Portrety dyscyplin - paleontologia

Paleontolodzy zajmują się pewną grupą dawnych bytów – organizmami żywymi, tj. roślinami i zwierzętami, minerały pozostawiając tradycyjnie geologii.

Piotr Kieraciński

Dawniej kości zwierząt kopalnych – dinozaurów, mamutów, słoni leśnych – uważano za pozostałości po potworach i wielkoludach. Wieszano je często w kościołach – na ścianie Katedry Wawelskiej w Krakowie można oglądać znalezione podczas prowadzonych w średniowieczu robót ziemnych: czaszkę nosorożca, żuchwę wieloryba i kość udową mamuta. Odciski muszli znajdowane w alpejskich skałach z dala od morskich wybrzeży uważano za pozostałości po biblijnym potopie. Dopiero w epoce nowożytnej stworzono pierwsze wiarygodne interpretacje takich znalezisk i rozpoczęto ich regularne poszukiwania, kolekcjonowanie i badanie. W ten sposób rodziła się dyscyplina naukowa zwana z grecka paleontologią, czyli dziedzina traktująca o bytach dawnych. W zasadzie paleontolodzy zajmują się jednak tylko pewną grupą dawnych bytów – organizmami żywymi, tj. roślinami i zwierzętami, minerały pozostawiając tradycyjnie geologii (z której paleontologia historycznie się wywodzi). Prof. Kazimierz Kowalski z Instytutu Systematyki i Ewolucji Zwierząt PAN w Krakowie mówi, że w naukach biologicznych paleontologia jest odpowiednikiem historii w humanistyce.

Te dawne byty, najczęściej ich szkielety, znajdujemy w postaci skamieniałości. Zostały przed wiekami uwięzione w osadach, przeważnie wodnych: rzecznych, jeziornych lub morskich. Osady te następnie skamieniały, a wraz z nimi fosylizacji uległy szczątki roślin i zwierząt. Dziś rozłupując skały natrafiamy bądź na same organizmy, bądź na odciski ich kształtów lub ślady działalności utrwalone w skałach.

Choć paleontologia jest nauką zajmującą się rzeczami dawnymi, jednak niektóre z jej przedmiotów wciąż istnieją w naszym świecie. Są to tzw. żywe skamieniałości, np. ryba latimeria, drzewo metasekwoja – organizmy, które przetrwały dziejowe katastrofy i dostosowały się do panujących obecnie warunków.

PIONIERZY I WSPÓŁCZEŚNI

Pierwszymi ludźmi, którzy odkrywali prawidła pozwalające sensownie interpretować skamieniałości, byli m.in. żyjący w XVIII stuleciu francuski przyrodnik Georges L. Buffon, który wykazał, że skamieniałości to szczątki organizmów kopalnych; Georges Cuvier był twórcą teorii katastrof, kierował się w badaniach zasadą korelacji narządów, która pozwalała na rekonstrukcje szkieletów na podstawie ich fragmentów; żyjący w tym samym czasie Anglik William Smith zauważył, że określone warstwy skalne zawierają te same skamieniałości, co pozwoliło na ustalenie względnego wieku skał.

W czasach, gdy Smith w Anglii kopał kanały i czynił obserwacje dotyczące korelacji między skamieniałościami i wiekiem skał, także w Polsce działali pierwsi paleontolodzy. Niemiecki uczony Georg G. Pusch, wykładający w kieleckiej Szkole Akademiczno-Górniczej w pierwszej poł. XIX w., kolekcjonował skamieniałości i był autorem podstawowych prac dotyczących paleontologii ziem polskich. Kolekcje paleontologiczne gromadziło w XIX w. słynne lwowskie Muzeum Dzieduszyckich – istnieją one do dziś i są dostępne dla badaczy. Na przełomie XIX i XX stulecia działał Józef Grzybowski, geolog poszukujący ropy naftowej w Karpatach, na Kaukazie, w Peru i na Bliskim Wschodzie, który na podstawie mikroskamieniałości określał zasięg pokładów roponośnych. Józef Siemiradzki jest autorem opracowań nt. amonitów jurajskich, gąbek i fauny paleozoicznej Podola. Zmarły w 1977 r. Roman Kozłowski, autor przełomowych prac dotyczących graptolitów, to już niemal współczesność naszej paleontologii. Jego imię nosi Instytut Paleobiologii PAN w Warszawie – główny ośrodek badań paleontologicznych w Polsce, stworzony przez Kozłowskiego. Następczynią Kozłowskiego na stanowisku szefa instytutu była prof. Zofia Kielan-Jaworowska, obecny „guru” polskich paleontologów, słynna z odkryć dokonanych na pustyni Gobi. Drugim ważnym ośrodkiem badań paleontologicznych jest krakowski Instytut Systematyki i Ewolucji Zwierząt PAN. W obu wymienionych placówkach prowadzi się badania paleozoologiczne, czyli dawnych organizmów zwierzęcych. Paleobotanicy, zajmujący się dawnymi roślinami, za swego „ojca duchowego” uznają Władysława Szafera, który zajmował się nie tylko roślinami współczesnymi, ale pisywał też o skamieniałościach roślinnych. Jego imię nosi Instytut Botaniki PAN w Krakowie, który jest głównym ośrodkiem badań paleobotanicznych w Polsce. Także w uczelniach istnieją ośrodki – zakłady lub katedry – paleontologii, zazwyczaj powiązane z wydziałami geologicznymi, rzadziej z biologią. Mamy zatem paleontologów w Krakowie w Uniwersytecie Jagiellońskim i Akademii Górniczo-Hutnicznej, Uniwersytecie Wrocławskim, Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza i oczywiście Uniwersytecie Warszawskim. Pojedynczy badacze pracują także w innych ośrodkach naukowych i firmach związanych z wydobyciem surowców – w sumie w Polsce badania z zakresu paleontologii prowadzi się w ok. 30 placówkach.

