Anomalokarid - kambryjski filtrator

Anomalokaridy uchodzą za drapieżniki stojące na końcu łańcucha pokarmowego we wczesnym paleozoiku. Często przedstawia się je jako krążące niczym rekiny, duże stawonogi penetrujące przybrzeżne wody kambryjskich mórz w poszukiwaniu ofiary, np. trylobita. Tymczasem...anomalokarid Tamisiocaris borealis z wczesnego kambru był spokojnie pływającym filtratorem, zagarniającym plankton swymi rozrośniętymi czułkami wprost do otworu gębowego, podobnie jak część współczesnych skorupiaków. Po raz kolejny pada więc sakramentalna konkluzja - jak mało wciąż wiemy o ekosystemie wczesnopaleozoicznych mórz. I to zdanie padnie pewnie jeszcze nie raz.

Anomalokaridy to jedne z bardziej fascynujących zwierząt jakie żyły w kambrze i ordowiku. Nazwa całej grupy pochodzi od rodzaju Anomalocaris odkrytego przez Walcotta w słynnym stanowisku łupków z Burgess, opisywanym pierwotnie jako fragment krewetki (a konkretnie - anomalnej krewetki). Z biegiem czasu okazało się, że ta "krewetka" to część większej całości: odnóża gębowe dużego stawonoga. Na tyle odmiennego od tego co znamy z późniejszych epok geologicznych, że dzisiaj grupa ta stanowi wymarłą rodzinę Anomalocarididae.

Z dotychczasowych ustaleń wynikało, że anomalokaridy były drapieżnikami osiągającymi prawie 1 metr długości, aktywnie szukającymi pokarmu. Z pewnością należały do nektonu, a budowa oczu anomalokaridów sugerowała, że mogły dość szybko rejestrować ruch w otoczeniu, w związku z czym mogły zapewne łatwo zmieniać kierunek płynięcia - podobnie do nieco nerwowego sposobu pływania drapieżnych rekinów. Kolejną ich charakterystyczną cechą były wspomiane już potężne odnóża gębowe, którymi być może chwytały zdobycz podając ją do okrągłego otworu gębowego, który przypomina nieco plaster ananasa z puszki.

Tamisiocaris borealis znany był już wcześniej, jako prawdopodobny anomalokarid, oznaczony jednak na podstawie niekompletnego fragmentu tegoż charakterytycznego dla anomalokaridów odnóża. Kolejna wyprawa do północnej Grenlandii przyniosła potwierdzenie jego pokrewieństwa z anomalokaridami oraz sensacyjne odkrycie, będące przedmiotem tego wpisu. Otóż, odnóża gębowe tamisiokarisa pokryte były, uwaga!, gęstym grzebieniem długich czułków z poprzecznymi włoskami. Przypominały swą budową odnóża szczętek (Euphausiacea), czyli kryli, zwane szczecinkami filtracyjnymi.

Rekonstrukcja odnóży gębowych tamisiokarisa (a) i prawdopodobna sekwencja ruchów odnóza (b) (Vinther et al., 2014).

Jak by na to nie spojrzeć, taka budowa odnóży tamisiokarisa nie czyniła z niego szczytowego drapieżnika (ang. top predator). Najpewniej tamisiokaris wachlował tymi odnóżami w ten sposób, że zagarniał wodę sprzed siebie w stronę otworu gębowego, a razem z wodą rozmaite zwierzątka, które się w niej znajdowały. Z analizy rozstawu poprzecznych rzęsek umieszczonych na wspomnianym grzebieniu wynika, że tamisiokaris żywił się mezozooplanktonem, czyli żyjątkami od 0.5 do 20 mm.

I tu dochodzimy do sedna sprawy. Po pierwsze, filtrujący anomalokarid świetnie wpisuje się w ewolucyjne adaptacje środowiskowe znane z przykładu rekinów czy waleni, które zaczynały wyłącznie jako drapieżniki. Po drugie, tempo przystosowania anomalokaridów do filtrowania już we wczesnym kambrze jest naprawdę duże, co może świadczyć o dużej presji środowiskowej. Po trzecie, tego mezozooplanktonu musiało być już we wczesnym kambrze sporo, skoro tak duże zwierząta żywiły się takim drobiazgiem.

Dieta kambryjskich filtratorów (Vinther et al., 2014)

Co zatem jadły? Z kambru, a nawet z proterozoiku znane są akrytarchy, ale ten fitoplankton jest za mały i pewnie służył za pożywienie innym, np. Vetulicolia. Pozostają zatem inne stawonogi, np. skorupiaki typu widłonogi (Copepoda). Wygląda na to, że kambr to w istocie była eksplozja życia, ale ja dodałbym jeszcze - stawonogowa eksplozja życia.

