia haustu powietrza to jest taki moment, kiedy jesteśmy narażeni np. na atak drapieżnika. Więc wieloryb podpływa tylko do tafli wody, wysuwa czubek czaszki (możemy powiedzieć, że nozdrza u wieloryba są zlokalizowane w pewnym sensie na jego czole), no i nabiera powietrza – to się często objawia razem z wydmuchiwaniem tego zużytego powietrza – tworzy się taki pióropusz z wody, który czasami powoduje ładną tęczę, to jest bardzo widowiskowe. Wszystkie wtórnie wodne kręgowce oddychały powietrzem atmosferycznym i wszystkie musiały się borykać z tym – również gady morskie – żeby raz na jakiś czas wynurzyć się i zaczerpnąć powietrza do płuc.

K.G.: A te płuca im jakoś rosły? Bo wieloryby, o ile się orientuję, z półtorej godziny są w stanie na jednym oddechu pociągnąć, że tak powiem. To imponujące w porównaniu z nami. No ale w jaki sposób jest to uzyskane? Właśnie jakąś większą objętością płuc czy lepszą wymianą tego tlenu? Jak to się robi?

D.T.: Mamy wiedzę na ten temat w zasadzie tylko w przypadku ssaków morskich, bo akurat te części w przypadku gadów się nie zachowały, ale patrząc na to, że te zwierzęta zajmowały podobne nisze ekologiczne, możemy sądzić, że tam było podobnie jak u dziś żyjących wielorybów czy płetwonogich. Rzeczywiście płuca są większe u wtórnie wodnych kręgowców, np. u wielorybów niż u ich lądowych odpowiedników, więc one są z natury rzeczy lepiej przystosowane do tego, żeby rzadziej nabierać powietrza do płuc. Biorą go odpowiednio dużo, ale mogą to robić w większych odstępach.

K.G.: Jaki jest ten okres, kiedy duże gady morskie rządzą morzami? Kiedy to jest i kiedy to się kończy?

D.T.: Pierwsze gady morskie rozpoczęły czas swojej prosperity już na początku triasu, około dwustu czterdziestu kilku milionów lat temu, a ostatnie gady morskie – chociaż oczywiście do dzisiaj mamy trochę żółwi morskich, legwanów, ale to jest dużo późniejsza historia, bliższa naszym czasom – natomiast ostatnie gady morskie wymarły z końcem ery gadów, czyli ery mezozoicznej, sześćdziesiąt sześć milionów lat temu.

Natomiast w trakcie nie było tak, że mieliśmy jeden świat morskich gadów. One wymierały, pojawiały się nowe. Dobrym przykładem są właśnie ichtiozaury czy olbrzymie pliozaury. Ichtiozaury pojawiły się bardzo szybko, zaraz po wymieraniu permskim, tak jak powiedziałem, około trzech milionów lat później istniały wielkie formy wielkości dzisiejszego kaszalota, a ostatnie ichtiozaury wymarły w połowie kredy, około dziewięćdziesięciu pięciu milionów lat temu. Później były zastąpione przez mozazaury. To jest grupa bardzo blisko spokrewniona z dzisiejszymi waranami. Zresztą mozazaury wyglądały jak warany, jak dzisiejszy waran nilowy. Swoją drogą warany też świetnie pływają i są spowinowacone z wodą, niezależnie od tego, czy słodką, czy słoną, bo waran z Komodo też przepływa z wyspy na wyspę, dobrze sobie radzi w warunkach morskich. Tylko oczywiście mozazaury były dużo, dużo większe, więc to były takie epizody wymierania i pojawiania się nowych grup. Kiedy ostatecznie wymarły pod koniec kredy w trakcie masowego wymierania sześćdziesiąt sześć milionów lat temu, to ich nisze ekologiczne znowu opustoszały.

K.G.: Kusząca perspektywa.

D.T.: Kusząca perspektywa – wtedy swoją karierę ewolucyjną na dobre rozpoczęły ssaki, które oczywiście istniały wcześniej, ale teraz zwolniły się nisze ekologiczne tych dużych zwierząt i pierwszymi ssakami, które opanowały środowisko morskie, były walenie. Co ciekawe, zajęło im to dużo więcej czasu w skali czasu geologicznego niż gadom.

K.G.: Ale co zeszło do tych mórz z powrotem? Bo wiemy, jak wygląda teraz np. delfin, ale co zeszło? To miało cztery nogi? Jak to wyglądało? Miało futro?

