Zapomniany kontynent. Część 2: Dinozaury za kołem podbiegunowym

Inne wpisy z tej serii
Zapomniany kontynent. Część 1: Serce Gondwany
Zapomniany kontynent. Część 3: Tropami ssaków przez Antarktydę
Zapomniany kontynent. Część 4: Polarnicy antarktyczni z torbami
Zapomniany kontynent. Część 5: Skrzydła nad Antarktydą
Zapomniany kontynent. Część 6: Dinozaury w smokingach

Wstęp

Dinozaury wyewoluowały we wczesnym triasie, mniej więcej 240 mln lat temu, a po wielkim wymieraniu triasowo-jurajskim (201 mln lat temu) stały się dominującą grupą kręgowców lądowych. W tym czasie wszystkie kontynenty tworzyły jeden superląd, Pangeę, a zatem te grupy dinozaurów, które wyodrębniły się w ciągu kolejnych pięćdziesięciu milionów lat, mogły dość łatwo przemieszczać się szlakami lądowymi niemal od bieguna do bieguna; ich skamieniałości spotykamy zatem na wszystkich kontynentach.

Grupy, które pojawiły się pod koniec jury lub w kredzie, czyli po rozpadzie Pangei najpierw na Laurazję i Gondwanę, a potem na mniejsze kontynenty, miały z reguły bardziej ograniczony zasięg. Na przykład pachycefalozaury i dinozaury rogate (Ceratopsia) rozwinęły się zbyt późno, aby uzyskać zasięg globalny; znamy je tylko z Laurazji (Eurazji i Ameryki Północnej).

Antarktyda także miała własną faunę dinozaurów, podobną jak inne części Gondwany. Niestety nasza wiedza na jej temat jest fragmentaryczna z oczywistego względu: skamieniałe szczątki większości z nich spoczywają pod kilometrowej grubości lądolodem i nie ma na razie sposobu, żeby do nich dotrzeć. Trzeba też wyjątkowego szczęścia, żeby w tych regionach Antarktydy, gdzie stare skały są odsłonięte, trafić akurat na formację geologiczną o odpowiednim wieku i pochodzeniu, zawierającą skamieniałości zwierząt.

Paleontologia ekstremalna

Czasem jednak trafiają się takie miejsca. Jednym z nich jest Góra Kirkpatricka (4528 m n.p.m.), najwyższy szczyt Gór Transantarktycznych, dzielących kontynent na Antarktydę Wschodnią i Zachodnią. Tam właśnie – pod szczytem góry, na wysokości czterech kilometrów, natrafiono w 1991 r. na kości pierwszego nazwanego dinozaura z Antarktydy. Był to kriolofozaur (Cryolophosaurus ellioti), drapieżny teropod z wczesnej jury (ok. 190 mln lat temu). Od pyska do końca ogona mierzył 6–7 m, był zatem jednym z największych teropodów z tego okresu. Jego znakiem szczególnym był poprzeczny grzebień kostny nad oczami, wygięty ku przodowi, przypominający wachlarz lub fryzurę Elvisa Presleya (stąd nadawany mu niekiedy przydomek „Elvisaurus”).

Ryc. 1.

Formacja Hansona, w której go odkryto, dostarczyła także szczątków innych dinozaurów, w tym roślinożernego prozauropoda Glacialisaurus hammeri, zbliżonego rozmiarami do kriolofozaura. Inne skamieniałości z Góry Kirkpatricka są zbyt niekompletne, żeby na ich podstawie opisać gatunki, ale wiemy przynajmniej, że w tej części Antarktydy żyły we wczesnej jurze różnorodne teropody, prozauropody i właściwe zauropody, a także niewielkie dinozaury ptasiomiednicowe o nieustalonej przynależności systematycznej. Znaleziono też fragmentaryczne skamieniałości innych zwierząt: pterozaura i tritylodonta (bliskiego kuzyna ssaków).

190 mln lat temu miejsce, gdzie żyły te gatunki, położone było o ok. 1000 km dalej od bieguna południowego niż obecnie. Mimo to leżało głęboko wewnątrz koła podbiegunowego. Dinozaury musiały być przystosowane do warunków dni i nocy polarnych. Lokalny klimat był umiarkowany i wilgotny, o czym świadczy roślinność z tego okresu, jak drzewa szpilkowe, benetyty, paprocie, skrzypy i rozmaite prymitywne grupy rośliny nasiennych (tzw. „paprocie nasienne”), ale zapewne sezonowo pojawiał się śnieg i lód. Wiemy jednak, że dinozaury były co najmniej w znacznym stopniu stałocieplne, a wiele z nich posiadało termoizolacyjną okrywę ciała w postaci piór lub tworów pióropodobnych przypominających sierść.