Na deser wywiad z autorem artykułu w Nature i piękne animacje tamisiokarisa.

Źródła:
Vinther, J., Stein, M., Longrich, N.R. & Harper, D.A.T., 2014. A suspension-feeding anomalocarid from the Early Cambrian. Nature, 507: 496-499.

Czytaj więcej

Ameryka i Europa znów razem? Tak, za 220 mln lat

Atlantyk ciągle rozszerza się dzięki ryftowi w Grzbiecie Środatlantyckim, a jego brzegi podawane są jako przykład pasywnych krawędzi oceanu. Obie Ameryki odsuwają się od Europy i Afryki ze średnią prędkością 2-3 cm rocznie. Jednocześnie Ameryki najeżdżają na płytę oceaniczną Pacyfiku, która wsuwa się pod nie, na ich zachodnich wybrzeżach. Ta gigantyczna strefa subdukcji odpowiedzialna jest za wypiętrzenie Kordylier amerykańskich (łącznie z Andami). Teoretycznie więc, Atlantyk mógłby rozrastać się aż do momentu skonsumowania Pacyfiku w strefach subdukcji. Wtedy do Ameryki mielibyśmy prawie tak daleko jak do Japonii. Z ostatnich obserwacji wynika jednak, że u wybrzeży Portugalii tworzy się nowa strefa subdkcji, która zacznie konsumować Atlantyk. Europa znów połączy się z Ameryką.

Proces spontanicznego tworzenia się stref subdukcji, czyli miejsc, gdzie jedna płyta litosferyczna wsuwa się pod inną, nie jest do końca poznany. Szczególnie trudno było znaleźć współczesne miejsca, gdzie pasywne krawędzie płyt zamieniałyby się w aktywne. Jednym z miejsc podejrzewanych o zachodzenie takiego procesu były wschodnie wybrzeża Atlantyku w rejonie Cieśniny Gibraltarskiej. Obszar ten jest szczególny, gdyż leży na granicy płyty afrykańskiej i euroazjatyckiej, które zbliżają się do siebie. Efektem zbliżenia jest łańcuch alpejski, ciągnący się od Maroka po Himalaje. Polski odcinek Alpidów to oczywiście Karpaty.

Płyty tektoniczne Ziemi. Zwróć uwagę na pasywne krawędzie Atlantyku oraz nasunięcia w rejonie Gibraltaru (fig. NASA)

W przeszłości pomiędzy płytą afrykańską a euroazjatycką rozciągał się tzw. ocean Tetydy, a pozostałością po Tetydzie są dzisiejsze morza, Śródziemne i Czarne oraz wypiętrzone osady morskie Tetydy w postaci wspomnianego już łańcucha Alpidów. Tetyda była też oceanem, po którym przemieszczała się płyta Dekanu, zanim zderzyła się z Azją wypiętrzając Himalaje. Oprócz Dekanu, na obszarze Tetydy znajdowało się mnóstwo innych, pomniejszych płyt kontynentalnych, które wpychały się na płyty afrykańską i euroazjatycką, wraz z zamykaniem się Tetydy.

Zachodnia część Morza Śródziemnego. Poziome kreski szrafury oznaczają skorupę oceaniczną, pozostałość oceanu Tetydy. Widoczny jest też bardzo wyraźnie wkraczający w Atlantyk nasunięcie łuku Gibraltaru (wg Oggiano et al., 2009)

Z analiz współczesnych ruchów tektonicznych wynika, że Tetyda wciąż jest jeszcze żywa i wciąż się zamyka. Alpidy nadal wypiętrzają się a płyty afrykańska i euroazjatycka zbliżają się do siebie. Oceaniczna skorupa Tetydy wsuwa się pod obie płyty kontynentalne, Afryki i Eurazji, nasuwając na przedpole wspomniane mikropłyty. Rezultatem tych ruchów są częste trzęsienia Ziemi, np. w Turcji oraz liczne wulkany na Morzu Śródziemnym. Szczególnym miejscem jest zachodnia część Morza Śródziemnego - Morze Alborańskie, gdzie występuje struktura tektoniczna opasująca Góry Betyckie w Hiszpanii, Gibraltar oraz Góry Atlas w Maroku. Wszystkie te górotwory tworzące wygięty ku zachodowi łuk, to efekt nasuwania się bloku alborańskiego Tetydy na Iberię i pn. Afrykę. Mamy zatem miejsce, gdzie jeden z mikrokontynentów Tetydy graniczy z pasywną krawędzią Atlantyku! Jest to tzw. łuk Gibraltaru.