D.T.: To miało cztery nogi. Pierwszy taki kuzyn miał prawdopodobnie futro. Wiemy to stąd, że w płodach niektórych dzisiejszych waleni, szczególnie zębowców, są ślady futra oraz ślady wibrysów, czyli takich wąsów czuciowych, takich jak mają psy czy koty. Więc wiemy, że w historii ewolucyjnej pierwotnie u tych zwierząt było futro. Taki najstarszy prakuzyn waleni to jest rodzaj Indohyus, który zamieszkiwał tereny południowej Azji ponad pięćdziesiąt milionów lat temu i było to zwierzę przypominające krzyżówkę psa z sarną. Przychodzi mi do głowy słynny myszojeleń, tylko tak jakbyśmy mu nieco powiększyli głowę. Ale w każdym razie były to zwierzęta kopytne i wieloryby należą do kopytnych. Z ewolucyjnego punktu widzenia.

K.G.: My jesteśmy rybami, ptaki są dinozaurami, wieloryby są kopytnymi. [śmiech]

D.T.: Tak, i one wszystkie są dalej rybami mięśniopłetwymi. No ale tak jest. Dzisiaj najbliższy żyjący kuzyn waleni to jest hipopotam, który zresztą też jest bardzo kojarzonym z wodą zwierzęciem. Swoją drogą właśnie dlatego ten temat zejścia zwierząt do mórz jest ciekawy, bo on ładnie pokazuje, jak działa ewolucja. Bardzo często, kiedy się słyszy np. od kreacjonistów: „Proszę pokazać dowody na ewolucję, ale dzisiaj, żeby ewolucja zachodziła dzisiaj”, no to mamy hipopotamy, które są świetnym przykładem tego procesu. Mamy ssaki płetwonogie, które są takimi zwierzętami półwodnymi, a nawet mamy niedźwiedzie polarne, które między palcami mają błonę pławną i bardzo dużo czasu spędzają w wodzie. Zresztą stąd nazwa łacińska niedźwiedzia polarnego – Ursus maritimus, czyli niedźwiedź morski.

Ale wracając do waleni, pierwotne formy były rzeczywiście zwierzętami czworonogimi. Taką kolebką prawaleni jest południowa Azja, szczególnie Indie i Pakistan, które w tamtym czasie, te pięćdziesiąt, czterdzieści kilka milionów lat temu, czyli zaraz po wymarciu gadów morskich, były wyspą na środku oceanu Tetydy – jak to ja mówię, kultowego oceanu Tetydy, bo to jest taki ocean, który istniał przez bardzo dużą część dziejów Ziemi i Indie wtedy były wyspą i migrowały sobie od Afryki, przez odpowiednik dzisiejszego Oceanu Indyjskiego, aż około dwudziestu kilku, może trzydziestu milionów lat temu zderzyły się z południową Azją i wtedy powstały Himalaje. Więc kolebką waleni jest właśnie ten region świata i tam mamy takie formy jak pakicetus albo ambulocetus, które były mniej więcej na tym etapie zmian anatomicznych, na którym dzisiaj są np. słonie morskie albo generalnie płetwonogie.

Ambulocetus był zwierzęciem z kształtu przypominającym krokodyla, tyle że był właśnie ssakiem. Prawdopodobnie miał futro, dużą, wydłużoną czaszkę, uzębienie jeszcze typowe dla ssaków żyjących na lądzie, czyli takie jak my, zróżnicowane. Z przodu siekacze, potem kły, przedtrzonowce i trzonowce. Dzisiaj jak popatrzymy w pysk orki czy delfina, który może wyglądać przyjaźnie, ale ja absolutnie ręki bym do niego nie wyciągał, tam są takie szpileczki, zęby zakrzywione lekko ku tyłowi, ostre. Wszystkie mają ten sam pokrój. Bo w środowisku wodnym nie opłaca się żuć pokarmu, trzeba go złapać i połknąć. Dlatego u wielorybów całkowicie zanikł zmysł smaku. One po prostu połykają pokarm, nie przeżuwają go. Jak się przeżuwa pokarm, długo trzyma go w paszczy, to fajnie by było mieć z niego jakąś przyjemność, dlatego my czujemy smak, odczuwamy przyjemność z jedzenia.

K.G.: A węch jest przydatny w wodzie?

D.T.: Jest przydatny i u niektórych wtórnie wodnych zwierząt on rzeczywiście jest wykształcony. Z badań nad np. ichtiozaurami, które prowadziłem również ja, wynika, że miały one czynny węch pod wodą. Miały bardzo dobrze rozwiniętą komorę węchową i cały czas ten węch był funkcjonalny pod wodą. Bo czasami niektóre zwierzęta, które mogą żyć pod wodą, mają dobry węch, ale nie zawsze z niego pod wodą korzystają. I tu dobrym przykładem są krokodyle, które po prostu zamykają nozdrza pod wodą. U wielorybów jest bardzo podobnie – one zamykają swoje nozdrza, więc raczej z węchu pod wodą korzystać nie mogą.

K.G.: A skąd możesz wnioskować, że używały właśnie tego węchu pod wodą? Bo rozumiem, że można wywnioskować na podstawie budowy czaszki, że dany ośrodek był rozwinięty, ale jak możesz odtworzyć, że na lądzie było tak, a pod wodą inaczej?

