Tag: śluzowce

Gulielma, królowa śluzowców

Piotr GąsiorowskiLeave a comment

Z okazji Dnia Kobiet chcemy przypomnieć postać ciekawą, a mało znaną szerokiej publiczności: brytyjską biolożkę Gulielmę Lister (1860–1949).

Córka kwakra

Kwakierski ród Listerów dostarczył światu wielu wybitnych naukowców. Było ich tylu, że łatwo ich pomylić, tym bardziej że w drzewie genealogicznym Listerów powtarzają się wielokrotnie te same imiona. Jednym z najbardziej znanych był Joseph Lister (1827–1912), sławny chirurg, jeden z pionierów antyseptyki, czyli redukowania zakażeń szpitalnych dzięki rygorystycznemu stosowaniu dezynfekcji, co w XIX w. było nowinką nie zawsze chętnie przyjmowaną przez lekarzy.1 Jego młodszym bratem był Arthur Lister (1830–1908), który przez dużą część życia był wspólnikiem w firmie importującej wina, ale w wieku 58 lat wycofał się z interesów, aby oddać się całkowicie temu, co lubił naprawdę – studiom przyrodniczym ze szczególnym uwzględnieniem badań nad niedawno wyróżnioną nową grupą organizmów, zwanych śluzowcami (Mycetozoa).2

Śluzowce zafascynowały go niezmiernie, a tak się złożyło, że wraz z żoną Susanną – utalentowaną artystką – i licznymi dziećmi mieszkał w Sycamore House w Leytonstone na obrzeżach Londynu (wówczas w hrabstwie Essex). W pobliżu rozciągał się pierwotny teren leśny Epping Forest, obfitujący w śluzowce. Listerowie posiadali także dom w Lyme Regis w hrabstwie Dorset, nad kanałem La Manche. Arthur często spędzał tam lato wraz z rodziną. Lyme Regis słynie ze skamieniałości jurajskich, ale jest też rajem dla badaczy śluzowców. Buszując w terenie, Arthur zebrał wielką liczbę okazów i stał się jednym w pierwszych specjalistów od tych tajemniczych organizmów. Towarzyszyła mu w wyprawach niezamężna córka Gulielma (dla rodziny i przyjaciół Gulie). Oprócz rocznych studiów w Bedford College for Women nie posiadała formalnego wykształcenia, ale odegrała bardzo gruntowne wykształcenie domowe.

Od asystentki do autorytetu

Po ojcu odziedziczyła temperament naukowca i zainteresowanie wszystkim, co żyje; po matce natomiast – talent rysowniczy i malarski. W przedmowie do pierwszego wydania pomnikowego dzieła A Monograph of the Mycetozoa (1894), służącego jako kompendium wiedzy („katalog opisowy”) kilku pokoleniom badaczy, ojciec zaznaczył, że Gulielma Lister pomagała mu w badaniach i w wykonaniu ilustracji. Wydanie drugie (1911) i trzecie (1926) ukazały się już po śmierci Arthura ze zmianami i uzupełnieniami samej Gulielmy, która dodała wiele nieznanych wcześniej gatunków śluzowców; figurowała też obok ojca na stronie tytułowej. Na końcu monografii załączyła 200 plansz, w większości barwnych (patrz ryc. 1), które sama wykonała lub zamówiła. Są one nadzwyczajnej jakości i nie wątpię, że były wielką pomocą w oznaczaniu zaprezentowanych gatunków.

Ryc. 1.

Gulielma nie była teraz asystentką ojca, tylko niezależną badaczką, cieszącą się międzynarodowym uznaniem jako „królowa śluzowców”. Jej zainteresowania naukowe były zresztą szersze i obejmowały między innymi grzyby, rośliny szpilkowe i ptaki. Współuczestniczyła w zakładaniu Brytyjskiego Towarzystwa Mykologicznego (patrz ryc. 3) i była jego przewodniczącą w latach 1912 i 1932. Została także wybrana członkinią londyńskiego Towarzystwa Linneańskiego zaraz po tym, jak w 1904 r. umożliwiło ono członkostwo kobietom, przyjmując dwadzieścia pięć z nich do swojego grona. W latach 1916–1919 pełniła funkcję prezeski Essex Field Club, stowarzyszenia przyrodniczego, do którego wprowadził ją ojciec. Do II wojny światowej Gulielma stale odwiedzała dział botaniki Muzeum Brytyjskiego (dzisiejsze Muzeum Historii Naturalnej). Była de facto kuratorką kolekcji śluzowców, założonej jeszcze przez jej ojca (oczywiście nie bez udziału Gulielmy).3 Zbiory Gulielmy Lister przechowywane są także w Królewskich Ogrodach Botanicznych w Kew.