Wedle sporządzonego w 1989 r. spisu polskich paleontologów, jest ich w kraju ok. 270, z tej liczby ponad 50 zajmuje się paleobotaniką, pozostali – paleozoologią. Prawie 1/3 paleontologów to samodzielni pracownicy nauki, ok. 50 ma tytuł profesora. 11 profesorów to paleobotanicy.

WARTOŚĆ KOLEKCJI

W paleontologii bardzo ważną rolę pełnią kolekcje skamieniałości. W każdej placówce stoją szafy ze specjalnymi szufladami wypełnionymi szczegółowo opisanymi kawałeczkami kamieni, zawierającymi fragmenty lub odciski dawnych organizmów, ewentualnie już wypreparowane ze skał organizmy. Czasami zdarza się, że odkryć naukowych dokonują nie ci sami ludzie, którzy znaleźli w terenie skamieniałości. Ze względu na rolę kolekcji, duże znaczenie mają w paleontologii muzea. W naszym kraju najbardziej interesującymi placówkami tego rodzaju są warszawskie: Muzeum Ewolucji, należące do Instytutu Paleobiologii PAN Muzeum Państwowego Instytutu Geologicznego oraz Muzeum Ziemi PAN. Placówki te mają w swoich zbiorach m.in. szkielety dinozaurów i dużych ssaków plejstoceńskich – mamutów, nosorożców, niedźwiedzi jaskiniowych. W Krakowie interesujące zbiory posiadają Muzeum Instytutu Nauk Geologicznych PAN oraz Muzeum Instytutu Systematyki i Ewolucji PAN – znajduje się tu m.in. niemal kompletny okaz nosorożca sprzed kilkunastu tysięcy lat, znaleziony w Staruni na Podkarpaciu.

Kolekcje służą dobrze nauce. Dr Gerard Gierliński z Państwowego Instytutu Geologicznego opowiada, jak lekceważona przez długie lata kolekcja skamieniałych śladów dawnych zwierząt, zgromadzona przez amerykańskiego badacza jeszcze w XIX stuleciu, ostatnio przyczyniła się do odkrycia, że istniały pierzaste dinozaury. Aby zbiory miały wartość naukową, muszą być robione fachowo, tj. muszą być w sposób sensowny wydobyte z terenu, dokładnie posegregowane, opisane oraz dostępne. Dr Jarosław Stolarski z Instytutu Paleobiologii podkreśla, że w badaniach paleontologicznych sprawą kluczową jest dostępność zbiorów. Kolekcje prywatne są często trudno dostępne i wiele liczących się czasopism paleontologincznych prosi autorów o zdeponowanie kolekcji w instytucji publicznej.