D.T.: Tutaj znowu wchodzimy w takie bardzo anatomiczne szczegóły. Większość wtórnie wodnych kręgowców, niezależnie od tego, czy to gady morskie, czy to ssaki ma coś takiego, co się nazywa wtórnym podniebieniem. To bardzo dobrze widać u krokodyli – kiedy wygrzewają się na plaży, to często leżą z otwartymi paszczami i wtedy nie widać światła ich przełyku. Nie widzimy tego, co krokodyl ma wewnątrz paszczy, bo właśnie to wtórne podniebienie zamyka światło przełyku, nie widzimy, co tam jest dalej. Podobnie jest to wykształcone u wielorybów i wiemy na podstawie skamieniałości, że było to bardzo podobnie zorganizowane np. u plezjozaurów. Na podstawie badań kompletnych czaszek wielu gatunków wiemy, że plezjozaury też miały takie kostne wtórne podniebienie. Ichtiozaury takiego podniebienia nie miały, co oznacza, że cały czas komora węchowa była połączona z jamą gębową. To był otwarty system. Więc mogły korzystać z węchu pod wodą pod warunkiem, że ich aparat gębowy był w jakiś sposób nieszczelny. Bo cząsteczki zapachu wpływały po prostu razem z wodą i musiały też jakoś wypływać.

K.G.: Może to dziwne pytanie, ale skoro tak wiele ewolucji udało się załatwić, w takim sensie, że kształt np. waleni jest bardzo rybopodobny, opływowy itd., to co z tym oddychaniem? Nie dało się załatwić też skrzeli, tak jak mają ryby? I spokojnie by sobie pływały bez problemu.

D.T.: Pewnie by się dało, gdyby warunki bardzo tego wymagały, natomiast trzeba pamiętać, że ewolucja działa najmniejszym nakładem kosztów.

K.G.: To, co mówiliśmy, że życie nie lubi się przemęczać.

D.T.: Tak. Więc jeżeli mamy już jakieś określone plany budowy, jakieś określone adaptacje, jakoś określoną fizjologię danego zwierzęcia, to jeżeli możemy ją wykorzystać do innych celów, to to robimy, o ile nie musimy tego całkowicie zmieniać – czy planu budowy, czy fizjologii. Więc jeżeli można było dalej korzystać z oddychania powietrzem atmosferycznym, ale np. robić to rzadziej, po prostu zwiększając objętość płuc, no to był to mniejszy nakład kosztów energetycznych i budulcowych niż całkowita reorganizacja budowy anatomicznej, żeby zatracić płuca i wykształcić skrzela. To jest dokładnie ten sam problem, który mamy z organizacją płetwy ogonowej. Bo ssaki morskie mają płetwę poziomą, a gady morskie mają pionową. Ichtiozaury miały pionową płetwę tak jak ryby. I tu znowu się rodzi pytanie – dlaczego np. gady nie miały poziomej tak jak ssaki, albo odwrotnie. Wynika to z tego, że nie ma to znaczenia, jak będzie zorganizowana płetwa. To nie wpływa na szybkość, na zwrotność, na zwinność, pływa się tak samo dobrze. Po prostu ssaki lądowe przy poruszaniu się wyginają kręgosłup z góry na dół, a gady gibają się na boki. Tak jak krokodyl, kiedy chodzi, to on tak śmiesznie się giba z boku na bok.

K.G.: Śmiesznie, chyba że idzie w twoim kierunku.

D.T.: Chyba że idzie w twoim kierunku, a na lądzie też potrafi całkiem sprawnie i szybko się poruszać, więc już wtedy pewnie nam tak do śmiechu nie jest. Więc skoro już mamy jakiś ruch kręgosłupa, to należy go wykorzystać.

K.G.: Bardzo ergonomiczna ewolucja.

D.T.: Tak. Najmniejszy nakład kosztów.

K.G.: A ile to trwa? No bo wyobrażam sobie futerkowe czworonożne zwierzę wchodzące do wody. Oczywiście nie działa to tak, że wchodzi i tam mieszka, tylko to jest proces. I potem widzę np. tego delfina. To ile trwa przejście ewolucyjne między tymi dwoma istotami?

D.T.: To jest bardzo ciekawe, bo to zależy. I zapis kopalny nam pokazuje, że w zasadzie u każdej grupy wtórnie wodnych kręgowców, tych, które się przystosowywały do życia w wodzie, ten proces zachodził w różnym tempie. Tak jak powiedziałem, u ichtiozaurów było to niemal błyskawicznie, od razu się pojawiły formy całkowicie przystosowane do życia w wodzie. Już od najstarszych znanych praichtiozaurów znalezionych w Chinach (zawsze lubię przytaczać te dziwne nazwy, to jest rodzaj Chaohusaurus, nazwa sugeruje, gdzie był znaleziony i przez kogo opisany) już widzimy, że tam młode przychodziły na świat, te zwierzęta były po prostu żyworodne, nie składały jaj – że miały kończyny przekształcone w płetwy. U ssaków to zajęło dużo więcej czasu.