Śluzowce, które Gulielma nazywała czule creepies (czyli pełzaczki), pozostały jej największą miłością; jej ulubionymi terenami łowieckimi były – tak jak w młodości – Epping Forest i Lyme Regis. Zmarła w 1949 r. tam, gdzie przyszła na świat, czyli w Sycamore House.

Gulielma utrzymywała kontakty z kolegami na całym świecie. Nauczyła się nawet czytać po polsku, aby móc korzystać z prac Józefa Rostafińskiego (1850–1928), polskiego pioniera badań nad śluzowcami. Najbardziej wpływową z jego publikacji była książka Śluzowce (Mycetozoa). Monografia (1874), wydana po polsku, ale tak fundamentalna, że szeroko wykorzystywano i cytowano ją na świecie mimo trudności językowych. Na cześć Gulielmy nazwano jej imieniem kilka gatunków śluzowców. Niektóre z nich okazały się niestety młodszymi synonimami nazw gatunków opisanych już wcześniej i zostały z czasem wycofane, ale do dziś pozostała w mocy nazwa Lamproderma gulielmae (po polsku: błyszczak bruzdowany), nadana w roku 1919 (patrz ryc. 2). Natomiast niedawno (2022) przy okazji gruntownej rewizji śluzowców z rzędu Trichiales przeniesiono kilka gatunków z rodziny kędziorkowatych (Trichiaceae) do nowego rodzaju Gulielmina. Królowa śluzowców posiada więc taksonomiczny pomnik w postaci własnej nazwy rodzajowej, podobnie jak jej ojciec, na którego cześć nazwany został bardzo oryginalny śluzowiec Listerella paradoxa, opisany w 1904 r.

Ryc. 2.

Królowa i cesarz

Wśród międzynarodowych kontaktów Gulielminy było też dwóch niezwykłych Japończyków. Jednym był przyrodnik, pisarz, etnolog i wielki ekscentryk Kumagusu Minakata (1867–1941). W młodości zwiedził on kawał świata, w tym USA i Wielką Brytanię, w której przebywał osiem lat, nawiązując kontakty między innymi w środowisku akademickim. Po powrocie do Japonii w roku 1900 zaczął badać miejscowe śluzowce, a w 1905 r. wysłał kilkadziesiąt okazów w darze dla Muzeum Brytyjskiego, które odwiedzał niemal codziennie, kiedy mieszkał w Londynie. Tak nawiązała się przyjaźń korespondencyjna i współpraca między Kumagusu Minakatą a Arthurem i Gulelminą Listerami. W 1917 r. Minakata odkrył na drzewku hurmy (persymony) we własnym ogrodzie nowy gatunek, opisany w 1921 r. przez Gulelminę jako Minakatella longifila.

Drugim japońskim miłośnikiem śluzowców w latach dwudziestych był książę regent Hirohito, który prywatnie zajmował się biologią.4 Jego mentorem był dr Hirotaro Hattori, propagator teorii Darwina, profesor elitarnej szkoły Gakushūin w Tokio i dyrektor Cesarskiego Instytutu Biologii. Książę przeczytał uzupełnione wydanie monografii Listerów i zauroczyły go śluzowce, a zapewne także piękne ilustracje Gulielmy. Gdy udało mu się znaleźć kilka okazów w otoczeniu pałacu w Akasaka (wyposażonego w laboratorium biologiczne), wsiąkł jak każdy, kto zaczyna polować na śluzowce, i zapragnął poznać je bliżej. Na jego polecenie w 1926 r. dr Hattori zwrócił się do Kumagusu Minakaty o przygotowanie prywatnego wykładu dla księcia. Kumagusu wybrał osobiście 90 okazów z 37 rodzajów, a jego asystent przeprowadził prezentację. Hirohito był pod ogromnym wrażeniem. Miesiąc później został cesarzem, ale nie zapomniał o śluzowcach ani o Kumagusu. Opowiem jednak o tym przy innej okazji, żeby nie odbiegać od głównego wątku.

