Miejsca, które zmieniły spojrzenie na życie

Wymagana jest bowiem do tego nie tylko siła i odpowiednie narzędzia, ale przede wszystkim ogromne doświadczenie i cierpliwość. Mowa tu oczywiście o badaniach paleontologicznych. Gdzie znajdziemy najgęściej zapisane w ten sposób rozdziały historii świata?

Każdy, kto po raz pierwszy słyszy słowo fossillagerstätte z pewnością od razu zorientuje się, że wyraz ten pochodzi z języka niemieckiego. Oznacza "magazyn skamieniałości", a ponieważ Niemcy są jedną z paleontologicznych potęg, wyraz ten zakorzenił się praktycznie w całym paleontologicznym świecie. Uściślijmy, że terminem tym naukowcy określają stanowiska niezwykle bogate w dobrze zachowane skamieniałości. Ponieważ na świecie nie ma zbyt wielu tego typu miejsc, te, które zostały już zlokalizowane, są dobrze znane praktycznie wszystkim specjalistom. Zapraszamy na pełen przygód spacer po przeszłości.

Lokalizacja: terytorium południowej Australii, ok. 650 km na północ od Adelajdy

Utrwalony okres: ediakar (ostatnia faza proterozoiku), 565-543 mln lat temu

Typ skał: kwarcyt i piaskowiec

W 1946 r, podczas badań w łańcuchu niskich wzgórz Ediacara Hills na północ od Adelajdy australijski geolog Reginald C. Sprigg, zamiast poszukiwanych złóż srebra odkrył coś, dzięki czemu wyraz "ediakar" wszedł praktycznie do wszystkich podręczników paleontologii i biologii ewolucyjnej.

W skałach, które tam powstały jeszcze przed rozpoczęciem paleozoiku (ediakar datuje się na okres przed 635-542 mln lat), odkrył ogromne ilości skamieniałości miękkich części stworzeń, których po dziś dzień nauce nie udało się w pełni rozpoznać.

Sensacja z Ediacara Hills

Sam Sprigg wiek skał i skamieniałości określił błędnie - umieścił je w późniejszym kambrze. Tej pomyłki nie powinniśmy mu jednak mieć za złe - w jego czasach nikt z paleontologów nie spodziewał się, że w czasach przed kambrem mogłyby żyć tak złożone wielokomórkowe organizmy, jakie znaleziono właśnie na terenie Ediacara Hills. Tak zwaną faunę ediakarańską, znaną wcześniej pod nazwą fauny wendu, znajdowano później jeszcze w 25 kolejnych miejscach na świecie (np. w Mistaken Point na Nowej Fundlandii).

Wiele spośród tych stworzeń wygląda niezwykle osobliwie (np. r. Dickinsonia czy Kimberella) i naukowcom trudno jest stwierdzić, czy mamy do czynienia z przedstawicielami znanych dziś grup (typów) czy raczej reprezentantami oddzielnych, całkowicie wymarłych już linii. Badacze w jednym są jednak zgodni - w odróżnieniu od fauny kambryjskiej, która miała nadejść kilka milionów lat później, ta ediakarańska była jeszcze stosunkowo uboga nie tylko jeśli chodzi o ilość gatunków, ale zwłaszcza strategii życiowych.

Lokalizacja: Park Narodowy Yoho, Góry Skaliste w Kolumbii Brytyjskiej, Kanada

Utrwalony okres: kambr, ok. 505 mln lat temu

Typ skał: łupek

Burgess Shale w kanadyjskiej Kolumbii Brytyjskiej, które chlubi się warstwą kambryjskich łupków o grubości 161 m, zapisało w dziejach życia niezwykle ważny rozdział. Stanowisko to już w 1909 r. odkrył paleontolog Charles Walcott, który pracował przy nim wraz z całą swą rodziną aż do 1924 r. W tym czasie odkrył ok. 65 tys. egzemplarzy różnych bezkręgowców z czasów średniego kambru (sprzed ok. 505 mln lat).