STANOWISKA

Skamieniałości znajdowane są w miejscach nazywanych później stanowiskami paleontologicznymi. Zdarza się, że takie stanowiska powstają w sposób naturalny – skamieniałości znajdowane są na powierzchni lub też odsłaniają się w wyniku erozji terenu. W naszym kraju zazwyczaj mamy do czynienia z wyrobiskami po wydobyciu surowców mineralnych, a więc kopalniami węgla, kamieniołomami (najczęściej), wyrobiskami po cegielniach. Najwięcej stanowisk paleontologicznych znajduje się na terenie Polski południowo-wschodniej. Tam też dokonano najważniejszych znalezisk. W okolicach Nowej Rudy znaleziono w 1904 r. szkielet prymitywnego permskiego gada z grupy pelikozaurów (zaginął w czasie wojny). W kopalni „Alfred” znaleziono skrzydło najstarszego znanego karbońskiego owada latającego. W Staruni na Podkarpaciu znaleziono w 1907 r. szczątki plejstoceńskich ssaków: mamuta i nosorożca, które trafiły do Muzeum Dzieduszyckich we Lwowie. Znalezisko było sensacyjne, gdyż oprócz szkieletów zachowało się tam sporo tkanki miękkiej i skóry, zakonserwowanej w tzw. wosku ziemnym i towarzyszących mu w tamtej okolicy solankach. W 1929 r. Polska Akademia Umiejętności ponownie eksplorowała stanowisko w Staruni, znajdując niemal kompletny okaz młodej samicy nosorożca włochatego – brakowało jej tylko rogów. Zwierzę trafiło do Muzeum Przyrodniczego PAU, a dziś można je oglądać w Muzeum ISiEZ. Ważne ze względów naukowych było odnalezienie w 1930 r. w Wysoczkach na Kielecczyźnie trójwymiarowo zachowanych graptolitów, co przyczyniło się do jednego z największych osiągnięć polskiej paleontologii, jakim było zakwalifikowanie tej grupy organizmów do pióroskrzelnych, dokonane przez prof. Kozłowskiego. Na unikalnym, nie istniejącym już stanowisku w okolicach Łukowa odnaleziono skamieniałości amonitów zachowane ze wszystkimi szczegółami. Na ich podstawie prof. Henryk Makowski (z UW) wykrył dymorfizm płciowy u amonitów, podczas gdy wcześniej opisywano samce i samice jako osobne gatunki. W Winnicach k. Jasła odnaleziono w 1959 r. oligoceńskiego żółwia morskiego, którego można oglądać w Muzeum ISiEZ PAN. W tym samym roku w Górach Świętokrzyskich znaleziono pierwsze polskie tropy dinozaurów. Następne ważne znaleziska z tej dziedziny pochodzą z ostatnich lat i są dziełem Grzegorza Niedźwiedzkiego (młodego paleontologa, który właśnie za znalezienie i opisanie tropu gigantycznego drapieżnego dinozaura z wczesnej jury zajął czołowe miejsce w konkursie młodych naukowców, organizowanym przez Radę Europy) oraz dr G. Gierlińskiego – czołowego polskiego tropiciela dinozaurów. Także z ostatnich lat pochodzą dwa inne sensacyjne znaleziska: cmentarzysko triasowych gadów i płazów w Krasiejowie oraz jaszczurka zatopiona w bursztynie, znaleziona w Gdańsku. 

ODKRYCIE

Właśnie znalezienie, odkrycie skamieniałości bywa najbardziej emocjonującym momentem w pracy paleontologa. Taką chwilę pamięta prof. Andrzej Gaździcki: – Na wyspie Seymour w Antarktyce wśród skał, okruchów lodu i płatów śniegu zauważyłem kawałek czegoś innego. Miałem przeczucie, że to coś dla mnie. Wyciągnąłem najbardziej ostrożnie jak się da i zobaczyłem całą koronę liliowca (na zdjęciu). Podobne liliowce żyją także dziś, ale w zupełnie innych warunkach. Dr Stolarski swojego odkrycia dokonał w kolekcji zgromadzonej przez francuskich biologów – natrafił na okaz koralowca o bardzo archaicznej formie. – Od razu zauważyłem, że to nie pasuje do reszty tych zbiorów, że szkielet jest bardzo archaiczny – mówi. Ważne osiągnięcia polskiej paleontologii wiążą się z wyprawami w chłodne regiony świata. Wspomniałem już o jednym z odkryć dokonanych przez Polaków na Antarktydzie. Cenne badania przeprowadzili też na Spitsbergenie, gdzie przy polskiej stacji w Horsundzie na półwyspie Treskelen stoi „domek paleontologów”.

Największe jednak znaczenie miały polskie badania na pustyni Gobi. Prof. Kowalski tak wspomina pierwszy biwak na pustyni: – Po rozstawieniu namiotów poszliśmy się rozejrzeć po okolicy. Trafiliśmy na wielką kość dinozaura. Postanowiliśmy zaznaczyć to miejsce kopczykiem kamieni. Jak zaczęliśmy je zbierać, okazało się, że były to same fragmenty szkieletów dinozaurów. Wyprawami na Gobi kierowała prof. Zofia Kielan-Jaworowska. To jednak nie spektakularne, wielkie dinozaury miały z naukowego punktu widzenia największe znaczenie. Najbardziej doniosłe są prace uczonej, dotyczące znalezionych w Mongolii niewielkich ssaków, które żyły „w cieniu” dinozaurów, a po ich wyginięciu zawładnęły Ziemią.