Co do Gulielmy, utrzymywała ona kontakt korespondencyjny ze swoim fanem Hirohito, który nadal zbierał śluzowce. Pośrednikiem cesarza w tych kontaktach był dr Hattori, który zajmował się wysyłką do Londynu co najciekawszych okazów w celu bliższego zbadania. W ten sposób Hirohito w 1928 r. pozyskał dla nauki gatunek Arcyria imperialis (opisany przez Gulielmę Lister w 1929 r. jako Hemitrichia imperialis, a obecnie przeniesiony do innego rodzaju). Nazwa gatunkowa odnosi się oczywiście do cesarza, który natrafił na A. imperialis na pniu laurowiśni w ogrodach pałacu w Akasaka. Po ukazaniu się publikacji Hirohito odwdzięczył się swojej angielskiej koleżance, wysyłając jej w prezencie dwie cenne emaliowane wazy.

Ryc. 3.

Przypisy

  1. Od nazwiska Josepha Listera nadano nazwę Listeria rodzajowi bakterii. Jeden z gatunków tego rodzaju, L. monocytogenes, wywołuje listeriozę, bardzo groźną chorobę ssaków, w tym ludzi. ↩︎
  2. Jeśli nie pamiętacie, czym są śluzowce, polecam wcześniejsze wpisy na ich temat, które można znaleźć tutaj, tutaj, tutaj i tutaj. Nazwa łacińska Mycetozoa odnosi się dziś do śluzowców w szerszym sensie, należących do kilku różnych linii ewolucyjnych supergrupy Amoebozoa. Śluzowce „właściwe” (w węższym sensie) określa się nazwą Myxogastria. ↩︎
  3. Kuratorką – dodajmy jednak – honorową, czyli pracującą bez wynagrodzenia, co nie przynosi chluby ówczesnej dyrekcji muzeum. ↩︎
  4. Hirohito (1901–1989), już jako 124. cesarz Japonii, osiągnął z czasem wysoki poziom profesjonalizmu jako biolog morski specjalizujący się w stułbiopławach. Jego syn i następca, emerytowany 125. cesarz Akihito (abdykował w roku 2019) jest z kolei ichtiologiem, a wnuk Akishino (młodszy brat obecnego cesarza i potencjalny bastępca tronu) ma doktorat z ornitologii. Ponieważ cesarz pośmiertnie otrzymuje imię będące jednocześnie nazwą epoki (okresu panowania), Hirohito nazywany jest oficjalnie cesarzem Shōwa. ↩︎

Ilustracje

Ilustracja w nagłówku: Gulielma Lister oraz inni badacze śluzowców: Arthur Lister, Józef Rostafiński, Kumagusu Minakata i cesarz Hirohito (domena publiczna).
Ryc. 1. Jedna ilustracji do II wydania (z roku 1911) A Monograph of the Mycetozoa (domena publiczna).
Ryc. 2. Lamproderma gulielmae, piękny śluzowiec, którego nazwa gatunkowa upamiętnia Gulielmę Lister. Foto: Ronny Andersson. Źródło: https://artsdatabanken.no/Pages/329149/ (licencja CC BY 4.0).
Ryc. 3. Naukowa wyprawa na grzyby Brytyjskiego Towarzystwa Mykologicznego w hrabstwie Surrey w roku 1905. Gulielma Lister – czwarta od lewej w środkowym rzędzie. Źródło: Wikimedia (domena publiczna).

Dodatkowe linki

Superameby, czyli złożoność alternatywna

Piotr GąsiorowskiLeave a comment 
Inne wpisy na podobny temat

Organizmy mało znane: Śluzowce
Uwaga! Nadpełzają śluzowce!
Żywe skamieniałości (1): Paździorek starszy niż tyranozaury

Już kilka wpisów poświęciłem śluzowcom, organizmom należącym do grupy zwanej Amoebozoa i stanowiących znaczną część jej składu gatunkowego. Amoebozoa nie są roślinami, zwierzętami ani grzybami. Jeśli spośród wszystkich eukariontów, czyli organizmów posiadających jądra komórkowe, wyłączymy trzy wspomniane wyżej „królestwa”, to pozostaje nam ogromny zbiór rozmaitych organizmów, najczęściej (choć bynajmniej nie zawsze) jednokomórkowych, obejmowanych umownie nazwą protistów (dawniej „pierwotniaków”, a częściowo także „glonów”). Trzeba jednak pamiętać, że w odróżnieniu od monofiletycznych, dobrze zdefiniowanych kladów Metazoa (zwierzęta), Fungi (grzyby) i Archaeplastida (rośliny w szerokim sensie, z uwzględnieniem zielenic, krasnorostów i glaukofitów), protisty stanowią różnorodną zbieraninę wszystkich pozostałych linii rozwojowych eukariontów i nie można ich traktować, jak gdyby były „czwartym królestwem”.