Dinozaury z pomostu lądowego

Drugim miejscem w Antarktydzie, gdzie odkryto dinozaury, jest Wyspa Jamesa Rossa położona u wybrzeży Półwyspu Antarktycznego. Tam z kolei występują formacje z późnej kredy (mniej więcej 80–70 mln lat temu). Sztandarowym okazem dinozaura z tej lokalizacji jest czterometrowa antarktopelta (Antarctopelta oliveroi), odkryta już w 1986 r., czyli wcześniej niż kriolofozaur, ale opisana i nazwana dopiero w roku 2006. Gatunek ten należy do grupy roślinożernych ankylozaurów (Ankylosauria), czyli „dinozaurów pancernych”.

Ryc. 2.

Ankylozaury znane są głównie z Laurazji, ale w Gondwanie także były obecne. W szczególności istniała wyłącznie gondwańska linia rodowa nazwana Parankylosauria, która wcześnie oddzieliła się od lepiej poznanych ankylozaurów „właściwych” (Euankylosauria) i zachowała więcej cech pierwotnych po wspólnym przodku dinozaurów pancernych. Należała do niej antarktopelta, a oprócz niej – Stegouros elengassen z późnej kredy chilijskiej Patagonii oraz Kunbarrasaurus ieversi z wczesnej kredy Queenslandu. Występowanie blisko spokrewnionych gatunków w Antarktydzie, Ameryce Południowej i Australii to kolejne świadectwo istnienia pomostów lądowych między tymi fragmentami Gondwany. Ankylozaury z Laurazji miały ogon uzbrojony w rodzaj maczugi nasadzonej kostnymi guzami lub kolcami. Stegouros miał dla odmiany poziomo ułożone płytki przypominające obsydianowe ostrza azteckiego „maczugomiecza” (māccuahuitl). Wymach takim ogonem mógł nie tylko zwalić napastnika z nóg i pogruchotać mu kości, ale dodatkowo zadać niebezpieczne rany cięte. Możliwe, że Antarctopelta również dysponowała podobną bronią; wskazują na to zachowane fragmenty osteodermów (płytek kostnych) i budowa kręgów końcowej części ogona.

Ryc. 3.

Inne dobrze zachowane dinozaury roślinożerne z Wyspy Jamesa Rossa to dwunożne ornitopody: niewielka Trinisaura santamartaensis i znacznie większy (pięciometrowej długości) Morrosaurus antarcticus; gatunki blisko z nimi spokrewnione znane są także z Patagonii. Poza tym odkryto tam dużego dinozaura drapieżnego Imperobator antarcticus o niepewnej pozycji systematycznej, ale prawdopodobnie należącego do kladu Paraves, obejmującego ptaki i blisko spokrewnione z nimi teropody takie jak dromeozaury i troodonty. Szacuje się, że Imperobator był wzrostu człowieka i być może osiągał 4–6 m długości, co czyniłoby z niego jednego z największych przedstawicieli Paraves. Kości kilku innych dinozaurów, w tym zauropoda z grupy tytanozaurów, zachowały się szczątkowo, dlatego ich właściciele pozostają bezimienni.

Dinozaury nie całkiem wymarłe

Podsumowując, Antarktyda posiadała bogatą i urozmaiconą faunę dinozaurów podobnych do tych, jakie występowały także w innych częściach Gondwany, a w szczególności w Australii i Ameryce Południowej. Prawdopodobnie pokrewne gatunki żyły także w Nowej Zelandii, choć tamtejsze dinozaury ze środkowej i późnej kredy reprezentowane są przez bardzo niekompletne skamieniałości. Można dodać, że antarktyczna menażeria gadów z okresu kredowego obejmowała nie tylko dinozaury: na Wyspie Jamesa Rossa znaleziono także szczątki gadów latających (pterozaurów) i morskich (plezjozaurów i mozazaurów).