Ślad po eksplozji kambryjskiej

Wiele stworzeń, których twarde i miękkie części zostały poddane fosylizacji, wygląda doprawdy dziwacznie (nazwa jednego z nich, Hallucigenia, jest tu znacząca). Osobliwe formy ciał odnalezionych organizmów wywołały szereg debat, zwłaszcza po 1989 r., gdy słynny amerykański paleontolog Stephen J. Gould przedstawił w swej książce Wonderful Life teorię, według której wiele z nich z nich nie należało do żadnego ze znanych obecnie typów zwierząt i są one w związku z tym przedstawicielami całkowicie wymarłych grup.

Wnioski Goulda zostały wprawdzie zakwestionowane przez wielu z jego kolegów, jedna kwestia pozostaje jednak niezmienna. Fauna z Burgess jest jednym z najlepszych przykładów ogromnego rozwoju zwierząt wielokomórkowych na początku paleozoiku, w kambrze. Ta tak zwana eksplozja kambryjska to dla dużej ilości naukowców dowód na to, że ewolucja życia nie przebiega równomiernie, ale czasami wykonuje ogromny, nieoczekiwany skok naprzód.

Lokalizacja: w pobliżu wioski Rhynie w Szkocji

Utrwalony okres: dolny dewon (paleozoik), ok. 396 mln lat temu

Typ skał: rogowiec

Szkockie stanowisko Rhynie Chert jest wyjątkowym miejscem przynajmniej z dwóch powodów. Pierwszym z nich są doskonale zachowane skamieniałości, które zawdzięczamy temu, że do zakonserwowania tego obszaru doszło niezwykle szybko. Bogata w dwutlenek krzemu woda z pobliskiego źródła wulkanicznego zalała cały ten teren praktycznie natychmiast, utrwalając w ten sposób dla nas "skamieniałą chwilę".

Stopniowe wytrącanie się krzemionki dało początek skale zwanej rogowcem (ang. chert). Resztki organizmów zachowały się w niej tak doskonale, że po oszlifowaniu skały można zobaczyć granice pomiędzy poszczególnymi komórkami.

Do prehistorii na grzyby

Drugim z powodów, dlaczego rogowce z Rhynie Chert i pobliskiego stanowiska Windyfield Chert tak bardzo interesują naukowców jest fakt, że daje on nam niezwykle kompleksowe spojrzenie na ekosystem z czasów, gdy na lądzie życie dopiero się osiedlało. W tym czasie rosły tu już wprawdzie nagonasienne, ale zarazem i naczyniowe rośliny lądowe - rynie z rodzaju Rynia (swą nazwę zawdzięczają właśnie pobliskiej wiosce) oraz Homeophyton.

Największe zdziwienie naukowców wzbudziły dobrze widoczne w skałach włókna grzybów. Grzyby te atakowały rośliny lub rozkładały ich martwe ciała, najprawdopodobniej tworzyły też jednak symbiozę z korzeniami roślin (tzw. mikoryzę). Dzięki temu botanicy zdobyli dowód na to, że współpraca grzybów i roślin sięga do samych początków życia na lądzie.

Lokalizacja: park narodowy Petrified Forest, północny zachód stanu Arizona, USA

Utrwalony okres: późny trias (mezozoik), ok. 225 mln lat temu

Typ skał: skrzemieniałe rośliny drzewiaste w piaskowcach

Park Narodowy Petrified Forrest to pas ziemi o długości ok. 50 km i szerokości 20 km na pograniczu hrabstwa Apache i Navajo w Arizonie. Na jego największą atrakcję wskazuje sama nazwa. Skamieniałe pnie drzew możemy znaleźć wprawdzie w wielu miejscach na świecie, ale nigdzie w takiej ilości, w jakiej można je zobaczyć tutaj. A wszystko to jest wynikiem zbiegu okoliczności, jaki miał tu miejsce w późnym triasie, czyli ok. 225 mln lat temu.

Pierzyna z popiołu wulkanicznego

Pnie różnych drzew iglastych (najwięcej jest wśród nich przedstawicieli gatunku Araucarioxylon arizonicum) pokryło kilka warstw pyłu wulkanicznego bogatego w dwutlenek krzemu. Związek ten wraz z wodą stopniowo przedostawał się do drewna drzew, gdzie z czasem zastąpił praktycznie całą materię pochodzenia organicznego.