Ryc. 1.

W szkolnych podręcznikach pełzak odmieniec (Amoeba proteus), znany od XVIII w. i popularnie zwany „amebą”, nadal służy jako klasyczny przykład pierwotniaka. Kiedy chodziłem do szkoły, uczono nas, że pełzak należy do typu korzenionóżek. Typ ten już od dawna nie istnieje. Śluzowce, spokrewnione z pełzakami i wraz z nimi włączane dziś do Amoebozoa, były początkowo zaliczane do grzybów na podstawie powierzchownego podobieństwa. Z czasem zaczęto sobie zdawać sprawę z różnic między śluzowcami a grzybami, ale dopiero pod koniec XIX w. poznano szczegółowo cykl życiowy śluzowców, opisano wiele nieznanych wcześniej gatunków i podjęto próby ich klasyfikacji. Zaczęto traktować śluzowce jako „pierwotniaki grzybopodobne”, ale przypominające też zwierzęta. Właściwie dopiero poczynając od lat sześćdziesiątych XX w. taksonomia eukariontów uporządkowała się na tyle, że śluzowce odnalazły swoje właściwe miejsce w obrębie drzewa życia.1

Do śluzowców w najszerszym sensie zalicza się kilka dość różnorodnych gałęzi Amoebozoa, ale skupmy się na śluzowcach właściwych, do których należy wielka grupa Myxogastria i siostrzany wobec niej rodzaj Ceratiomyxa (śluzek). Ich cechą charakterystyczną jest wytwarzanie plazmodium, zwanego też śluźnią (ryc. 1). Plazmodium jest komórczakiem, czyli pojedynczą, ale bardzo dużą komórką zawierającą liczne jądra. W zależności od gatunku śluzowca i wielkości plazmodium liczba jąder może wynosić od kilkudziesięciu do kilku milionów.

Wbrew temu, co można czasem przeczytać w niezbyt fachowych źródłach, plazmodium nie powstaje z połączenia wielu osobnych komórek. Przez część swojego cyklu życiowego śluzowce są jednokomórkowcami jednojądrowymi, zwykle haploidalnymi (o jednym komplecie chromosomów). Rozwijają się one z zarodników jako tzw. pływki, poruszające się za pomocą dwu wici, a w środowisku ubogim w wodę przekształcają się w typowe pełzaki (które zresztą mogą się stać na powrót „dwuwiciowcami”). W tym stadium komórki śluzowców mogą ulegać podziałom mitotycznym, tworząc wielkie kolonie. Należą do bardzo pospolitych mikroorganizmów glebowych.

Ryc. 2.

Żeby powstało plazmodium, pełzak diploidalny (zazwyczaj powstający w drodze płciowej jako zygota z połączenia dwóch pełzaków haploidalnych należących do różnych „płci”, czyli typów koniugacyjnych) musi przejść wiele cykli podziałów mitotycznych jądra, którym nie towarzyszy cytokineza (podział cytoplazmy między komórki potomne).2 Rozwijająca się w ten sposób wielojądrowa komórka odżywia się intensywnie, rosnąc szybko i osiągając – jak na amebę – rozmiary gigantyczne (nawet kilkuset centymetrów kwadratowych). Zdolna jest do skomplikowanych reakcji na bodźce środowiskowe. Znane są dobrze imponujące wyczyny śluzowców, np. umiejętność znalezienia i wykorzystania najkrótszej ścieżki w labiryncie. Plazmodium wędruje po podłożu za pomocą ruchomych wypustek (nibynóżek) i aktywnie poszukuje pożywienia, a następnie dogodnej lokalizacji, w której może się usadowić, aby wykonać swoją główną misję: wytworzenie zarodni. I tu śluzowce naprawdę popisują się kreatywnością, wytwarzając najrozmaitsze, często wręcz fantazyjne kształty i struktury produkujące zarodniki. Kilka charakterystycznych typów zarodni pokazują ryc. 2–4.

Ryc. 3.

