Rekonstrukcja linii brzegowej morza sprzed 400 mln lat (ilustracja J. Zalewskiego)
Najwcześniejsze dowody na wędrówkę kręgowców na lądzie zostały odkryte przez polskich naukowców w Górach Świętokrzyskich. Skamieniałości sprzed ponad 400 milionów lat ujawniają, że to ryby dwudyszne były pionierami w próbach wyjścia na ląd, wyprzedzając pojawienie się czworonogów – najwcześniejszych znanych zwierząt lądowych o czterech kończynach – o 10 milionów lat.
Przełomu dokonał 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, których ewolucyjne początki sięgają około 415 milionów lat wstecz, pojawiły się najpierw w siedliskach morskich. Stopniowo adaptowały się do środowisk słodkowodnych, gdzie do dziś stanowią grupę reliktową. Ich budowa anatomiczna pozostała praktycznie niezmieniona przez tysiąclecia, co zaowocowało określeniem „żywych skamieniałości”. Niektóre gatunki przetrwały w wysychających zbiornikach wodnych, zakopując się w mule i przechodząc w stan uśpienia. Na przykład gatunki Protopterus pełzają po lądzie w poszukiwaniu wody podczas suszy.
Szczątki wczesnodewońskich ryb dwudysznych są wyjątkowo rzadkie. Pierwsze odkrycie dewońskich skamieniałości ryb w Polsce miało miejsce w pobliżu zamku Krzyżtopór w Ujeździe w 2016 roku, co zapoczątkowało szeroko zakrojone badania w tym regionie. Najnowsze badania wskazują na wcześniej nieudokumentowane ślady znalezione w tym miejscu w latach 2020-2021.
Zidentyfikowane jako Reptanichnus acutori (łac. „pełzający pionier”), ślady w Górach Świętokrzyskich oddają coś więcej niż tylko odciski płetw. Reprezentują skomplikowane wzorce ruchu, w tym ciągi ciała, ślady ogona i wgłębienia na pysku, używane przez rybę do zakotwiczenia się i ciągnięcia do przodu.
„Te odciski powstały, gdy ryba poruszała się po płytkich wodach lub po odsłoniętym osadzie, częściowo lub całkowicie poza wodą. Bez wyporności pływanie było niemożliwe, co skutkowało śladami ze wszystkich części ciała zaangażowanych w ruch” – wyjaśnia PAP współautor dr Piotr Szrek.
Skamieniałości odkryto w opuszczonych kamieniołomach piaskowca w pobliżu Ujazdu i Kopca w środkowym województwie świętokrzyskim. Ich wyjątkowy stan zachowania wynika z warstwy popiołu wulkanicznego (tufu), która szybko zatopiła ślady, chroniąc je przed erozją.
Za pomocą skanowania 3D naukowcy zrekonstruowali pełny układ tropów. Porównania ze współczesnymi afrykańskimi dwudysznymi ( Protopterus annectens ) potwierdziły, że ich wzorce pełzania ściśle odzwierciedlają ślady dewońskie obserwowane w polskich piaskowcach.
Ślady kręgowców z wczesnej kolonizacji lądu są rzadkie, udokumentowano ich zaledwie kilka w Europie i Australii. Wcześniej najstarsze ślady pochodziły ze środkowodewońskich tropów czworonogów w Górach Świętokrzyskich, również zidentyfikowanych przez zespół dr. Szreka.
„Nasze odkrycie pokazuje, że ryby dwudyszne testowały mobilność na lądzie 10 milionów lat przed czworonogami” – podkreślił dr Szrek.
Badania te podkreślają, w jaki sposób ewolucja eksplorowała wiele ścieżek adaptacji do życia na lądzie jednocześnie u różnych grup zwierząt.
Analiza wykazała, że dewońskie ryby dwudyszne często wciskały pyski w lewo, w osad, co wskazuje na dominację prawej półkuli. Jest to najwcześniejszy znany dowód lateralizacji (preferencji boczności) u kręgowców.
„Odciski pyska połączone z obrotami ciała w lewo, początkowo odnotowane w 10 śladach z Ujazdu, zostały potwierdzone przez 26 dodatkowych okazów z Ujazdu i Kopca. Ta statystycznie istotna próbka może stanowić najwcześniejszy udokumentowany przypadek lateralizacji kręgowców” – stwierdził dr Szrek.
Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska-Wujec (PAP)
ekr/ zan/ jak wyżej/