K.G.: Właśnie, co to znaczy dla ciebie „krótko”?

D.T.: Krótko to kilka milionów lat. U ssaków – kilkanaście. To już jest w skali czasu geologicznego zupełnie inny rząd wielkości. Znowu należy zadać pytanie: dlaczego? Czy to znaczy, że ssaki są jakieś gorsze? I wydaje mi się, że nie. Nie mamy na to takich ścisłych odpowiedzi naukowych, natomiast wydaje mi się, że odpowiedzialne są za to po prostu aktualnie panujące warunki środowiskowe. Z gadami morskimi było tak, że one miały troszeczkę łatwiej, dlatego, że mimo że żyły zaraz po permskim wymieraniu, o którym się mówi, że było największe i najbardziej destrukcyjne, to przetrwały je w całkiem dobrej kondycji zwierzęta, które mogły stanowić pokarm dla tychże morskich gadów. Były to m.in. amonity – zwierzęta, które w mezozoiku osiągnęły niesłychany sukces ewolucyjny. Przypomnijmy, to były takie spiralnie zwinięte głowonogi, bardzo często na Jurze Krakowsko-Częstochowskiej też się znajdują.

K.G.: Śliczne są.

D.T.: Bardzo ładne skamieniałości. Pięknie wyglądają np. w kamieniu budowlanym. Zresztą w Warszawie też często w miejscach użyteczności publicznej się te amonity widzi. I one po wymieraniu triasowym miały się bardzo dobrze. I to najprawdopodobniej one zadecydowały o tym, że te gady niemalże błyskawicznie wróciły do mórz. Po wymieraniu kredowym, kiedy wymarły morskie gady, sześćdziesiąt sześć milionów lat temu, amonity też wymarły. Więc było dużo mniej tego pokarmu. Były oczywiście ryby, ale to pokazuje, że same ryby nie wystarczały. Bo w triasie też były ryby, no ale były jeszcze dodatkowo te amonity i jeszcze jakieś inne organizmy typu konodonty, które wymarły w międzyczasie. Ta różnorodność tych potencjalnych ofiar była na początku ery gadów dużo większa niż na początku ery ssaków w morzach. Ssaki miały do dyspozycji w zasadzie tylko ryby, ewentualnie jakieś tam miękkociałe głowonogi.

K.G.: A np. plankton?

D.T.: Przystosowanie do odżywiania się planktonem wymaga więcej czasu, bo z natury rzeczy zwierzęta żyjące na lądzie nie żywią się planktonem. Dużo łatwiej jest w wodzie żywić się dużą ofiarą niż drobnym zooplanktonem. Więc np. u ssaków odżywianie się planktonem, czyli ewolucja do fiszbinowców nastąpiła około dwudziestu, kilkunastu milionów lat temu, to jest mniej więcej epoka miocenu. To jest ten okres, kiedy dopiero pojawiły się już takie prawdziwe planktonożerne formy.

U gadów morskich najprawdopodobniej – tak pokazuje zapis kopalny – chyba nigdy do odżywiania planktonem nie doszło. W erze mezozoicznej, tak jak powiedziałem na początku, że gady morskie raczej upodobniły się do zębowców, takich jak kaszaloty, orki, delfiny, to w erze mezozoicznej nisze ekologiczne dziś zajęte przez fiszbinowce, jak płetwal błękitny, humbak, sejwal były raczej zajęte przez wielkie ryby. To ciekawe, bo w jurze czy kredzie żyły olbrzymie ryby kostnoszkieletowe. Jest tak rodzaj Leedsichthys albo Bonnerichthys, które były właśnie wielkości humbaka. Zresztą bardzo przypominały kształtem ciała dzisiejsze fiszbinowce. Więc to też pokazuje, jak ta ewolucja czasami pokrętnie idzie. Mamy takie podobieństwa, mamy konwergencje między gadami morskimi a waleniami, ale też nie wszystkimi, tylko pewną określoną grupą.

K.G.: Tak słucham, jak swobodnie poruszasz się w tym świecie różnych zaurów itd., i chodzi mi o te klasyfikacje. Na ile pomaga, a na ile przeszkadza to, że naukowcy muszą sobie klasyfikować życie? Wracam do tego przykładu zwierzątka futerkowego wchodzącego na czterech nóżkach do wody, które za kilkanaście milionów lat staje się delfinem. Ale przecież te drobne zmiany między pokoleniami są płynne, a nie skokowe, przynajmniej tak to rozumiem. Fascynuje mnie, jak wyłuskać, że to jest nowy gatunek. Po ilu pokoleniach można mówić o nowym gatunku?