Celowo pominąłem na razie jedną grupę dinozaurów, która także miała licznych przedstawicieli w kredowych formacjach Półwyspu Antarktycznego. Zasługują one na osobny wpis, ponieważ Antarktyda odgrywała ważną rolę w ich ewolucji, a ich historii nie zakończył upadek planetoidy. Przeżyły go, po czym odniosły imponujący sukces ewolucyjny i żyją nadal wokół nas; nigdy też nie opuściły Antarktydy. Mowa oczywiście o ptakach. Opowiem wkrótce o historii ptaków antarktycznych, ale najpierw, w kolejnym odcinku, zajmę się ssakami, które wędrowały kiedyś przez lasy zapomnianego kontynentu albo pływały u jego wybrzeży.

Opisy ilustracji

Zdjęcie w nagłówku. Pingwiny cesarskie (Aptenodytes forsteri) na krze u wybrzeży Antarktydy. Foto: nanjinsamual. Źródło: iNaturalist (licencja CC-BY-NC).
Ryc. 1. Rekonstrukcja teropoda Cryolophosaurus ellioti z Góry Kirkpatricka (wczesna jura, 190 mln lat temu). Autor: Leoomas. Źródło: Wikipedia (licencja CC BY-SA 4.0).
Ryc. 2. Porównanie rozmiarów dinozaurów pancernych z gondwańskiej grupy Parankylosauria. Największym gatunkiem była Antarctopelta oliveroi z Półwyspu Antarktycznego (późna kreda, 74 mln lat temu). Autor: SlvrHwk. Źródło: Wikipedia (licencja CC BY-SA 4.0).
Ryc. 3. Końcówka szkieletu ogona chilijskiego parankylozaura Stegouros elengassen otoczona osteodermami tworzącymi spłaszczony „maczugomiecz”. Współczesna mu antarktopelta prawdopodobnie posiadała podobną broń. Soto-Acuña et. al. 2021. Źródło: Wikipedia (licencja CC-BY 4.0).

Lektura dodatkowa

Polowanie na dinozaury w Górach Transantarktycznych:
https://www.fieldmuseum.org/science/research/area/focus-polar-studies/focus-polar-studies-research
https://expeditions.fieldmuseum.org/antarctic-dinosaurs/about-expedition
Dinozaury i inne kręgowce z Wyspy Jamesa Rossa: Reguero et al. 2022.

Młodzieńcze lektury: dinozaury i spółka

Ojciec założyciel naszego bloga, Mirosław Dworniczak, opowiadał tu niedawno o lekturach, które w latach szkolnych ukształtowały jego widzenie świata i zainteresowania naukowe. Tak się składa, że wiele z nich wpłynęło również na mnie, bo także zafascynowała mnie nauka: chemia, fizyka, astronomia, matematyka – i podobnie jak Mirosław wychowałem się na Lemie w nie mniejszym stopniu niż na braciach Grimm czy Andersenie. Ale kto śledzi moje wpisy, ten nie mógł nie zauważyć w nich także fascynacji biologią i ewolucją. Nie jest to hobby bez związku z moim zawodem językoznawcy, bo język to najważniejszy składnik ewolucji kulturowej naszego gatunku, a zdolność do jego używania to produkt ewolucji biologicznej. Jednak ewolucja zainteresowała mnie o wiele wcześniej niż językoznawstwo. A było to tak:

Pałkarze i uczeni

Rok 1968 obfitował w dramatyczne wydarzenia polityczne, które dość dobrze pamiętam, choć nie wszystko z nich rozumiałem, jako że w marcu owego roku byłem dopiero w II klasie szkoły podstawowej. Ale obok polityki życie toczyło się także innymi torami. W latach 1963–1971 odbyła się seria polsko-mongolskich ekspedycji paleontologicznych na pustynię Gobi. Przywieziono z nich ogromny materiał, z którego największym zainteresowaniem opinii publicznej cieszyły się skamieniałości dinozaurów z okresu kredowego. Jednym z głównych uczestników wypraw była profesor Zofia Kielan-Jaworowska (1925–2015), kierująca Zakładem Paleozoologii PAN, wielka dama nauki – nie tylko polskiej, ale i światowej. Była ona inicjatorką urządzenia w wynajętych pomieszczeniach Pałacu Kultury wystawy „Dinozaury z Pustyni Gobi”, popularyzującej wyniki przeprowadzonych badań.

