Kości dinozaurów odkrywane są co tydzień. Także w Polsce...

Steve Brusatte to prawdziwy łowca dinozaurów i jeden z tych nietuzinkowych naukowców, którzy nudne wykłady zamieniają w żywiołowe opowieści o nieznanym nam świecie. Jego fascynacja pradawną Ziemią okazuje się bardzo zaraźliwa. Powstawanie kontynentów autor opisuje z ekspresją godną postapokaliptycznych wizji i sprawia, że paleontologia przestaje się wydawać trudną dziedziną nauki.

Ta książka wciąga jak film akcji. Steve Brusatte odtwarza świat dinozaurów z mistrzowską precyzją. Zdaniem czytelników i specjalistów od tej tematyki to najlepsza i najbardziej kompletna biografia dinozaurów, jaka kiedykolwiek powstała.

Przeczytaj fragment książki Steve'a Brusatte, "Era dinozaurów: Od narodzin do upadku"

Prorotodactylus jako jeden z pierwszych dinozauromorfów w pewnym sensie daje się porównać do Lucy - słynnego szkieletu z Afryki, który należy do istoty bardzo podobnej do człowieka, ale nie do przedstawiciela gatunku homo sapiens. Tak jak Lucy była podobna do nas, tak prorotodactylus wyglądał i zachowywał się podobnie do dinozaurów, ale po prostu, zgodnie z konwencją, nie jest uznawany za prawdziwego dinozaura.

To dlatego, że naukowcy dawno temu uznali, że dinozaury definiuje się jako członków grupy dinozauromorfów, pochodzących od roślinożernego iguanodona i mięsożernego megalozaura (dwa spośród pierwszych dinozaurów odkrytych przez naukowców w latach dwudziestych XIX wieku) i wszystkich potomków ich wspólnego przodka. Jako że prorotodactylus nie wyewouował od tego wspólnego przodka, lecz nieco wcześniej, z definicji nie jest prawdziwym dinozaurem. Ale to tylko semantyka.

Patrząc na prorotodactylusa, szukamy śladów pozostawionych przez typ zwierzęcia, który wyewoluował w dinozaura. Był mniej więcej rozmiaru domowego kota i ważył jakieś 4,5 kilograma. Chodził na czterech łapach, pozostawiając ślady przednich i tylnych. Jego kończyny musiały być dosyć długie, sądząc po dużych przerwach między kolejnymi śladami. Nogi z pewnością były szczególnie długie i chude, ponieważ ich ślady są często umiejscowione przed śladami przednich łap - małych i świetnie nadających się do chwytania. Dmai wasipi długie stopy były stopami biegaczy.

Prorotodactylus musiał być zwierzęciem tyczkowatym, poruszającym się z prędkością geparda, ale o dziwnych proporcjach leniwca - prawdopodobnie nie wyglądał jak przodek wielkiego tyranozaura czy brontozaura. Nie występował też powszechnie: mniej niż 5 procent wszystkich tropów znalezionych w Stryczowicach należało do prorotodactylusa, co wskazuje, że kiedy te protodinozaury się pojawiły, nie były bardzo liczne ani nie odniosły szczególnego sukcesu. Znacznie więcej było małych gadów, płazów, a nawet innych gatunków prymitywnych archozaurów.

Ten rzadki, dziwny nie-do-końca-dinozaur ewoluował dalej, kiedy świat uspokoił się we wczesnym i środkowym triasie. Polskie tropy, ustawione w sekwencji czasowej niczym strony powieści, wszystko to dokumentują. Stanowiska takie jak Wióry, Pałęgi i Baranów dostarczają szeregu równie nieznanych śladów dinozauromorfów takich jak Rotodactylus, Sphingopus, Parachirotherium, Atreipus, które podlegają dywersyfikacji na przestrzeni lat. Pojawia się coraz więcej różnych tropów, które stają się większe, przybierają nowe kształty, a czasem nawet tracą boczne palce, tak że pozostają tylko trzy środkowe. Na niektórych nie widać śladów tylnych łap - te dinozauromorfy najwyraźniej chodziły tylko na tylnych.