D.T.: W przypadku zapisu kopalnego nie mamy tego problemu, bo my tam widzimy tylko pewne klatki tego filmu. Więc jak znajdujemy czaszkę jakiegoś stwora gdzieś na pustkowiach Pakistanu czy Egiptu, czy Nevady, no to widzimy tę nieciągłość. Ewolucja oczywiście jest procesem ciągłym, więc gdybyśmy to obserwowali w czasie rzeczywistym, gdybyśmy byli jakimiś istotami z piątej gęstości i mieli dostęp do naszej rzeczywistości i ją sobie oglądali jak film, byłoby pewnie dużo trudniej postawić tutaj granicę. Paleontologom jest oczywiście łatwiej, bo tak jak mówię, my widzimy tylko te klateczki. Z kolei patrząc na dzisiejszą przyrodę, my mamy stan z dnia dzisiejszego, więc też dzisiejszym zoologom, biologom jest łatwiej klasyfikować dzisiejsze życie, no bo mamy ostrą granicę między waleniem a hipopotamem. Widzimy, że humbak a hipopotam to są dwa zupełnie różne organizmy, coś kompletnie innego. Tak jak mówię, zdarzają się takie formy, które generalnie możemy traktować jako takie grupy uchwycone troszeczkę w trakcie np. powrotu do mórz.

K.G.: Jak ten hipopotam?

D.T.: Może trochę hipopotam, może właśnie foki uchatki, coś takiego. Albo manaty, też ciekawa grupa ssaków, które wróciły do morza. Manaty nie mają już tylnych kończyn, mają przednie przekształcone w płetwy, ale mają też kopyta na tych płetwach i potrafią zginać płetwy w łokciach.

K.G.: No, kreacjoniści, słucham teraz wyjaśnienia.

D.T.: Tak. Kiedy pojedziemy sobie do Afrykarium we wrocławskim zoo – które swoją drogą gorąco polecam, bo jest jednym z miejsc, które wywarło na mnie ogromne wrażenie w ostatnim czasie – to zobaczymy manaty, co prawda karaibskie, więc tutaj trochę oszukali, ale to nic nie szkodzi. Manaty to manaty. I jak będziemy je oglądali, jak tam pływają, to one w swoje płetwy są w stanie wziąć gałąź jakiejś rośliny.

K.G.: Mają chwytne płetwy?

D.T.: To nie to, że one są chwytne. Po prostu w wodzie są w stanie między dwie płetwy capnąć sobie taką gałązkę i ją przytrzymać. Ale potrafią zgiąć te płetwy w łokciach i skierować tę roślinkę do otworu gębowego, czego już dzisiejsze wieloryby nie potrafią. Ale z zapisu kopalnego wiemy, że czterdzieści milionów lat temu były takie walenie, które były na dokładnie tym samym poziomie organizacji przednich płetw, co dzisiaj manaty. I też potrafiły zginać te płetwy. Nie miały już widocznych palców, ale płetwy w łokciach były w stanie zginać. Jest taki słynny rodzaj Basilosaurus, który też ma końcówkę -saurus, a jest właśnie ssakiem, prawielorybem.

K.G.: Złośliwie to robicie. [śmiech]

D.T.: To akurat zasługa dziewiętnastowiecznych badaczy, którzy sądzili, że to były  po prostu skamieniałości gadów. Potem się okazało, że to jednak ssaki. Więc widzimy, że nawet dzisiaj mamy takie organizmy, o których gdzieś tam jesteśmy w stanie powiedzieć, że one są w trakcie tego procesu, no ale mimo wszystko, jak popatrzymy na dzisiejszą przyrodę, bardzo łatwo jest stawiać te ostre granice. Mimo wszystko, w przeważającej większości. Więc nauka lgnie, nasze umysły lgną do nieciągłości, my lubimy kategoryzować rzeczy i wsadzać je w te szufladki, ale gdybyśmy byli właśnie jakimiś istotami z piątej gęstości i patrzyli sobie na ewolucję życia na Ziemi jak na film, no to mimo wszystko trudniej byłoby te granice stawiać.

K.G.: Myślisz, że jakby Mary Anning czytała współczesny podręcznik do paleobiologii, to byłaby zszokowana?

D.T.: Nie wiem, ona jak na swoje czasy była taką postacią dosyć nietuzinkową, więc…

K.G.: Była uznawana za pierwszą badaczkę morskich gadów.

D.T.: Tak, rzeczywiście.

K.G.: Amatorka teoretycznie.