Wystawa miała zostać otwarta wiosną 1968 r., ale właśnie wtedy milicja pałowała demonstrujących studentów. Profesor Kielan-Jaworowska – osoba o silnym charakterze, fascynującej biografii i pięknej, wręcz bohaterskiej karcie okupacyjnej – wypowiedziała się publicznie w ich obronie, a partia natychmiast zażądała od PAN jej głowy. Po kilku miesiącach sporów i negocjacji ukarano ją „zwróceniem ostrej uwagi”, ale pozostawiono na stanowisku. Dlatego na przełomie czerwca i lipca mogło nastąpić otwarcie wystawy. Przyciągnęła tłumy zwiedzających, wśród których byli moi rodzice i ja. Szkielety i rekonstrukcje dinozaurów, których nazwy łacińskie od razu wryły mi się w pamięć, zrobiły na mnie kolosalne wrażenie, a broszura z wystawy (zawierająca między innymi zarys systematyki i szkicowe drzewo rodowe dinozaurów) stała się na jakiś czas moją ulubioną lekturą. Szybko jednak sięgnąłem po popularnonaukowe publikacje prof. Kielan-Jaworowskiej: Czterysta milionów lat historii kręgowców (Wiedza Powszechna, 1965), Polowanie na dinozaury (Wydawnictwo Geologiczne, 1968) i Przygody w skamieniałym świecie (Nasza Księgarnia, 1973). Ich okładki widnieją na ryc. 1.

Ryc. 1.

O ile dwie ostatnie pozycje były lekkostrawne nawet dla kompletnie niezorientowanego laika, to pierwsza stanowiła pewne wyzwanie dla czytelnika z podstawówki. Wprowadziła mnie jednak w zagadnienia paleontologii i biologii ewolucyjnej; potem mogłem już bez trudu sięgać po lektury jeszcze bardziej zaawansowane. Zaraziłem się także od prof. Kielan-Jaworowskiej fascynacją nie tylko mezozoicznymi olbrzymami, ale tym, co ewoluowało w ich cieniu, a zwłaszcza pierwotnymi ssakami. Zresztą ogólnie uważam, że ewolucja grup niepozornych i mało „charyzmatycznych” (z punktu widzenia niespecjalistów) bywa szczególnie ciekawa.

Czeska sztuka paleo

W latach sześćdziesiątych ukazały się także w wersji polskiej pięknie wydane, kolorowe albumy czeskiego duetu: Josefa Augusty (1903–1968) i Zdeňka Buriana (1905–1981). Pierwszy był paleontologiem i popularyzatorem nauki, a drugi malarzem i ilustratorem o specjalności, którą dziś określilibyśmy mianem paleoartysty. Albumy zawierały całostronicowe rekonstrukcje – sceny z życia dawnych zwierząt i roślin – połączone z fachowym opisem autorstwa Augusty. Artysta naturalnie kierował się fachowymi wskazówkami paleontologa. Moje ulubione albumy to Zwierzęta minionych epok i Człowiek kopalny, wydane przez Państwowe Zakłady Wydawnictw Szkolnych w 1966 r.

Ryc. 2.

Zdeněk Burian był znakomitym artystą i jego ilustracje rozpalały wyobraźnię. Nauka jednak idzie naprzód i wspaniałe czeskie albumy mają dziś znaczenie czysto historyczne. Iguanodon przywodzący na myśl Godzillę z japońskich filmów albo Brachiosaurus człapiący po dnie głębokiego jeziora i skubiący rośliny podwodne (patrz ryc. 2 po lewej) niewiele mają wspólnego z dzisiejszą wizją dinozaurów jako zwierząt ruchliwych, szybko biegających, często upierzonych i co najmniej częściowo stałocieplnych. Sugerowany przez Augustę i Buriana tryb życia, choć przedstawiony sugestywnie, nie jest w ogóle możliwy: z klatką piersiową i płucami zanurzonymi wiele metrów pod wodą dinozaur nie byłby w stanie oddychać. Nie można jednak mieć pretensji do autorów, że nie znali z wyprzedzeniem efektów dinozaurowej rewolucji, która rozkręciła się na dobre dopiero w latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych XX w. To samo dotyczy wiedzy o kopalnych przodkach i kuzynach człowieka. Neandertalczyk prezentowany przez Buriana, przygarbiony i włochaty, z cokolwiek szympansim profilem twarzy (ryc. 2 po prawej), zupełnie nie pasuje do  dzisiejszego obrazu Homo neanderthalensis jako gatunku siostrzanego wobec H. sapiens, a nie „ogniwa przejściowego” ewolucji.