Dzięki temu procesowi, który specjaliści określają jako sylifikację lub skrzemienienie, zachowały się nie tylko rośliny drzewiaste, lecz także części ciał różnych zwierząt, które musiały zginąć w wyniku wybuchu wulkanu. Do najbardziej interesujących odkryć z tego stanowiska należą np. podobne do krokodyli archozaury fitozaury czy olbrzymie płazy Buettneria.

Lokalizacja: Góry Królowej Aleksandry, Antarktyda

Utrwalony okres: jura (mezozoik), ok. 190 mln lat temu

Typ skał: piaskowiec

Dziś Antarktyda znajduje się na obszarze wokół bieguna południowego naszej planety, jednak w mezozoiku była przesunięta znacznie bardziej na północ. Dlatego na jej obszarze wciąż odkrywamy rozległe stanowiska skamieniałej fauny, która nie różni się znacznie od okazów pochodzących z terenów pradawnego superkontynentu Gondwany (czyli z dzisiejszej Ameryki Południowej, Afryki, Australii, Madagaskaru, Indii i Półwyspu Arabskiego).

Warstwa obejmująca najwięcej skamieniałości dinozaurów, zwana Hanson Formation, w czasie swego powstania była prawdopodobnie doliną rzeczną. W ciągu kolejnych milionów lat pod wpływem procesów górotwórczych została wypchnięta w pobliże szczytu góry Mt. Kirkpatrick na wysokość ponad 2000 m. n.p.m.

Ogromna nadzieja na przyszłość

Pierwsze skamieniałości drapieżnego teropoda r. Cryolophosaurus odkryto tu w 1991 r. Od tego czasu pojawiały się znaleziska kolejnych gatunków, np. dużego roślinożernego dinozaura Glacialisaurus hammeri, bliżej nieokreślonego pterozaura wielkości krowy czy mniejszych ssakowatych gadów tritylodonów. Ze względu na warunki klimatyczne badania na tym stanowisku są bardzo utrudnione i z pewnością większość wartościowego pod względem naukowym materiału wciąż czeka na swe odkrycie i analizę. Mimo to Mt. Kirkpatrick już dziś jest uważana przez specjalistów za jedno z dwóch najważniejszych na Antarktydzie stanowisk ze skamieniałościami dinozaurów (drugie to Santa Marta Formation ze skamieniałościami z górnej kredy).

Lokalizacja: w pobliżu miasta Zhucheng w prowincji Szantung na wschodzie Chin.

Utrwalony okres: późna kreda (mezozoik), ok. 65 mln lat temu

Typ skał: skamieniałości wapienne dużych dinozaurów w piaskowcach

Mieszkańcy okolic milionowego miasta Zhucheng na wschodzie Chin od niepamiętnych czasów odnajdowali skamieniałości niepodobne do kości żyjących zwierząt.

W okresie gdy naukowe wytłumaczenie istnienia na ziemi monstrualnych gadów nie było jeszcze znane, Chińczycy stosowali sproszkowane skamieniałości jako składnik receptur swej tradycyjnej medycyny. Choć do dziś prawdopodobnie nie do końca zaprzestali tego typu praktyk, paleontologom prowadzącym tu wykopaliska praktycznie nieprzerwanie od lat 60. XX w. udało się wykopać już ok. 60 ton pozostałości dinozaurów. Szczątki pochodzą z okresu tuż przed ich masowym wymieraniem pod koniec kredy.

Największe stanowisko świata

W 2008 r. nadszedł kolejny przełom. W ciągu niecałego roku (w okresie pomiędzy marcem i grudniem) naukowcy odkryli 7800 nowych pozostałości dinozaurów. Tak ogromna ilość skamieniałości, wśród których można odnaleźć szereg olbrzymich gatunków hadrozaurów czy opisany niedawno spokrewniony z tyranozaurami gatunek Zhuchengtyrannus magnus, czyni z tego miejsca prawdopodobnie największe "dinozaurze stanowisko" świata.