D.T.: Amatorka, ale no właśnie nie dała się zamknąć w ramach tego, jak nauka w tamtym czasie wyglądała. I myślę, że chociaż była amatorką, to świetnie udało jej się wykorzystać bycie tym amatorem, bo ona razem z całą rodziną w zasadzie zorganizowała taki wielki biznes związany z poszukiwaniem skamieniałości i opisywaniem ich, więc czy gdyby przeczytała dzisiejszy podręcznik, byłaby zaskoczona? Myślę, że w jakimś stopniu na pewno, bo świat się oczywiście bardzo zmienił od tego czasu, ale myślę, że ona akurat miała dużo bardziej otwartą głowę niż większość ówczesnych brytyjskich dżentelmenów, którzy się głównie wtedy nauką parali.

K.G.: Powiedzmy jeszcze, bo to się pojawia w tej rozmowie, ale chciałabym, żebyśmy się na tym skupili – ta ewolucja konwergentna. To jest coś, co – tak to rozumiem – pokazuje siłę mechanizmów ewolucyjnych i bezdyskusyjność tych mechanizmów. Tak po prostu to wszystko działa, jak mówiliśmy – że ewolucja jest energooszczędna, że stara się wykorzystać jak najlepiej środowisko. No nie ma tutaj przypadków. To znaczy, ewolucja jest przypadkowa, ale wiesz, o co chodzi, że po prostu wykorzystanie na maksa – to jest to, co robi ewolucja.

D.T.: W ogóle proces ewolucji konwergentnej jest dużo bardziej powszechny, niż nam się wydaje. Bo oczywiście, my to kojarzymy z tymi przykładami jak właśnie ichtiozaur-delfin albo skrzydłoptak, skrzydłopterozaur, skrzydłonietoperz, czyli to, co pamiętamy z podręczników do biologii. Natomiast trzeba pamiętać, że warunki środowiskowe są jednak w pewien sposób ograniczone i powtarzalne na planecie Ziemia, na trzeciej skale krążącej wokół Słońca i prawdopodobnie na innych planetach podobnych naszej też będą w pewien sposób powtarzalne. Dlatego właśnie proces ewolucji konwergentnej, zbieżnej może nam pomóc w poznaniu tego, jak przebiegała ewolucja na innych planetach gdzieś tam kiedyś, w przeszłości, ale na razie to jest science fiction oczywiście.

K.G.: Czyli w tym sensie podobne do ludzi ufoludki to nie jest taka głupia sprawa?

D.T.: W tym sensie nie jest to taka głupia sprawa, tak. Jest to dużo powszechniejsze, niż nam się wydaje. Większość roślin żyjących np. na pustyni wydaje nam się bardzo podobna do siebie i pewnie na pierwszy rzut oka pomyślimy, że to są jakieś rośliny blisko ze sobą spokrewnione, ale one po prostu się upodabniają do siebie, bo żyją niemalże w tych samych warunkach. Chociaż na drzewie rodowym roślin będą bardzo odległe. Tutaj rzuciłem taki skrajny przykład z tymi roślinami, ale też trzeba pamiętać, że ta ewolucja zbieżna, tak jak każda inna, dotyka też roślin. Natomiast faktycznie to jest ten proces, który pokazuje nam bardzo dobrze, jak ewolucja działa.

I teraz, gdybyśmy się cofnęli o te dwieście trzydzieści, dwieście czterdzieści milionów lat i zobaczyli ten pierwszy desant kręgowców żyjących na lądzie do mórz, i zobaczyli, jakie formy przybierały wtedy morskie gady, a to rybokształtne ichtiozaury, a to obdarzone długimi szyjami, ogonami i płetwami zauropterygi, czyli te plezjozaury, notozaury, a to np. plakodonty – też ciekawa grupa, która miała twarde pancerze, tak jak żółwie – a to jeszcze jakieś tam inne formy, i zobaczyli, jakie nisze ekologiczne pozajmowały te zwierzęta i jak różnym pokarmem się żywiły – zresztą na to całe zjawisko dywersyfikacji tych nisz i pokarmu, jakim się mogły żywić te zwierzęta w tamtym czasie, w erze mezozoicznej, mówi się, że to jest tzw. mezozoiczna rewolucja morska. Wtedy powstała nisza ekologiczna taka, wtedy taka, wtedy inna i teraz, gdybyśmy odnieśli to do dziś żyjących wtórnie wodnych kręgowców – wielorybów, delfinów, fok uchatek, morsów, manatów, to zobaczymy, że to są dokładnie te same nisze ekologiczne, że tak naprawdę to, co dzisiaj mamy, w dzisiejszej przyrodzie, to jest spuścizna tego procesu, który miał miejsce prawie pół miliarda lat temu. Tylko po prostu, kiedy tamci gracze wymarli, no to te nisze zostały i musiały zostać objęte przez nowych graczy, którymi były ssaki.