Około 246 milionów lat temu dinozauromorfy wielkości wilków biegały na dwóch nogach, chwytając swoje zdobycze szponami przednich łap, bardzo w swoim zachowaniu podobne do niedużej wersji T. rexa. Żyły nie tylko w Polsce: ich ślady znaleziono również we Francji, Niemczech i południowozachodnich Stanach Zjednoczonych, a ich kości pojawiły się we wschodniej Afryce, a potem w Argentynie i Brazylii. Większość z nich jadła mięso, ale niektóre stały się wegetarianami. Poruszały się szybko, tak też rosły, i miały szybki metabolizm, były aktywne i dynamiczne w porównaniu z leniwymi płazami i gadami, pomiędzy którymi żyły.

W pewnym momencie z jednego z tych prymitywnych dinozauromorfów wyewoluowały prawdziwe dinozaury. Zmiana była radykalna, tylko jeśli chodzi o nazewnictwo. Granica między dinozaurami a niedinozaurami pozostaje mętna, wręcz sztuczna - to wynik naukowej konwencji. Tak jak nic się tak naprawdę nie zmienia, kiedy przekracza się granicę między Illinois a Indianą, nie było żadnego ogromnego ewolucyjnego skoku, kiedy jeden z tych dinozauromorfów wielkości psa zmienił się w innego dinozauromorfa wielkości psa, który znalazł się za linią demarkacyjną na drzewie genealogicznym.

Zmiana ta oznaczała rozwój kilku tylko nowych cech szkieletu: długiej szramy na ramieniu przy przyczepie mięśni poruszających ramionami do wewnątrz i na zewnątrz, kołnierza z klapkami przy kręgach szyjnych, która wspierała silniejsze mięśnie i więzadła, i otwartego stawu w miejscu, w którym kość udowa spotyka się z miednicą. Były to nieduże zmiany i, mówiąc szczerze, nie wiemy tak do końca, co do nich doprowadziło, wiemy natomiast, że przejście od dinozauromorfów do dinozaurów nie stanowiło wielkiego skoku ewolucyjnego. Znacznie ważniejszym wydarzeniem było powstanie samych szybko rosnących i biegających dinozauromorfów.

Pierwsze prawdziwe dinozaury pojawiły się gdzieś pomiędzy 240 a 230 milionami lat temu. Niepewność ta odzwierciedla dwa problemy, które wciąż nie dają mi spać, ale które mają szansę zostać rozwiązane przez kolejne pokolenie paleontologów. Po pierwsze, najwcześniejsze dinozaury są tak podobne do swoich wcześniejszych kuzynów, że bardzo trudno jest rozróżnić nawet ich szkielety, a co dopiero ślady. Na przykład zagadkowy nyasasaurus, znany z kawałka ramienia i kilku kręgów znalezionych na pochodzących sprzed około 240 milionów lat skał w Tanzanii, jest, być może, najstarszym dinozaurem na świecie. Albo może kolejnym dinozauromorfem z niewłaściwej strony genealogicznej barykady.

To samo dotyczy niektórych polskich śladów, zwłaszcza tych większych, pozostawionych przez zwierzęta chodzące na tylnych nogach. Być może niektóre z nich zostawiły najprawdziwsze na świecie dinozaury, tyle że nie mamy jak odróżnić ich od śladów ich najbliższych niedinozaurzych krewnych, ponieważ kości ich stóp są niemal takie same. Możliwe również, że nie ma to większego znaczenia, jako że pochodzenie prawdziwych dinozaurów jest, jak wspominałem, znacznie mniej istotne od pochodzenia dinozauromorfów.

