Badania naukowe

Nie powinniśmy się bać świata, bo dzięki niemu żyjemy. Dzięki katastrofom, 
które świat ukształtowały, jest on taki, jakim go kochamy.

Aneta Wysocka

Kubuś pochodzi z miejscowości Krasiejów na Opolszczyźnie. Niestety, nie ma głowy, czym sprawia badaczom poważny kłopot. Jak dotąd nie wiadomo, czy był on fitozaurem pływającym w wodach gigantycznego jeziora, czy też aetozaurem żyjącym na jego brzegu.

BLISKO PRZEMYSŁU

Z krasiejowskiego kamieniołomu jeszcze do niedawna wydobywano ił, by przerabiać go na cement. Tamtejsi górnicy przed laty zauważyli, że w ile znajdują się kości, ale nikomu o tym nie mówili. Cement ów, zawierający przemielone szczątki pradawnych zwierząt, posłużył m.in. do prac budowlanych na Zamku Królewskim. Dopiero w roku 1993 naukowcy z Wrocławia i Warszawy podjęli w Krasiejowie prace poszukiwawcze. W roku 2000 Instytut Paleobiologii PAN zaprosił tam studentów z całej Polski. – Pracowaliśmy 6 godzin dziennie – mówi mgr Tomasz Sulej – najpierw kilofami, potem młoteczkami, śrubokręcikami, na końcu pędzelkami i igiełkami. Wydobyliśmy mnóstwo kości – m.in. Kubusia. Zwierzak miał około trzech metrów. W związku z tym, że nie ma jego czaszki, trudno na razie z całą pewnością powiedzieć, czy jest to aetozaur, czy fitozaur. Po grubości ścianki kości biodrowej, bardzo delikatnej, można wnioskować, że to jednak fitozaur. Dokładniejsze badania będą prowadzone.
Osady, które badali warszawscy paleobiolodzy, powstały w górnym triasie na dnie wielkiego zbiornika słodkiej wody. Najprawdopodobniej żyły w nim fitozaury – wodne gady, podobne do dzisiejszego gawiala, z bardzo wąskim i długim pyskiem. Polowały na ryby. Ze zwierząt lądowych znaleziono tam kopalne szczątki należące – jak się przypuszcza – m.in. do aetozaurów. W stanie kopalnym odkryto także ślady ich przemarszu i postoju na mokradłach. Zapewne żyły one na brzegach jeziora i były roślinożerne. Aetozaury z triasu to jedne z najwcześniejszych na świecie dinozaurów. Najbardziej znane, monstrualne zauropody z Parku jurajskiego są młodsze. Te krasiejowskie – starsze – były znacznie mniejsze. W najbliższym czasie zostanie udowodnione, czy zwierzęta odnalezione w Krasiejowie to na pewno dinozaury. Jeżeli tak, będą to pierwsze w Polsce – i jedne z najstarszych na świecie – szczątki tych pragadów. Zapewne wkrótce paleobiolodzy odkryją ich tajemnicę.

DLACZEGO PALEOBIOLOGIA?

Polska fauna kopalna była przedmiotem zainteresowania warszawskich naukowców już od 1952 roku, gdy powstał Zakład Paleozoologii PAN. Jego organizatorem i pierwszym kierownikiem był prof. Roman Kozłowski, który od początku nadał placówce biologiczny kierunek badań. W roku 1977 Zakład Paleozoologii został przemianowany na Zakład Paleobiologii, a w 1990 – na Instytut Paleobiologii. Obie te nazwy: paleobiologia i paleozoologia mogą dla niewtajemniczonych brzmieć nieco zagadkowo. Paleontologia, której nazwę znają wszyscy, jest nauką o kopalnym świecie roślinnym i zwierzęcym. Czyli – mówiąc potocznie – zajmuje się badaniem skamielin. Paleobiologia zaś, której subdyscypliną jest paleozoologia, szuka powiązań między współczesnym światem żywym i tym, który istniał przed milionami lat. – W odróżnieniu od większości placówek paleontologicznych na świecie, gdzie paleontolodzy są „z pochodzenia” geologami, większość pracowników Instytutu to absolwenci biologii – mówi prof. Hubert Szaniawski, dyrektor. – Paleontologia dostarcza materiału, nas natomiast interesuje pochodzenie, filogeneza współczesnej flory i fauny. Cała historia świata żywego zawarta jest w warstwach skał i lodów. Obiektem badań prowadzonych przez pracowników Instytutu są m.in. najdawniejsi przodkowie dzisiejszych ssaków drapieżnych, zajęczaków i ptaków. Te ostatnie, według najnowszych ustaleń nauki, to współczesna wersja dinozaura.