Swoje osiągnięcia ma też nasza paleobotanika. Polacy po raz pierwszy opisali (Reymanowa) żeńskie organy rozmnażania u jurajskich roślin z grupy Caytoniales i nowe psylofity – najstarsze rośliny lądowe (Zdebska). Według opracowanej przez W. Szafera metody, robi się obecnie mapy wędrówek drzew w holocenie dla całej Europy. Podczas wypraw do Egiptu, gdzie paleontologowie pracowali dla archeologów, odkryto najstarsze szczątki sorga.
Wyniki badań, aby znalazły się w światowym obiegu naukowym, muszą zostać opublikowane. Mamy serię Paleontologia Polonica oraz 2 znaczące czasopisma paleontologiczne: „Acta Paleontologica Polonica”, publikowane przez Instytut Paleobiologii PAN, znajdujące się na liście filadelfijskiej z indeksem 0,57 (indeks ten cały czas rośnie), oraz „Acta Paleobotanica”, wydawane przez Instytut Botaniki PAN w Krakowie – jest to jedyny periodyk tego typu w centralnej i wschodniej Europie. Czynione są starania, aby znalazł się na liście filadelfijskiej. – Jedyną przeszkodą są pewne nieregularności w publikowaniu kolejnych numerów, wynikające z trudności finansowych – zapewnia prof. Leon Szaflik, kierownik Zakładu Paleobotaniki IB PAN.

COŚ WIĘCEJ

Wspomniałem o współpracy paleontologów z archeologami. Bez paleontologii nie sposób sobie wyobrazić także badań geologicznych – skamieniałości stanowią bowiem klucz do oznaczania wieku skał. Paleontolodzy wspomagają także hydrologów i klimatologów. Podstawowym narzędziem paleontologa jest młotek geologiczny i ewentualnie mikroskop. – To, że wystarczają nam tak proste narzędzia, jest jednym z powodów, dzięki którym polska paleontologia nie odstaje od światowej czołówki – uważa prof. Hubert Szaniawski, dyrektor IP PAN. Przy ich pomocy można zbadać budowę, czyli morfologię poszczególnych okazów i sporządzić opis taksonomiczny, czyli zrealizować podstawowe zadanie tej dyscypliny naukowej. Jednak dziś wymaga się od paleontologii znacznie więcej. Nie jest ona już jedynie nauką pomocniczą geologii i nie służy tylko odpowiedzi na pytanie: co to jest?, na podstawie morfologicznej analizy szkieletu skamieniałego organizmu. Co najmniej od lat 70 rozwija się paleobiologia – nurt biologiczny, teoretyczny w paleontologii. Laicy najbardziej interesują się znaleziskami ogromnych zwierząt, jednak w praktyce geologicznej większe znaczenie mają organizmy najdrobniejsze. Podobnie dla odkrycia początków, a może nawet podstaw życia większe znaczenie mają prace nad najdrobniejszymi i najprostszymi organizmami. Zajmuje się tym inna wyspecjalizowana dziedzina – mikropaleontologia. Tafonomia bada, co się dzieje ze szczątkami organizmów od chwili, gdy zostały pogrzebane w warstwie geologicznej, do momentu, gdy znajdą się w rękach naukowca. Ichnologia – bada ślady życiowej aktywności dawnych organizmów. Paleoantropologia poszukuje szczątków i śladów działania przodków człowieka. Biogeologia próbuje odkryć zależności między rozwojem życia a zmieniającymi się warunkami środowiska geologicznego. Postęp badań oraz ich znaczna specjalizacja z jednej strony, a zróżnicowanie z drugiej wymagało wprowadzenia do badań paleontologicznych nowych metod, zaczerpniętych z innych dyscyplin. W pracowniach paleontologów pojawiły się mikroskopy skaningowe, chromatografy, powszechnie stosuje się analizę izotopową, dla niektórych materiałów z młodszych epok, zwłaszcza inkluzji w bursztynie, można stosować metodę badania DNA. Obok typowych paleontologów, zbierających i klasyfikujących skamieniałości, pojawia się w tej dyscyplinie grupa specjalistów, którzy potrafią okazy analizować przy pomocy nowoczesnych technik, a nie poprzestają na analizie kształtu i morfologii.

W polskich uczelniach nie ma wydziałów paleontologicznych, nie ma też takiego kierunku studiów. Tę dyscyplinę można studiować jako specjalizację na geologii, zoologii lub botanice. Interesujące, że o ile na świecie większość paleontologów jest geologami, o tyle u nas bardzo wielu to biologowie. To zasługa tzw. warszawskiej szkoły paleontologicznej, stworzonej przez R. Kozłowskiego i krakowskiej szkoły paleobotanicznej, założonej przez W. Szafera. Podkreślają one biologiczne aspekty badań paleontologicznych.

Komentarze