Naukowcy spekulują, że zwierzęta wymarły masowo podczas wybuchu wulkanu. Na tym stosunkowo małym obszarze ich szczątki znalazły się później, prawdopodobnie za sprawą powodzi.

Lokalizacja: ok. 35 km na południowy wschód od Frankfurtu nad Menem, Hesja, Niemcy

Utrwalony okres: eocen (trzeciorzęd), ok. 47 mln lat temu.

Typ skał: łupki bitumiczne

W kopalni w pobliżu wioski Messel w pięknym nadreńskim krajobrazie w 1859 r. zaczęto wydobywać węgiel brunatny, a później łupki bitumiczne. Już na początku XX w. okazało się, że w łupkach tych znajduje się ogromna ilość skamieniałości, badania naukowe zapoczątkowano tu jednak dopiero w latach 70. XX w.

Dziś kopalnię Messel, dawne jezioro trzeciorzędowe, uważa się za stanowisko o najlepiej zachowanej faunie trzeciorzędowej (z eocenu). Wiele skamieniałości zachowało się tu w tak doskonałym stanie, że można w nich rozróżnić takie szczegóły, jak na przykład resztki pierza, łusek czy odcisk szczypiec mrówek na powierzchni liści.

Rzut oka na wiek ssaków

Dzięki łupkom w kopalni Messel możemy przyjrzeć się okresowi sprzed 47 mln lat, czyli trzeciorzędowemu eocenowi, w którym rządy nad lądem już od dawna sprawowały ssaki, a powietrzem władali potomkowie jednej z gałęzi dinozaurów - ptaki. Nie dziwi zatem, że obok ryb, które były elementem fauny jeziora, najczęstszymi skamieniałościami są tu właśnie ptaki i ssaki.

Do najbardziej interesujących ssaków w Messel należy zaliczyć dawnych krewnych dzisiejszych koni, torbacze, a zwłaszcza ssaki naczelne. W gatunku Darwinius masillae, który opisano w 2009 r., naukowcy rozpoznali najpierw "brakujące ogniwo" pomiędzy niższymi i wyższymi naczelnymi. Słynna Ida, jak zaczęto określać przedstawicielkę tej grupy, według najnowszej wiedzy nie jest jednak poszukiwanym "elementem przejściowym" - rolę taką pełnił najprawdopodobniej prehistoryczny lemur.

Lokalizacja: Los Angeles, Kalifornia, USA

Utrwalony okres: górny plejstocen i holocen (czwartorzęd), ok. 100-10 tys. lat temu

Typ skał: bitum (asfalt)

W parku Hancocka na przedmieściach Los Angeles w Kalifornii znajduje się nie lada atrakcja turystyczna, która jest potwierdzeniem tego, że paleontolodzy mogą pracować nie tylko ze skałami czy resztkami tkanek, których wiek mierzy się w dziesiątkach czy setkach milionów lat.

Zachowanie stosunkowo niedawnej, choć już w dużej mierze wymarłej fauny czwartorzędowej powiodło się tu dzięki "asfaltowym pułapkom". Asfalt przesiąkał w tym obszarze na powierzchnię, był jednak zazwyczaj pokryty warstwą wody, na którą często opadały liście. Nic nieprzeczuwające zwierzęta, które przyszły do wodopoju, ugrzęzły w asfalcie i zostały w nim doskonale zakonserwowane.

Asfaltowy ogród zoologiczny

Pierwsze badania paleontologiczne w La Brea rozpoczęły się już na początku XX w. Najpierw skupiły się na kościach dużych kręgowców, zwłaszcza ssaków. Specjaliści odkryli tu szkielety dużej ilości przedstawicieli tzw. megafauny, m.in. mamutów, mastodontów, tygrysów szablozębnych, olbrzymich szczerbaków Megatherium americanum, bizonów, niedźwiedzi, koni czy tapirów.

Po 2000 r. zainteresowanie naukowców przesunęło się na znacznie mniejsze skamieniałości - począwszy od owadów na ziarnach pyłkowych skończywszy. Dzięki dużej ilości różnego typu odkryć Brea jest wyjątkowym oknem otwartym na Amerykę Północną ostatniego okresu lodowcowego i tuż po nim.