KRÓTKA HISTORIA WYPRAW BADAWCZYCH

W latach 60. paleobiolodzy ruszają na wschód, potem na północ i południe. Pierwsze wyprawy naukowe zorganizowane na dużą skalę przeprowadzane były w latach 1963-71. Były to wyprawy mongolskie na pustynię Gobi. We współpracy z Instytutem Geologii Mongolskiej Akademii Nauk udało się tam zgromadzić obszerne zbiory, które stanowiły przedmiot studiów pracowników Instytutu Paleobiologii, jak również innych zaprzyjaźnionych instytutów. Na Gobi odsłaniają się utwory górnej kredy, zawierające bardzo liczne szczątki dinozaurów, a także wieloguzkowców, czyli pradawnych ssaków. Plonem mongolskich ekspedycji jest 10 tomów Paleontologia Polonica. Gigantyczne szkielety odkrytych tam pragadów można obejrzeć w Muzeum Ewolucji, mieszczącym się w Pałacu Kultury. Muzeum to jest głównym ośrodkiem popularyzującym działalność Instytutu.

Między 1974 a 1979 rokiem organizowane były kolejne wyprawy, tym razem na Spitsbergen. W serii Paleontologia Polonica w 1982 roku została opublikowana część rezultatów badań na archipelagu Svalbard Paleontologiczne Badania Spitsbergenu. – Ukazała się tylko część pierwsza – mówi prof. Gaździcki – ale w ostatnich latach wróciliśmy na Spitsbergen i mamy nadzieję, że następne tomy również się pojawią. Właśnie na Spitsbergenie naukowcy szukają najstarszych organizmów, gdyż odsłaniają się tam utwory kambru, a także i starsze – prekambryjskie – sprzed ponad 600 mln lat.

Trzecim obszarem eksplorowanym przez naukowców z Instytutu Paleobiologii była Antarktyda. – W 1978 roku zostałem zaproszony do wzięcia udziału w wyprawach antarktycznych i od tego czasu uczestniczę w polskich wyprawach do stacji Arctowskiego na Szetlandach Południowych i w ekspedycjach na wyspę Seymour, gdzie znajdują się jedne z najbogatszych zespołów faunistycznych z przedziału wiekowego górna kreda – trzeciorzęd – mówi dalej profesor. 

– „Paleontologiczne rezultaty polskich wypraw antarktycznych, część I” ukazały się w 1987 roku, część II – w 1996. W 2001 ukaże się trzecia część. Maszynopisy są już gotowe. Na Antarktydzie przedmiotem studiów są m.in. szczątki plezjozaurów – gadów morskich. Rekonstrukcja antarktycznego plezjozaura będzie wkrótce wystawiona w warszawskim metrze.

OD MŁOTKA DO PRACOWNI IZOTOPOWEJ

– Podstawowym narzędziem pracy paleontologa i paleobiologa jest, w tradycyjnym rozumieniu, młotek i lupka – mówi prof. Szaniawski. – Dawniej to rzeczywiście wystarczało, ale zakres prowadzonych badań z czasem znacznie się rozszerzył. Mikropaleobiolodzy zaczęli poszukiwać w rdzeniach wiertniczych malutkich organizmów, mikroskamieniałości. Wówczas niezbędny okazał się skaningowy mikroskop elektronowy.

– Mikropaleobiologia zajmuje się szczątkami organicznymi obserwowanymi w obrazie mikroskopowym – objaśnia prof. Gaździcki. – Studia dotyczą mikroorganizmów, tj. otwornic, małżoraczków, kokolitów, konodontów. Można także prowadzić badania komórek i tkanek organizmów kopalnych. Niektóre są tak wspaniale zachowane, że wyglądają jak żywe.

Konodonty bada prof. Szaniawski: – To zagadkowa grupa skamieniałości. Te fosforanowe ząbki zmieniają barwę na ciemniejszą pod wpływem temperatury. Tam, gdzie konodonty są bardzo ciemne, nie ma szans, by zachowały się bituminy w formie nadającej się do eksploatacji. Toteż są one wskaźnikami o zastosowaniu praktycznym. Ale nie to, zdaniem profesora, jest w konodontach najciekawsze. – Do niedawna ich pochodzenie było nieznane. Teraz, w oparciu o nowe znaleziska, uważa się, że są związane ze strunowcami, a być może nawet z kręgowcami. To szalenie istotne, bo pojawiły się one bardzo wcześnie, przed trzystu milionami lat.