Genomy śluzowców (wciąż słabo poznane) są różnej wielkości: mieszczą się w zakresie od ok. 20 mln do kilkuset milionów par zasad.3 Ponieważ wszystkie jądra plazmodium mają wspólne pochodzenie, zawarte w nich genomy są bliźniaczymi kopiami genomu zygoty, z której rozwinęła się śluźnia. W przypadku organizmu wielokomórkowego także każda komórka zawiera to samo DNA (z dokładnością do sporadycznych mutacji), ale w rozwijającym się organizmie geny ulegają zróżnicowanej i wybiórczej ekspresji w zależności od tego, gdzie zlokalizowana jest dana komórka. Dzięki precyzyjnej regulacji tego procesu powstają np. różne tkanki, plan budowy ciała i narządy wewnętrzne zwierząt.

Jednak w rozwijającym się plazmodium cytoplazma przepływa kanalikami tworzącymi się wewnątrz komórki, unosząc z sobą jądra – z prędkością, która może przekraczać 1 mm/s. Plazmodium pulsuje rytmicznie, a jego zawartość jest cały czas w ruchu. Pełznąc, plazmodium zmienia kształt, podobnie jak zwykłe ameby. Skąd śluzowiec wie, w którym miejscu ma wyrosnąć koronkowa struktura wytwarzająca i gromadząca zarodniki? Skoro cały jest jedną komórką, nie można określić jego położenia względem innych komórek.

Ryc. 4.

Okazuje się jednak, że śluzowiec radzi sobie w podobny sposób jak prawdziwe wielokomórkowce. Ekspresja genów w jądrach wypełniających całą objętość plazmodium także jest regulowana w zależności od lokalizacji przestrzennej i przebiega inaczej niż na etapie cyklu życiowego, gdy śluzowiec jest jednojądrowym „pierwotniakiem”. Jądra postaci plazmodialnej reagują na lokalne sygnały regulacyjne w różnych regionach śluźni (np. blisko brzegu plazmodium czy też po jego dolnej lub górnej stronie), dlatego metabolizm, produkcja białek, fale synchronizacji podziałów mitotycznych jąder albo decyzja, że w zarodniach na zajść mejoza i wytworzenie zarodników, zachodzą „w trzech wymiarach”. Plazmodium nie jest bezpostaciowym workiem cytoplazmy: wie, gdzie jest góra, a gdzie dół, na jakim podłożu się znajduje, z której strony dociera światło itp., i w zależności od tego wędrujące w jego wnętrzu jądra – maleńkie procesory niosące w sobie instrukcje genetyczne – robią to, co do nich należy w danej części komórki.

Niezależna ewolucja w kierunku złożoności strukturalnej przebiegała na różne sposoby (często konwergentnie, czyli zbieżnie) w różnych grupach organizmów. Istnieją Amoebozoa o cyklu życiowym podobnym do śluzowców właściwych, ale zamiast komórczakowatego plazmodium tworzące skupione „stado” poruszających się w zorganizowany sposób i komunikujących się z sobą odrębnych komórek. Gromadzą się one w odpowiedzi na sygnały feromonowe, a niektóre z nich (zależnie od lokalizacji w obrębie stada) różnicują się i stają się budulcem zarodni. Niezależnie od tych ameb kolonialnych (Dictyostelia) taki sam tryb życia rozwinęły prokarionty – bakterie śluzowe (Myxobacteria). Ewolucja wielokomórkowości u bakterii, różnicowanie się ich komórek w obrębie kolonii i wytwarzanie „owocników” produkujących spory (przetrwalniki) – to fakty, które mogą zaskakiwać, ale równie zaskakująca jest wielojądrowość śluzowców jako rozwiązanie alternatywne wobec wielokomórkowości – ze skutkiem najwyraźniej bardzo udanym, skoro śluzowce od co najmniej stu milionów lat nie widzą potrzeby, żeby coś zmieniać w swojej budowie i stylu życia.

Przypisy

1) Dawne intuicje nie były do końca mylne, bo Amoebozoa wraz ze zwierzętami, grzybami i kilkoma innymi, drobniejszymi grupami tworzą wspólnie wielki klad Amorphea, jedną z „supergrup”, na które podzieliły się eukarionty na początku swojej ewolucji.
2) Liczba typów koniugacyjnych u śluzowców może sięgać kilkuset, choć nie dorównują pod tym względem niektórym grzybom (podstawczakom). Trzeba dodać, że cykle życiowe wielu śluzowców mogą przebiegać w sposób nietypowy, z pominięciem etapów rozmnażania płciowego; pomijam tu jednak tego rodzaju komplikacje.
3) Są zatem znacznie mniejsze niż genom człowieka, zawierający ok. 3 mld par zasad. Jednak rozmiar to nie wszystko. U modelowego, dobrze zbadanego gatunku śluzowca Physarum polycephalum (maworka wielokształtnego), którego genom ma długość ok. 200 mln par zasad, szacowana liczba genów kodujących białka wynosi ok. 29 tys., czyli o połowę więcej niż u człowieka!

