Świat sprzed pół miliarda lat

Parafrazując znany przebój sprzed niemal pół wieku, to był świat w zupełnie starym stylu, choć nie dało się go oglądać zza szyb automobilu. Dopiero dziś paleontolodzy są w stanie bardzo wyszukanymi technikami ustalić, czy skamieniałości prekambryjskie to były istotnie zwierzęta i że wcale nie były skazane na bezpotomne wymarcie. To będzie na nowo pisana opowieść o tzw. faunie ediakaru.

Świat, który znamy jako własny, zaistniał na naszej planecie – tak przynajmniej twierdzono do niedawna – w trakcie tzw. eksplozji kambryjskiej. W świecie tym przeważają organizmy o symetrii dwubocznej lub promienistej. Choć czasem dziwaczne, to jednak dla wszystkich, dzięki pracowitym analizom molekularnym, daje się jakoś ustalić, czy są roślinami, zwierzętami, grzybami czy czymś jeszcze innym – aczkolwiek wtedy raczej jednokomórkowym. Tak przynajmniej dotąd twierdzili powszechnie uczeni.

Osady tejże eksplozji wszelkich wielokomórkowych bytów datuje się na 542-510 mln lat temu. Te zaś wcześniejsze jednokomórkowe różnorodne organizmy, z których bywa jeden tak się różni od innych, że aż trzeba dla niego założyć osobne królestwo, się nie liczą, bo są wcześniejsze, głęboko prekambryjskie. Oczywiście i wtedy istniały stworzenia wielokomórkowe, ale… Niewiele o nich wiemy.

Dysputa między naukowcami, jak wyglądało pierwsze zwierzę na Ziemi, oparta nie tylko o skamieniałości, ale przede wszystkim o analizę genomów dziś żyjących stworzeń doprowadziła już w czerwcu ubiegłego roku do odkrycia, że taki wspólny przodek zwierząt to coś, co dziś ma genom jak żebropław. Nie da się zatem wykluczyć, że wyglądało i zachowywało się mniej więcej, jak dzisiejsze żebropławy. Był to niemały przewrót w zoologii ewolucyjnej, więc informowałam o tym wtedy.

Gdyby jednak życie chciało być proste i zawsze było wiadomo, co zwierzę, co roślina, a co jeszcze czym innym jest! Zanim przyszła eksplozja kambryjska, miała miejsce najdłuższa i najkoszmarniejsza epoka lodowcowa w historii naszej planety. Wielokilometrowych grubości lodowce pokrywające zasadniczo cały glob i tak to trwało jeszcze 625 mln lat temu. Życie przetrwało, ale oczywiście nie na lądzie, tylko w głębiach oceanicznych, być może przy strukturach zwanych dziś kominami geotermalnymi podwodnych wulkanów.

Jak by tego było mało, gigantyczny meteor uderzył w obszar, który jest obecnie Australią. Powierzchnia planety pękała, jeden superkontynent rozpadł się, a inny powstał, gdy masy lądowe zderzyły się ze sobą. Poziom tlenu w oceanie gwałtownie się zmieniał. A lądy były zupełnym pustkowiem. Ciężkie czasy, jak na rozwój złożonego i trwałego życia.

Gdy Ziemia wreszcie zaczęła powoli rozmarzać, a to pod wpływem aktywności wulkanicznej i akumulacji w atmosferze niespotykanych wcześniej ani później stężeń CO2, erozja skał była potężna i ocean napełnił się biogennymi pierwiastkami.

A gdzie ocean pełny jest jedzenia, tam zawsze pojawi się życie. I zakwitło, choć z początku nieśmiało – tzw. fauną ediakarańską. Która przeżyła swój czas na naszej planecie od 635 do 541 mln lat temu. I tak jak już w czasach Darwina było banalnym znaleźć skamieniałości eksplozji kambryjskiej i czasów następnych, tak poszukiwania czegokolwiek w osadach wcześniejszych długo nie bywało zwieńczone sukcesem.

Gdy w końcu skamieniałą faunę ediakaru zaczęto odkrywać i opisywać w latach 30. i 40. XX wieku uznano, że niejako zmiotła ją z powierzchni Ziemi (czy raczej z oceanu) eksplozja kambryjska, podczas której, jakby znikąd, pojawili się przodkowie znanych nam dziś i żyjących grup zwierząt, np. słynne trylobity. I choć i im koniec był pisany podczas największego w historii planety wymierania, zwanego permskim (245–252 mln lat temu), to zdołały wcześniej dać początek licznym gromadom, w tym z pewnością stawonogom.

Fauna ediakaru to były stworzenia – przynajmniej na pierwszy rzut oka – zupełnie niepodobne ani do tego, co wcześniej, czyli jednokomórkowych, prostych organizmów, ewentualnie tworzących kolonie, ani tego, co później. Ich kształty (a może ich szkieletów wewnętrznych ewentualnie zewnętrznych) bywały tak fantastyczne, częstokroć np. mocno „roślinne” w pokroju (jak u Fractofusus), że aż daje się to odczytać z ich nazw. Np. taka Halucynogenia spokojnie mogłaby nam się przyśnić i to, że się tak wyrażę, „po srogich grzybach”.

Klasyfikacja tych organizmów jest trudna, a przypisanie niektórych gatunków nawet na poziomie królestwa niepewne. Stąd Adolf Seilacher proponował dla wszystkich tych organizmów, kształtami przypominających poduszki, materace, liście paproci etc. oddzielne królestwo Vendobionta.