Scenariusze rozwoju strefy subdukcji w Atlantyku wg Duarte et al. (2013)

Aktywność tektoniczna łuku Gibraltaru dała znać o sobie w słynnym trzęsieniu Ziemi, o magnitudzie powyżej 8.5 w skali Richtera, które zrujnowało Lizbonę w 1755 r. Kolejne miało miejsce w 1969 r. Jak się okazuje, związane jest to z migracją łuku Gibraltaru na zachód (Duarte et al., 2013). Ta migracja powoduje nasuwanie się płyty alborańskiej na oceaniczną płytę atlantycką. Innymi słowy, dno Atlantyku schodzi pod łuk Gibraltaru i mamy gotową subdukcję dotąd pasywnej krawędzi Atlantyku. Scenariusze na przyszłość są dwa: w jednym łuk Gibraltaru ekspanduje w stronę Atlantyku, a w drugim, zamiera, lecz na Atlantyku otwiera się nowa strefa subkdukcji. Jest jeszcze trzecie wyjście, kombinacja obu scenariuszy. Tak czy owak, wyliczono, że Iberia może dobić do Ameryki w ciągu najbliżych 220 mln lat, przy założeniu ciągłej subdukcji Atlantyku pod łuk Gibraltaru.

Mapa geologiczna regionu alborańskiego - łuku Gibraltaru (wg Calvert et al., 2000)

Na zakończenie dodam jeszcze, że cykl powstania-otwierania-ekspansji-zamykania i wypiętrzania oceanu nazywa się cyklem Wilsona i właśnie jesteśmy świadkiem przechodzenia Atlantyku z fazy ekspansji do fazy powolnego zamykania. No chyba, że będzie inaczej, ale pogadamy o tym za 220 mln lat.

Źródła: 
Fotografia w nagłówku: Gibraltar  Photo Credit: flavijus via Compfight cc

Calvert, A., Sandvol, E., Seber, D., Barazangi, M., Roecker, S., Mourabit, T., Vidal, F., Alguacil, G., & Jabour, N. (2000). Geodynamic evolution of the lithosphere and upper mantle beneath the Alboran region of the western Mediterranean: Constraints from travel time tomography Journal of Geophysical Research, 105 (B5) DOI: 10.1029/2000JB900024

Duarte, J., Rosas, F., Terrinha, P., Schellart, W., Boutelier, D., Gutscher, M., & Ribeiro, A. (2013). Are subduction zones invading the Atlantic? Evidence from the southwest Iberia margin Geology DOI: 10.1130/G34100.1

Czytaj więcej

Dlaczego woda w Chorwacji jest tak czysta?

Wody chorwackiego wybrzeża słyną ze swej przejrzystości. Każdy kto przybył tam pierwszy raz nie może nadziwić się, że woda w morzu może być tak czysta. A kto choć raz spróbował tam nurkowania, ten nie zapomni podwodnych wrażeń do końca życia. Chorwacja jest pod tym względem wyjątkiem, nie tylko w skali Adriatyku, ale także w skali Europy czy nawet świata. Dlaczego jednak włoskie wybrzeże po drugiej stronie Adriatyku już nie ma tak przezroczystej wody? Wszystko dzięki bardzo niskiej produkcji organicznej w toni wodnej, odpowiedniej szerokości geograficznej oraz typowi wybrzeża. 

Woda w Morzu Śródziemnym jest słona, o wiele bardziej słona niż w Bałtyku. Mało tego, Morze Śródziemne należy do najbardziej zasolonych mórz świata (nie wliczam tu oczywiście słonych jezior nazywanych morzami, np. Morze Martwe). Średnie zasolenie mórz na świecie wynosi ok. 3.5%, tymczasem w Morzu Śródziemnym sięga 4.0%. I to właśnie południowa część Adriatyku jest jedną z najbardziej zasolonych części Morza Śródziemnego. Nieco bardziej zasolone jest tylko miejscami Morze Czerwone (do 4.1%). Dla porównania - woda powierzchniowa w Bałtyku ma ok. 1% soli, a w Zatoce Botnickiej zaledwie 0.5%. Oczywiście, w takiej bardzo słonej wodzie Morza Śródziemnego żyją różne organizmy tolerujące wysokie zasolenie (euhaloby) i samo zasolenie nie jest wyłącznym powodem czystości wód chorwackiego wybrzeża. Powodem jest wysoka temperatura słonych wód powierzchniowych i związana z nią cyrkulacja tychże wód.