Opis ilustracji
(Autor: Piotr Gąsiorowski 2023, CC BY-SA 4.0).

Ryc. 1: (a) Młode plazmodium, (b) dojrzewające plazmodium, (c) pączkujące zarodnie i (d) grupa dojrzewających zarodni żałobni białonóżki (Diachea leucopodia).
Ryc. 2: Zarodnie paździorka (Stemonitis sp., prawdopodobnie S. fusca). Resztki pierwotnego plazmodium widoczne są jako błoniasta leżnia otaczająca grupy zarodni. Kolor zarodni tego gatunku zależy od ich wieku. Kiedy zaczynają wyrastać z plazmodium, są jaskrawo białe. W ciągu mniej więcj jednej doby, dojrzewając, stają się kolejno różowe, bordowe i wreszcie czekoladowe.
Ryc. 3: Nibyzrosłozarodnia (pseudoaethalium) gmatwianki krowieńca (Lindbladia tubulina). Liczne zarodnie tworzą ciasno skupioną masę, ale zachowują indywidualne ściany.
Ryc. 4: Zrosłozarodnia (aethalium) wykwitu piankowatego (Fuligo septica). Zarodnie okryte są wspólną ścianą i nie są widoczne jako osobne struktury. Błoniaste resztki plazmodium znaczą kierunek, z którego „superameba” przypełzła w miejsce, gdzie wytworzyła strukturę zarodnionośną.

Literatura

Badanie lokalnej aktywności transkrypcyjnej jąder w różnych regionach plazmodium: Gerber et al. 2022. https://elifesciences.org/articles/69745.

Żywe skamieniałości (1): Paździorek starszy niż tyranozaury

Piotr GąsiorowskiLeave a comment 
Pozostałe wpisy z tej serii:

Część 2. O czym skrzypią skrzypy
Część 3. Zapisane w kamieniu

Określenie „żywa skamieniałość” bywa używane w sposób dość luźny w stosunku do grup reliktowych, które znane są dobrze w stanie kopalnym, ale wśród dzisiejszych organizmów mają tylko pojedynczych przedstawicieli. W tej serii wpisów chciałbym zwrócić uwagę na „żywe skamieniałości” w trochę innym sensie: jako organizmy, których ewolucja pozornie stanęła w miejscu i które mimo upływu dziesiątków lub nawet setek milionów lat są praktycznie nieodróżnialne od swoich kopalnych przodków. Różnica jest istotna. Na przykład tuatara* (Sphenodon punctatus) jest jedynym ocalałym przedstawicielem ryjogłowych (Rhynchocephalia). Jest to rząd gadów, którego rozkwit przypadał na okres jurajski. Zasięg ryjogłowych we wczesnej jurze był globalny. W późnej jurze zaczął się kurczyć, a w kredzie zawęził się do części południowego superkontynentu Gondwany. Po wielkim wymieraniu 66 mln lat temu ryjogłowe przetrwały prawdopodobnie tylko w Ameryce Południowej i na Nowej Zelandii. Ponieważ linia południowoamerykańska wkrótce wymarła, ostatni przedstawiciele rzędu stali się endemitami nowozelandzkimi. Jednak dzisiejsze tuatary różnią się anatomicznie od dawnych ryjogłowych. Wykazują wiele zmian przystosowawczych, których nie mieli ich przodkowie. Są reliktami, ale niekoniecznie żywymi skamieniałościami.

Zdarza się jednak, że podobieństwo między kopalnym protoplastą a jego współczesnymi potomkami jest niemal doskonałe i dotyczy najdrobniejszych szczegółów budowy organizmu. Gdyby gatunek kopalny mógł ożyć, to kierując się cechami morfologicznymi, zaliczylibyśmy go do tego samego rodzaju, co gatunki współczesne. I w rzeczy samej w niektórych przypadkach paleontolodzy tak właśnie robią: traktują gatunek dawno wymarły jako przedstawiciela współczesnego rodzaju. Być może postąpiliby inaczej, gdyby oprócz fenotypu (widocznych cech organizmu) mieli do dyspozycji również genotyp, czyli DNA gatunku wymarłego. Mogłoby się okazać, że podobieństwo jest złudne, a rzeczywiste pokrewieństwo między porównywanymi gatunkami jest zbyt odległe, żeby wrzucić je do tego samego worka na poziomie rodzaju. Jeśli jednak nie dysponujemy danymi genetycznymi, pozostaje nam stwierdzenie stabilności fenotypu, która utrzymała się przez niesłychanie długi czas i przetrwała kilka globalnych kryzysów biosfery znanych jako wielkie wymierania.