Tak się kończy, jak się jest „z twarzy podobnym zupełnie do nikogo” – uczeni dość gremialnie uznają cię za „nieudany eksperyment” wielokomórkowego życia i uznają, że późniejsze wielokomórkowe formy musiały były wyewoluować niezależnie ponownie z organizmów jednokomórkowych.

W najnowszym numerze „Nature” dziennikarka naukowa Traci Watson zebrała i podsumowała najnowsze naukowe dane dotyczące tych przedziwnych stworzeń oraz metody badawcze, z których korzysta współczesna paleontologia, aby ustalić rzecz podstawową: zatem zwierzęta to czy rośliny? I aby uznać, że jednak daje się w osadach ediakarańskich odkryć formy życia, które miały swoją ewolucyjna kontynuację.

Rzecz jest trudna, bo wiele z tych organizmów było bardzo niewielkich rozmiarów. Już kilkucentymetrowe zatem dają się uznać za spore. Mimo tego pozostawiły odciski dające się naukowo analizować. Z drugiej strony spotykamy tam organizmy owalne jak Dickinsonia, o grubości kilku milimetrów, za to powierzchni półtora metra kwadratowego i więcej.

550 mln lat temu na dnie morskim, które dziś jest położone w regionie przełomu rzeki Jangcy w Chinach, żyło jedno z takich przedziwnych stworzeń, Yilingia spiciformis. Z wierzchu nic nadzwyczajnego, w pozostawionej skamieniałości niczym kilkucentymetrowy kawałek zniszczonego sznurka. A jednak dla paleontologów to było najwspanialsze odkrycie ubiegłego roku. Bo jest to najwcześniejsze znane nam zwierzę, którego analiza wykazała jednoznaczne dowody na dwie, a nawet trzy doniosłe ewolucyjne innowacje spakowane w jednym maleńkim ciałku.

Te innowacje potem będziemy mieć wszyscy przynajmniej w rozwoju zarodkowym, jeśli nie przez całe życie. Wszyscy jak tu dziś stoimy na 2, 4, 6, 8 lub 10 i więcej nogach, a nawet zupełnie beznożnie, jak dżdżownica. Są to mianowicie: zdolność aktywnego poruszania się po (po dnie oceanu, ale co za różnica po czym?) i ciało zbudowane z segmentów.

I choć, jak to powiadał stary szmonces, „kobita jest jak róża, nie ma przód, nie ma tył”, to jednak zwierzęta znane nam dziś na świecie, poza gąbkami – które się uprościły, wiec zatraciły wiele cech – mają przód, gdzie znajduje się gęba, i tył, gdzie ona się nie znajduje, a czasem bywa tam odbyt. Czasem też, jak jest m.in. u strunowców, a więc i u nas, ta pierwotna gęba w rozwoju zarodkowym zarasta, by przebić się na drugim końcu organizmu, zaś na jej dawnym miejscu jelito zakończy odbyt. To jednak właśnie Yilingia spiciformis była jednym z najstarszych zwierząt, o których wiadomo bez dwóch zdań, że miało wyraźny przód i tył oraz lewą i prawą stronę, które są wobec siebie zwierciadlane.

W dodatku za pomocą specjalnemu skanerowi laserowemu 3D daje się ustalić, że stworzenia ediakariańskie, jak Ikaria wariootia, miały gębę i jelito oraz prawdopodobnie odbyt. Choć były wielkości ziarnka ryżu. Wprawdzie te pęcherzyki wielkości ryżowych ziarenek są jedną z najpowszechniejszych ediakarianskich skamieniałości, to niejedyną, która ma jelito. Kolejne to organizmy rurkowate w kształcie, zwane chmurkowatymi (Cloudinids), które pojawiły się około 550 mln lat temu. Korzystając z obrazowania rentgenowskiego o wysokiej rozdzielczości, aby zajrzeć do ich rurek, naukowcy zauważyli długą, cylindryczną strukturę, która według autorów jest najstarszym jelitem w zapisie kopalnym.

Co to zatem oznacza? Że choć zewnętrze może nas oszukiwać, nadając pozory niezwykłości, przynajmniej niektóre stworzenia ediakariańskie nadawałyby się na przodków tego, co później znamy jako faunę eksplozji kambryjskiej.

Wycinek czasu tuż przed kambrem, znanym jako ediakaran, był zatem nie jakimś qui pro quo pełnym dziwadeł, które zostawiły po sobie jedynie ewolucyjnie bezpotomne skamieliny, ale punktem zwrotnym ewolucji zwierząt. W nim bowiem pojawiają się innowacje anatomiczne, takie jak wnętrzności i odnóża (czy ich zaczątki) oraz pierwsze pojawienie się złożonych zachowań, takich jak rycie w podłożu.

Wychodzi zatem na to, że eksplozja kambryjska nie musiała być żadną rewolucją – była ewolucją, jak wszystko przed nią, i wszystko po niej. A „fauna ediakarańska” – w swej części z pewnością zwierzęca – była przodkami wielu różnych późniejszych typów i gromad. Według danych genetycznych wszystkie dziś istniejące zwierzęta mają bowiem wspólnego przodka dawniej niż 600 mln lat temu. A to oznacza, że spokojnie żył sobie, przynajmniej w swych potomkach, on już w ediakarze.

#odkrycie #świat #natura #ziemia #australia