Rekonstrukcja linii brzegowej morza sprzed 400 mln lat (ilustracja J. Zalewskiego)
Najwcześniejsze dowody na lądowy ruch kręgowców zostały odkryte przez polskich badaczy w regionie świętokrzyskim. Te starożytne skamieniałości, liczące ponad 400 milionów lat, dowodzą, że to ryby dwudyszne jako pierwsze wyruszyły z wody na ląd. To przełomowe wydarzenie miało miejsce 10 milionów lat przed pojawieniem się czworonogów, najwcześniejszych w pełni przystosowanych do życia na lądzie zwierząt o czterech kończynach.
Odkrycia te zostały przeprowadzone przez zespół z Państwowego Instytutu Geologicznego – Państwowego Instytutu Badawczego, w którego skład weszli dr hab. Piotr Szrek, Katarzyna Grygorczyk, dr Sylwester Salwa, dr Patrycja Dworczak i prof. Alfred Uchman z Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Wyniki ich badań opublikowano w czasopiśmie Scientific Reports .
Ryby dwudyszne przeszły ewolucyjną drogę sięgającą około 415 milionów lat wstecz, wywodząc się z ekosystemów morskich. Stopniowo te kręgowce adaptowały się do siedlisk słodkowodnych, gdzie do dziś przetrwały jako gatunek reliktowy. Ich budowa ciała pozostała w dużej mierze niezmieniona przez tysiąclecia, co zaowocowało określeniem „żywych skamieniałości”. Niektóre gatunki potrafią przetrwać w wysychających siedliskach wodnych. Na przykład ryby z rodzaju Protopterus przemieszczają się po lądzie w poszukiwaniu wilgoci, zakopują się w mule i w razie potrzeby zapadają w stan uśpienia.
Szczątki wczesnodewońskich ryb dwudysznych są wyjątkowo rzadkie. Pierwsze polskie skamieniałości ryb dewońskich zostały odkryte w pobliżu zamku Krzyżtopór w Ujeździe w 2016 roku przez polski zespół, co zapoczątkowało szeroko zakrojone badania w tym obszarze. Niedawne odkrycie, szczegółowo opisane w publikacji, dotyczy wcześniej niezidentyfikowanych śladów znalezionych w tym miejscu w latach 2020-2021.
Ślady w Górach Świętokrzyskich zostały sklasyfikowane jako Reptanichnus acutori (łac. „pierwotny pełzacz”). To coś więcej niż tylko ślady płetw – tworzą złożony wzór ruchu, ukazujący opór ciała, odciski tułowia, tylnej części ciała, a nawet pyska, którego ryba używała do chwytania podłoża i ciągnięcia się do przodu.
„Te ślady powstały w bardzo płytkich wodach, a nawet na odsłoniętych osadach, z częścią ciała ryby prawdopodobnie wystającą ponad powierzchnię wody. W takich warunkach wyporność maleje lub zanika, uniemożliwiając pływanie. W rezultacie wszystkie części ciała zaangażowane w ruch pozostawiły ślady” – wyjaśnia dr Piotr Szrek, jeden z autorów badania, w komunikacie dla PAP.
Skamieniałości odnaleziono w opuszczonych kamieniołomach piaskowca w pobliżu Ujazdu i Kopca w centralnych Górach Świętokrzyskich. Warstwa popiołu wulkanicznego (tufu) szybko pogrzebała ślady sprzed 400 milionów lat, zapewniając ich wyjątkową trwałość.
Dzięki skanowaniu 3D naukowcy uzyskali szczegółową wizualizację śladów. Ich analiza została dodatkowo poparta eksperymentami na współczesnym afrykańskim dwudysznym Protopterus annectens , który pozostawił ślady niemal identyczne z tymi znalezionymi na piaskowcach dewońskich w regionie świętokrzyskim.
Ślady wczesnej kolonizacji lądów przez kręgowce udokumentowano jedynie w kilku globalnych stanowiskach, głównie w Europie i jednym w Australii. Do tej pory najstarszymi były tropy czworonogów z dolnego środkowego dewonu w Górach Świętokrzyskich, zidentyfikowane przez polskich naukowców, w tym dr. Piotra Szreka.
„Badane przez nas ślady ryb dwudysznych wskazują, że kręgowce zaczęły eksperymentować z ruchem lądowym około 10 milionów lat wcześniej niż czworonogi” – powiedział PAP dr Piotr Szrek.
Odkrycie to pokazuje, jak ewolucja eksplorowała jednocześnie wiele ścieżek adaptacji do życia na lądzie u co najmniej dwóch grup zwierząt.
Analiza wykazała również, że dewońskie ryby dwudyszne często wbijały pyski w podłoże, przechylając je w lewo. Wskazuje to na dominację prawej półkuli mózgu, najwcześniejszy znany przykład lateralizacji (preferencji jednej strony ciała) u kręgowców.
„Konsekwentne lewostronne skręcenie ciała, w połączeniu z odciskami pyska w osadzie, zostało początkowo uznane za dowód preferowania lewej strony ciała na podstawie 10 tropów z Ujazdu. Rozszerzyliśmy to o 26 dodatkowych tropów z Ujazdu i Kopca. Łącznie 35 lewostronnych śladów zdecydowanie wskazuje na najstarszy udokumentowany przypadek lateralizacji u kręgowców” – stwierdził dr Piotr Szrek.
Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska-Wujec (PAP)
ekr/ zan/ jak wyżej/