Zasolenie oceanów - Morze Śródziemne jest jednym z najbardziej zasolonych mórz świata (bordowe kolory na skali po prawej) (fig. NASA)

Woda w Morzu Śródziemnym nagrzewa się bardzo mocno. We wschodniej, lewantyńskiej części Morza, temperatura wody na powierzchni przekracza 30^oC. Tak wysoka temperatura powoduje, że woda odparowywuje a zasolenie wzrasta. Teoretycznie, słona, cięższa woda powinna opadać na dno, wywołując pionowe mieszanie się wód (cyrkulacja termohalinowa), ale ciężar słonej powierzchniowej wody w Morzu Śródziemnym kompensowany jest przez jej wysoką temperaturę. Ta słona, gorąca woda utrzymuje się na powierzchni, rozprzestrzeniając się po całym basenie. Przypowierzchniowa, bardzo słona woda dość szybko staje się jałowa, pozbawiona składników pokarmownych. Po pierwsze, dlatego, że brak jest dostawy tych składników z wód dennych (brak mieszania się wód), a po drugie, do Basenu Lewantyńskiego wpływa w zasadzie jedna duża rzeka - Nil. Ale Nil nie niesie ze sobą zbyt wielu składników pokarmowych, szczególnie od czasu wybudowania tamy w Asuanie. Zasadniczo, Nil nie użyźnia w żaden sposób wód Morza Śródziemnego. Wschodnie części Morza Śródziemnego wyróżniają się prawie zupełnym brakiem pierwotnej produkcji organicznej.

Produkcja organiczna w Basenie Lewantyńskim jest prawie na poziomie pustyni (fig. NASA)

Te słone, skąpożywne (oligotroficzne) wody Basenu Lewantyńskiego wpływają do Adriatyku. Układ prądów sprawia, że płyną one na północ wzdłuż wybrzeża chorwackiego, z czasem ochładzając się i grzęznąc dopiero w okolicach Wenecji. Tutaj, schłodzone wody denne spływają ku południowi, wzdłuż wybrzeża adriatyckiego Włoch, razem z wodami odprowadzanymi przez Pad - jedyną większą rzekę Adriatyku. To właśnie wzdłuż włoskiego wybrzeża dochodzi do mieszania wód i wzbogacania wody morskiej w składniki pokarmowe, co owocuje wyższą produkcją organiczną. Jednym z dodatkowych czynników prowadzących do mieszania wód (pogrążania słonej wody lewantyńskiej) są zimne wiatry wiejące zimą od strony lądy. W Chorwacji wiatr ten nazywa się bora. Bora chłodzi wody powierzchniowe, które jednak wypływają z Adriatyku wzdłuż włoskiego wybrzeża.

Układ prądów w Adriatyku. Czerwone strzałki to ciepłe, słone wody powierzchniowe; niebieskie, zimniejsze wody denne. Jak widać, słone wody powierzchniowe, pozbawione składników odżywczych płyną na północ wzdłuż wybrzeża chorwackiego. Schłodzone, wracają wzdłuz włoskiego wybrzeża (fig. Tomobe03 CC-SA)

Oczywiście wody oligotroficzne są bardziej przejrzyste od wód z wyższą produkcją organiczną, np. mezotroficznych. W przypadku Basenu Lewantyńskiego, produkcja organiczna jest tak mała, że mówi się nawet o superoligotrofii. Stąd taka czysta, przejrzysta woda. To mniej więcej tak jak porównanie widoczności na pustyni podczas słonecznej pogody, do widoczności w dżungli.

Porównanie produktywności w Adriatyku na włoskim i chorwackim wybrzeżu (im ciemniejszy granat, tym mniej chlorofilu w wodzie) (fot. NASA, domena publiczna)

Pozostaje jeszcze kwestia rodzaju wybrzeża. Chorwacja ma skaliste wybrzeże, pozbawione bogatej szaty roślinnej i przy okazji pozbawione gleb. Z takiej nagiej skały niewiele może zostać spłukane czy też wywiane do wody. Odwrotnie jest po włoskiej stronie, gdzie z lądu wypłukiwane i wywiewane są składniki gleby, które użyźniają wody powierzchniowe, umożliwiając fitoplanktonowi rozwój, a wraz z nim kolejnym oragnizmom w łańcuchu pokarmowym.