Wiedza się przedawnia, ale i odmładza

Gdyby ktoś dziś chciał napisać książkę o ewolucji kręgowców, musiałby przede wszystkim nadać jej inny tytuł  (np. 500+ milionów lat historii kręgowców), bo zapis kopalny kręgowców cofnął się do wczesnego kambru, a zapewne wyodrębniły się one spośród innych zwierząt już w ediakarze. Oczywiście także przebieg ich ewolucji musiałby dziś wyglądać w szczegółach inaczej niż w książce Zofii Kielan-Jaworowskiej. Widząc, jak szybko starzeją się moje ulubione lektury, nauczyłem się, że za rozwojem nauki trzeba nadążać całe życie i że nigdy nie mówi ona „ostatniego słowa” o świecie. Na tym zresztą polega jej siła: każdą teorię można poprawić, uzupełnić, albo wyrzucić do kosza i zaproponować lepszą. Gdybym się urodził o pokolenie później, zapewne zrobiłby na mnie wrażenie Park Jurajski Spielberga, a dokształcałbym się z książek Richarda Dawkinsa. Ale i tak musiałbym nadążać w miarę swoich możliwości za postępem wiedzy.

Pamiętam dobrze niektóre szczególnie zagadkowe znaleziska polsko-mongolskie z pustyni Gobi, na przykład parę gigantycznych (240 cm długości) szponiastych kończyn przednich. Odkryła je Zofia Kielan-Jaworowska, a opisała inna wielka paleontolożka polska, Halszka Osmólska, wraz z Ewą Roniewicz. Dinozaura, który był ich właścicielem, nazwano Deinocheirus mirificus. Kończyny zachowały się wraz z obręczą barkową i fragmentami kręgów i żeber, reszta szkieletu uległa jednak erozji. Odlewy „strasznych łap” (tyle mniej więcej oznacza nazwa rodzajowa) są ozdobą wielu muzeów historii naturalnej rozrzuconych po świecie (jest to notabene instytucja, której Polska się na razie nie dorobiła, co powinno być uważane za hańbę narodową).

Przez kolejne cztery dziesięciolecia można było tylko spekulować, jak wyglądał cały Deinocheirus. Dopiero w XXI w. zaczęto odkrywać części szkieletów dwóch kolejnych okazów, a także odzyskiwać z prywatnych kolekcji fragmenty wywiezione z Mongolii przez nielegalnie operujących „złodziei kości”.  Umożliwiło to kompletną rekonstrukcję szkieletu D. mirificus. Był to, jak się okazało, olbrzymi ornitomimozaur – największy znany przedstawiciel grupy nazywanej nieformalnie „dinozaurami strusiopodobnymi”. Jego metrowej długości czaszka była bezzębna i wyposażona w dziób podobny do kaczego. Pionowe wyrostki kręgów tworzyły na jego grzbiecie rodzaj żagla lub garbu. Zrośnięte kręgi na końcu ogona sugerują, że kończył się on wachlarzem z piór. Deinocheirus był prawdopodobnie wszystkożerny; na pewno nie był superdrapieżnikiem, a potężne szpony służyły raczej do wykopywania z ziemi roślin niż do polowania. Mierzył do 12 m długości i 3–4 m wysokości. W sumie wyglądał dziwniej, niż ktokolwiek mógłby był przypuszczać w latach sześćdziesiątych.

Ludzie, którzy dokonywali pionierskich odkryć w czasach, gdy chodziłem do szkoły podstawowej, byli współautorami przełomowych osiągnięć kolejnych dekad. Zofia Kielan-Jaworowska przyczyniła się ogromnie do rozwoju badań nad skomplikowaną, trwającą ponad sto milionów lat ewolucją ssaków mezozoicznych i nad ich taksonomią. Partnerem polskich paleontologów podczas ekspedycji w latach 1963–1965 był ich znakomity mongolski kolega (wciąż żyjący) Rinczen Barsbold, późno doceniony na Zachodzie, bo większość jego wczesnych publikacji ukazywała się po rosyjsku i z trudem wchodziła w światowy obieg wiedzy. Ten sam Barsbold był współautorem publikacji w Nature (2014), w której rozwiązano zagadkę deinocheira.