Ale tutaj ciężko jest mówić o tym, że powstały np. jakieś nowe nisze do tego czasu. Raczej nie, raczej tutaj mamy organizmy, które zasiedlają, tak jak powiedziałem, bardzo, bardzo podobne nisze. Zębowce to są odpowiedniki ichtiozaurów, ssaki płetwonogie plezjozaurów czy zauropterygów, manaty, o których mówiliśmy, to odpowiedniki pancernych plakodontów, w których obrębie roślinożerne morskie gady się pojawiły, tak jak właśnie manaty są roślinożernymi ssakami morskimi.

K.G.: Jak ty to robisz, że pamiętasz te wszystkie nazwy? Trenujesz to?

D.T.: Kiedyś trenowałem. Ja bardzo lubiłem zawsze te wszystkie dziwne nazwy. Pamiętam, że na studiach jak mieliśmy zajęcia z paleontologii czy kręgowców, czy bezkręgowców i trzeba się było nauczyć na kolokwium jakichś pięćdziesięciu łacińskich nazw i niektóre mi wchodziły łatwiej, inne trudniej, to czasami miałem jakieś takie mnemotechniki, że się uczyłem, kojarząc np. z nazwiskiem jakiegoś aktora, którego lubiłem. Bo akurat nazwa kopalnego mszywioła mi się kojarzyła z aktorem z jakiego serialu, no i łatwiej mi było zapamiętać coś takiego.

Ale generalnie zawsze mnie fascynowały te dziwne nazwy, które po prostu fajnie brzmią. Czasami brzmią dziwnie, ale myślę, że przeważnie brzmią po prostu fascynująco. My nie jesteśmy tego do końca świadomi, jak słyszymy dziwną nazwę typu Basilosaurus, co to w ogóle znaczy. Ale te nazwy zazwyczaj odzwierciedlają jakąś cechę tego zwierzęcia w łacinie. Tylko dla nas, jak my to słyszymy, to jest to jakiś zaurus, coś z jakąś bazylią, nie wiem, o co chodzi. [śmiech] Ale w tych nazwach też jest pewien głębszy sens. Zwykle jak się nadaje nową nazwę, to może nie ma takiego ścisłego wymogu, ale dobrze jest, żeby ona odzwierciedlała jakąś cechę, jakąś adaptację tego zwierzęcia.

K.G.: Zapytam cię dość klasycznie na koniec: na ile możemy być pewni tego wszystkiego, co nam opowiedziałeś? Bo czym dysponujecie jako paleobiolodzy? Jakimiś kostkami, kawałkami, przecież ekstremalnie rzadko znajduje się całe szkielety organizmów. Na ile to jest wnioskowanie, na ile to jest prawdopodobieństwo tych wniosków, jak to działa?

D.T.: To oczywiście zależy od tego, jakim materiałem kopalnym dysponujemy. Istnieje taki pogląd, że rzeczywiście paleontolodzy mają jakieś tam dwie kosteczki, jakiś ząb i koniec. Ale jak się opisuje jakiś zupełnie nowy gatunek, no to przeważnie już to jest jakiś ładny okaz, może niekompletny w stu procentach, ale przynajmniej czaszka na tyle kompletna, że można nadać mu nową nazwę i stwierdzić: tak, ta czaszka się bardzo różni od czaszki innego stwora. A czaszki są tutaj szczególnie ważne.

K.G.: No ale masz czaszkę, a skąd możesz wiedzieć, czy miało coś między palcami, czy miało płetwę? Jak to?

D.T.: Tego typu rekonstrukcji możemy dokonać, jeżeli już mamy tę resztę szkieletu np. kości i płetwy. Natomiast, jeżeli chcemy po prostu stwierdzić, czy to jest nowy gatunek, no to dobrze by było, żeby ta czaszka chociaż była jakaś kompletna, bo w czaszce są najważniejsze narządy, narządy zmysłów, które też najszybciej ewoluują i najbardziej się przystosowują do środowiska. No bo wiadomo, że jak już żyjemy w wodzie i jak mamy kończyny przekształcone w płetwy, no to raczej się z tymi płetwami za wiele nie będzie działo, bo jeżeli będziemy czy żywić się planktonem, czy polować na duże ofiary, czy żywić się pokarmem, odcedzając go z mułu na dnie morza albo żywić się wodnymi roślinami, no to, czy mamy takie płetwy, czy inne, to już w gruncie rzeczy nie ma takiego znaczenia. Czaszka się będzie zmieniała, aparat gębowy się będzie zmieniał, narządy zmysłów się będą zmieniały.

Natomiast, jeżeli chcemy stwierdzić, czy dane zwierzę miało już kończyny przystosowane do życia w wodzie, czy jeszcze bardziej na lądzie, no to faktycznie powinniśmy mieć ten materiał w miarę kompletny, chociaż są też pewne cechy na czaszce, które mogą nam sugerować, jak wyglądał układ kończyn, nawet jeśli ich nie mamy. I tutaj bardzo dobrym przykładem jest ułożenie, lokalizacja nozdrzy na czaszce. Bo w trakcie ewolucji do środowiska wodnego w przypadku np. waleni położenie nozdrzy zmieniało się u ssaków żyjących na lądzie. Jak popatrzymy sobie na psa, kota, niedźwiedzia czy…

K.G.: Siebie.