Druga, znacznie bardziej rzucająca się w oczy kwestia to bardzo słabe datowanie wielu triasowych skamieniałości, zwłaszcza tych ze wczesnego i środkowego okresu. Najlepszym sposobem określenia wieku skał jest proces zwany datowaniem radiometrycznym, który porównuje odsetek dwóch różnych elementów skały - na przykład potasu i argonu. Działa to tak: kiedy skała stygnie, zmieniając się z cieczy w ciało stałe, tworzą się minerały. Minerały te złożone są z różnych pierwiastków, w naszym przypadku z potasu. Jeden izotop (postać atomu) potasu (potas-40) powoli przechodzi proces zwany rozpadem promieniotwórczym, podczas którego zmienia się w argon-40 i wydaje z siebie niewielkie promieniowanie, na które licznik Geigera reaguje dźwiękiem. Poczynając od chwili, kiedy skała się zestala, potas zaczyna zmieniać się w argon. W trakcie trwania tego procesu zbierający się gaz zostaje uwięziony w skale, gdzie można go zmierzyć. Dzięki eksperymentom laboratoryjnym znamy współczynnik, z jakim potas-40 zmienia się w argon-40. Dzięki temu możemy wziąć skałę, zmierzyć proporcje dwóch izotopów i obliczyć jej wiek.

Datowanie radiometryczne zrewolucjonizowało geologię w połowie XX wieku; jego pionierem był Brytyjczyk Arthur Holmes, który zajmował kiedyś gabinet niedaleko mojego na Uniwersytecie w Edynburgu. Dzisiejsze laboratoria, takie jak te prowadzone przez moich kolegów z New Mexico Tech czy Scottish Universities Environmental Research Centre niedaleko Glasgow, to ultranowoczesne instytucje o rozwiniętej technologii, w których naukowcy w białych kitlach używają maszyn za miliony dolarów, większych niż moje stare mieszkanie na Manhattanie, by datować mikroskopijne kryształy skalne.

Ich techniki są tak wyrafinowane, że wiek skał liczących sobie setki milionów lat może zostać określony z precyzją do kilkudziesięciu czy kilkuset tysięcy lat. Metody te zostały tak dopracowane, że niezależne laboratoria rutynowo, "z zamkniętymi oczami" kalkulują te same daty dla próbek tych samych skał. Najlepsi naukowcy w ten właśnie sposób weryfikują wyniki swojej pracy, by upewnić się, że ich metodologii nic się nie da zarzucić. Kolejne testy dowodzą, że datowanie radiometryczne jest bardzo dokładne.

Jest jednak jedno poważne zastrzeżenie: datowanie radiometryczne działa tylko w przypadku skał, które zastygają ze stopniałej cieczy, takich jak bazalty i granity, powstające z lawy. Skały zawierające skamieniałości dinozaurów, takie jak mułowiec i piaskowiec, nie powstały w ten sposób, ale raczej dzięki wietrzeniu i zbierającym osad prądom wodnym. Datowanie tych skał okazuje się więc znacznie trudniejsze. Czasem jakiś paleontolog ma szczęście i znajduje kość dinozaura wciśniętą między dwie warstwy wulkanicznych skał, których wiek da się określić, dzięki czemu wie, w jakim okresie musiał żyć dinozaur.

Istnieją też inne metody, które pozwalają datować pojedyncze kryształy znajdowane w piaskowcach i wapieniach, ale są one czasochłonne i kosztowne. Oznacza to, że często trudno jest precyzyjnie określić wiek dinozaurów. Niektóre okresy skamielinowej ewidencji dinozaurów zostały dobrze zdatowane - kiedy istniało wystarczająco dużo przeplatających się skał wulkanicznych, by określić chronologię, albo kiedy skuteczna okazała się metoda datowania pojedynczych kryształów - nie dotyczy to jednak triasu. Istnieje niewiele dobrze datowanych skamieniałości z tego okresu, nie mamy więc pewności, w jakiej kolejności pojawiły się na świecie niektóre dinozauromorfy (zwłaszcza gdy próbuje się porównać wiek gatunków znalezionych w odległych od siebie częściach świata) ani kiedy wyewoluowały z nich "prawdziwe" dinozaury.