Nie oznacza to, że takie „niezmienne” organizmy nie podlegają ewolucji. Ewolucja wszystkiego, co żyje, jest nieunikniona i wynika z faktu, że replikacja DNA nigdy nie jest stuprocentowo odporna na błędy. Duża część sekwencji DNA w każdym genomie nie ma lub prawie nie ma znaczenia funkcjonalnego i ewoluuje „neutralnie”, tzn. gromadzi mutacje, które nie mają dostrzegalnego wpływu na przeżycie i sukces reprodukcyjny. Część sekwencji jest jednak kształtowana przez presję doboru naturalnego. Jeśli jakiś gatunek osiągnął w swojej niszy ekologicznej optimum przystosowania, to może się pojawić silny nacisk na utrzymanie dziedzicznych cech gwarantujących trwanie w tym optimum. Mutacje, które mogłyby w tym przeszkadzać, będą wypierane z puli genetycznej. Mimo że ewolucja trwa i skład genomu stale się zmienia, dobór stara się utrzymać morfologię, która sprawdziła się w przeszłości i którą trudno już ulepszyć. Po milionach lat organizm wygląda i działa tak samo jak dawniej.

Śluzowce (Myxogastria), o których pisałem już tutaj i tutaj, to organizmy delikatne, które tylko wyjątkowo zachowują się w stanie kopalnym. W palinofacjach (osadach zawierających nagromadzenie pyłków roślinnych i zarodników) można czasem znaleźć zarodniki śluzowców, które są stosunkowo trwałe i ulegają fosylizacji. Poza tym jednak jedyną szansę na zakonserwowanie się dla potomności daje śluzowcom bursztyn. W bardzo rzadkich przypadkach charakterystyczne zarodnie śluzowców bywały zalewane przez żywicę, nie ulegając zgnieceniu ani rozerwaniu. Kilka takich okazów opisano z eoceńskich bursztynów bałtyckich (ok. 40 mln lat temu), ale szczególne wrażenie robi śluzowiec znaleziony kilka lat temu w bryłce bursztynu z Mjanmy (Birmy) datowanej na środkową kredę (cenoman), ok. 99 mln lat temu. Bryłka zawiera inną skamieniałość – tylną łapkę jaszczurki, opisanej osobno i nazwanej Protodraco. Jest to, nawiasem nówiąc, najstarsza znana skamieniałość przedstawiciela rodziny agamowatych (Agamidae). Tuż obok niej, wśród kawałeczków kory, ziaren piasku i włosków roślin utrwaliła się kępka złożona z pięciu walcowatych zarodni. Jest to jedyna pewna skamieniałość śluzowca z ery mezozoicznej.

Ryc. 1

Jak widać na ryc. 1, pod mikroskopem widać detale takie jak struktura włośni, czyli siateczki otaczającej długi, cienki trzonek zarodni. Siateczka ta otacza tworzącą się wewnątrz niej masę zarodników, które uwalniają się, unoszone podmuchami wiatru. Kilka luźnych zarodników również zachowało się obok okazu. Każdy miłośnik śluzowców po charakterystycznym wyglądzie i budowie zarodni na pierwszy rzut oka rozpozna rodzaj: jest to Stemonitis, znany także pod polską nazwą paździorek. Współcześnie znamy ok. 20 gatunków z tego rodzaju (ale co pewien czas odkrywane są nowe). Wiele z nich jest trudnych do rozróżnienia bez drobiazgowych badań mikroskopowych albo nawet genetycznych. Autorzy doniesienia (Rikkinen, Grimaldi & Schmidt 2019) są zdania, że okaz sprzed 99 mln lat najbardziej przypomina współczesnego paździorka jasnozarodnikowego (S. virginiensis), występującego także w Polsce. W każdym razie jest typowym przedstawicielem rodzaju, pod względem morfologicznym nieodróżnialnym od paździorków współczesnych (patrz ryc. 2, 3 i 4).

Ryc. 2.