D.T.: My jesteśmy akurat trochę złym przykładem, bo mamy jednak bardziej zmodyfikowane trzewioczaszki, ale generalnie lądowe ssaki i lądowe kręgowce mają raczej nozdrza na czubku pyska. A tak jak powiedzieliśmy sobie na początku, w wodzie dobrze jest mieć te nozdrza na czubku czaszki, czyli na górze głowy, więc w ewolucji np. waleni widzimy migrację nozdrzy z czubka pyska na szczyt czaszki. Mamy takie formy, które mają te nozdrza gdzieś np. w dwóch trzecich długości długiego krokodylopodobnego pyska, więc mniej więcej jesteśmy wtedy w stanie powiedzieć, jaki tryb życia prowadziło zwierzę. Czy raczej jeszcze biegało na lądzie, czy już było bardziej związane z wodą. Oczywiście jest tu pewna doza domysłów, bo przez długi czas tak było np. z pakicetusem, jednym z pierwszych prawaleni, że znano w zasadzie tylko czaszkę, ale na podstawie ułożenia nozdrzy można było mniej więcej powiedzieć, że to było jeszcze zwierzę raczej biegające po lądzie. Wymarzona sytuacja jest oczywiście, jak mamy kompletny szkielet, ale to się jednak zdarza bardzo rzadko.

K.G.: Czyli wygląda na to, że dla paleobiologów nigdy nie zabraknie roboty, bo tych wycinków do zapełnienia, tych puzzelków, których brakuje, jest ciągle mnóstwo.

D.T.: Na to wygląda, tak. Rozwój nowych technik też pozwala nam odkrywać jakieś nieznane aspekty biologii wymarłych zwierząt w okazach, które gdzieś zostały odkryte, np. przez Mary Anning ponad sto lat temu, które gdzieś leżą w szufladach muzealnych i jak się rozwija jakaś nowa metoda, to jesteśmy w stanie wziąć taki stary okaz, który się gdzieś kurzył w szufladzie i zbadać go, żeby zrekonstruować np. umaszczenie danego zwierzęcia. Jeszcze sto lat temu to nie było możliwe. Dzisiaj, jeżeli okaz jest odpowiednio dobrze zachowany, możemy go zbadać odpowiednimi technikami i np. w ten sposób się udało zrekonstruować umaszczenie jurajskich ichtiozaurów i wiemy, że ich kolor był bardzo podobny do tego, jaki występuje dzisiaj właśnie u wielorybów i delfinów, że grzbiet był raczej ciemny, a brzuszek był jasny. To może jest takie wyważanie otwartych drzwi, no bo mniej więcej mogliśmy się tego spodziewać, ale teraz dzięki tym nowym metodom mamy na to twarde dowody.

K.G.: Bardzo ci dziękuję za tę opowieść, jestem naprawdę pełna podziwu, ile mieścisz w głowie tych wszystkich nazw i że ci się nie mieszają te wszystkie gałęzie. Musimy porozmawiać o mnemotechnikach, jakie stosujesz. Doktor Daniel Tyborowski, paleontolog był gościem Radia Naukowego i serdecznie polecam jeszcze raz nowy kanał na YouTube Daniela: Daniel Tyborowski – Historia Naturalna. Dziękuję.

D.T.: Dziękuję bardzo, pozdrawiam.

***

OUTRO:

K.G.: Jak Wam się podobało? Mnie to fascynuje, jak ewolucja działa, jaki to jest niebywały mechanizm. Dajcie znać w komentarzach.

Zasubksybujcie też koniecznie kanał Daniela – link zostawiam w opisie: Historia Naturalna – Daniel Tyborowski

W ramach ogłoszeń: Przypominam o projekcie Skill Above Borders – prowadza go Rzecznicy Nauki. Projekt jest skierowany do naukowców i naukowczyń z Ukrainy. Projekt wspierający, zapewniający mentoring. Więcej na facebook.com/skillsaboveborders

W odcinku numer 119 pierwszy owoc podroży RN do Trójmiasta. Zanurzymy się pod wodę, będzie o archeologii podwodnej. Naoglądałam się w Gdańsku sprzętów potrzebnych do tej pracy – to jest EKSTRA. Zresztą posłuchajcie sami.

Podróże są możliwe dzięki wsparciu na patronite.pl/radionaukowe. Zachęcam, pozdrawiam, ściskam was wszystkich i do usłyszenia!

Autorka transkrypcji: Anna Krakowiak