W ostatnich latach powołano w Instytucie nową komórkę – Zakład Biogeologii. To kolejna nazwa, która może laika wprawić w zakłopotanie: geologia w rozumieniu tradycyjnym bada przecież to, co nieożywione, biologia zaś to, co żywe... Ale, jak się okazuje, jedno wpływa na drugie. – Sedymentacja osadów geologicznych jest zwykle uzależniona od środowiska biologicznego. Co więcej – bardzo dużo osadów morskich, z czego dawniej nie zdawano sobie sprawy, jest pochodzenia organicznego – objaśnia prof. Szaniawski. – Współcześnie mniejsze jest zapotrzebowanie na klasyczne badania paleontologiczne, większe zaś na odtwarzanie paleośrodowiska. Biogeolodzy dociekają, jak procesy biologiczne i geologiczne wzajemnie się warunkują. Do tego jednak nie wystarczy ani młotek, ani nawet mikroskop. Potrzebna jest pracownia izotopowa.

ROZMOWA PRZY SPEKTROMETRZE

Działanie przyrządu tłumaczy dr Małkowski: – Mierzymy tym urządzeniem proporcje zawartości cięższego izotopu tlenu i węgla w stosunku do lżejszego. Robimy mgliste fotografie miliarda lat historii Ziemi. Badany jest tu przede wszystkim dwutlenek węgla, który bierze udział w niemal wszystkich procesach zachodzących w przyrodzie: jako substrat w fotosyntezie jest podstawowym składnikiem organizmów żywych. Rozpuszczony w wodzie tworzy kwas węglowy, który rozpuszcza skały magmowe i produkuje osady spływające do mórz. W postaci węglanów wchodzi w skład szkielecików zwierzęcych budujących skały. Na każdym etapie tej metamorfozy zmieniają się stosunki izotopowe węgla i tlenu. – Zmiany stosunków izotopowych są jak zmiana gradientu naświetlenia błony fotograficznej. Dzięki nim możemy zrekonstruować czarno-biały obraz procesów, które zachodziły w miejscu pomiaru. Wielkie zmiany w historii życia na ziemi nieuchronnie muszą być związane z procesami, w które uwikłany jest dwutlenek węgla. CO2 zawarty w skałach i szkielecikach organizmów, uwięziony w postaci pęcherzyków w lodach Antarktydy czy Grenlandii, jest skamieniałością, którą tu się bada przy pomocy tego precyzyjnego przyrządu. Ewolucję życia na Ziemi charakteryzują wielkie okresy rozwoju, ale też i wielkie wymierania. I tak, na przykład, wielkie wymieranie permskie na pograniczu ery paleozoicznej i mezozoicznej, kiedy wyginęła ogromna ilość organizmów żywych, miało bardzo silną charakterystykę w zmianie izotopowej w badanych przez nas węglanach z osadów morskich przywiezionych ze Spitsbergenu. Ta charakterystyka może nam mówić, jakie procesy mogły czy musiały być uwikłane w to wielkie wymieranie. Od paleobiologa można dowiedzieć się także, że dwutlenku węgla, mimo iż powoduje efekt cieplarniany, nie należy się bać. – Dla mnie CO2 to gaz życia – mówi dr Małkowski. – Ludzie coraz bardziej boją się świata, w którym żyją, ale są jego nieodłączną częścią. Czasem niektórzy są tak do siebie przywiązani, że myślą: jak ja umrę, umrze cały świat. Nie powinniśmy się bać świata, bo dzięki niemu żyjemy. Dzięki katastrofom, które świat ukształtowały, jest on taki, jakim go kochamy. Gdyby dinozaury ochroniły środowisko i przetrwały, nie byłoby nas. Więc my, myśląc o ciągłości życia, powinniśmy solidaryzować się nie tylko z naszymi potomkami ludzkimi, ale z życiem i światem jako całością. W tej chwili jesteśmy częścią tego życia odnoszącego kolosalny sukces tak biologiczny, jak i duchowy czy intelektualny.

Komentarze