Charakterystyczne cechy paździorków – ażurowa, walcowata włośnia, umożliwiająca roznoszenie zarodników przez wiatr, i wydłużony trzonek unoszący ją nad podłożem – musiały zatem wyewoluować ponad 100 mln lat temu i sprawdzić się w praktyce tak znakomicie, że nie wymagały udoskonalenia. Nawet globalna katastrofa, jaką był upadek planetoidy 66 mln lat temu, nie zmieniła warunków życia paździorka na tyle, żeby musiał się dostosować do nowej sytuacji, rozwijając nowe adaptacje. Można nawet podejrzewać, że zwały martwego drewna zalegające po katastrofie bardzo przypadły do gustu paździorkom, jest to bowiem do dziś ich ulubione podłoże. Fakt, że śluzowce wytwarzają formy przetrwalnikowe, odporne na długotrwałe wysychanie i zmiany temperatur, także ułatwia im przeżycie kataklizmów, a jednocześnie być może spowalnia tempo ewolucji; zwiększa bowiem długość cyklu życiowego i średni odstęp między pokoleniami.

Ryc. 3.
Ryc. 4.

Z jakiejkolwiek przyczyny ewolucja paździorków pozornie stanęła w miejscu, fakt jest faktem: okaz z birmańskiego bursztynu wygląda jak dobry znajomy, choć dzieli nas od niego cały ocean czasu. Dość zauważyć, że Tyrannosaurus rex wyewoluował dopiero 30 mln lat później, tuż przed katastrofą, która zakończyła kredę (i której nie przeżył – w odróżnieniu od skromnego paździorka). Dinozaury ewoluowały znacznie szybciej i bardziej dramatycznie niż śluzowce: 99 mln lat temu królem drapieżników był ziemnowodny Spinosaurus aegyptiacus (ryc. 5). On także zszedł ze sceny, i to na długo przed tyranozaurami. Zniknął 93 mln lat temu podczas mniejszego masowego wymierania (cenomańsko-turońskiego). Ani ono, ani kilka innych globalnych kryzysów, jakie zdarzyły się od owych czasów, nie zrobiło najmniejszego wrażenia na śluzowcach z rodzaju Stemonitis. Jak mówi gminne porzekadło, ani go kijem, ani pałką.

Ryc. 5.

W kolejnych odcinkach serii zobaczymy kilka innych, imponująco starożytnych „żywych skamieniałości”. Nieraz są to organizmy dobrze nam znane albo przynajmniej rozpowszechnione w naszym otoczeniu (choć możemy nie być tego świadomi).

Przypis

*) Wypada wyjaśnić, dlaczego nie nazywam tuatary hatterią. Hatteria to stara, od dawna nieużywana nazwa rodzajowa – zdezaktualizowany synonim roszaju Sphenodon. Tuatara to nazwa maoryjska, złożenie słów tua ‘grzbiet’ i tara ‘szpic, kolec, ząb grzebienia’. Oznacza więc tyle, co ‘kolcogrzbiet’ i posiada koloryt lokalny, którego brakuje „hatterii”. Uważam, że warto używać nazwy lokalnej choćby w uznaniu zasług Maorysów dla opieki nad tuatarą w jej ostatnich siedliskach na wyspach u wybrzeży Nowej Zelandii i w utworzonych ostatnio sanktuariach, gdzie udało się ją reintrodukować.

Opisy ilustracji:

Ryc. 1. Stemonitis sp. z birmańskiego bursztynu. Widać ogólny pokrój zarodni (a), szczegóły struktury włośni (b, c) i luźne zarodniki (d). Źródło: Rikkinen et al. 2019, Nature Scientific Reports 9/19730 (licencja CC BY 4.0).
Ryc. 2. Współczesny paździorek rdzawy (Stemonitis axifera). Foto: Luuk Vermeer. Źródło: Saxifraga Foundation (licencja CC BY-NC-SA).
Ryc. 3. Młode, niedojrzałe zarodnie Stemonitis sp. na pieńku sosnowym. Koziegłowy, Wielkopolska. Foto: Piotr Gąsiorowski.
Ryc. 4. Kolonia Stemonitis sp. (być może S. axifera) na pieńku sosnowym, otoczona resztkami śluźni (plazmodium). Obok widać pękające zrosłozarodnie innego pospolitego śluzowca, rulika nadrzewnego (Lycogala epidendrum). Kicin, Wielkopolska. Foto: Piotr Gąsiorowski.
Ryc. 5. Rekonstrukcja kompletnego szkieletu dinozaura Spinosaurus aegyptiacus, mniej odpornego na katastrofy ekologiczne niż współczesny mu paździorek. Źródło: Sereno et al. 2022 (licencja CC BY 4.0).