Roczny poziom produkcji organicznej w Morzu Śródziemnym. We wschodniej części (Basenie Lewantyńskim) produkcja pierwotna jest niewiele większa od zera, pomimo delty Nilu w pobliżu (fig. Antoine et al., 1995).

No i na koniec, pozostaje do omówienia działalność człowieka, główne źródło zanieczyszczeń. Wybrzeże dalmatyńskie ma pod tym względem szczęście. Obecnie prawie cały przemysł Chorwacji znajduje się na północy kraju, w Slawonii czy okolicach Zagrzebia. A to już dorzecze Dunaju, który spływa do Morza Czarnego.

Źródła:
MERF (Marine Fertilization)
Antoine, D., Morel, A. and André, J.M., Algal pigment distribution and primary production in the Eastern Mediterranean as derived from Coastal Zone Color Scanner observations. Journal of Geophysical Research., 100: 16193-16209,1995.
Nagłówek:  Photo Credit: Let Ideas Compete via Compfight cc

Czytaj więcej

Yersinia pestis udaremniła odbudowę Cesarstwa Rzymskiego

Dżuma, która zdziesiątkowała Cesarstwo Bizantyńskie za czasów cesarza Justyniana spowodowana była przez bakterię Yersinia pestis. Tak wynika z analizy szkieletów ofiar tej epidemii z VI w., w których znaleziono DNA tej Gram ujemnej bakterii. Co prawda, już wcześniej podejrzewano, że to właśnie jersinia jest odpowiedzialna za dżumę Justyniana, ale teraz mamy dowody wprost. Natomiast nowym faktem, który może zmienić interpretację źródła justuniańskiej dżumy, jest jej pochodzenie. Pałeczki jersinii pochodziły z Azji. Prawdopodobnie była to odmiana wyjściowa do mongolskiej jersinii z XIV w.

Dżuma Justyniana należy do 10 największych plag, które nawiedziły ludzkość. Epidemia czarnej śmierci przypadła akurat w okresie, kiedy cesarz Bizancjum Justynian I Wielki odbijał z rąk plemion germańskich Italię. W roku 541 n.e. Imperium Bizantyńskie miało szansę na odbudowę Cesarstwa Rzymskiego w dawnych granicach, łącznie z prowincjami zachodniorzymskimi. Jednak dżuma, która nawiedziła Konstantynopol zdziesiątkowała jego ludność, zabijając po kilka tysięcy osób dziennie w samej tylko stolicy. W 543 r. dżuma Justyniana sięgała już granicy francusko-niemieckiej. Justynianowi, który o mały włos sam nie padł ofiarą dżumy, nie udało się utrzymać władzy w prowincjach zachodniorzymskich. Dżuma wdarła się do Europy, a Italia najechana przez Longobardów podzielona została na niewielkie królestwa.

Justynian I Wielki - cesarz Bizancjum uznany za świętego obrządku wschodniego. Tu na mozaice z kościoła w Rawennie (fot. Sebastia Giralt).

Szacuje się, że epidemia dżumy, która w granicach starożytnego Rzymu trwała do połowy VIII w. pochłonęła ponad połowę jej populacji ludzkiej. Europa zmieniła swe oblicze, w jej sercu pojawiły się ludy, które wcześniej były na jej obrzeżu. Zbieżność dat dżumy Justyniania i czasu występowania tzw. pustki osadniczej na ziemiach polskich jest uderzająca. W osadach badanych przez archeologów notuje się brak wartsw kulturowych związanych z osadnictwem w okresie od ok. 450 do 650 r. n.e. Bezpośrednią przyczyną był najazd Hunów i wojny w imperium Hunów po śmierci Atylli, ale te 200 lat pustki mogło być również spowodowane szalejącą w Europie czarną śmiercią. Na wyludnione tereny wkroczyły plemiona słowiańskie a osłabione Bizancjum nie było w stanie powstrzymać ich pochodu przez Bałkany.

Nowe dane uzyskane z analizy szczątków ludzkich potwierdzają, że dżuma związana była z Gram ujemną pałeczką Yersinia pestis (Harbeck et al., 2013). Ponadto szczegółowa analiza DNA doprowadziła do wniosku, że starożytna jersinia pochodziła z Azji, a nie, jak wcześniej sugerowano, z Afryki. Azjatycka odmiana jersinii odpowiada także za epidemie dżumy z czasów najazdów mongolskich w XIV w. oraz XIX-XX w. epidemii, która rozpoczęła się w Chinach w 1850 r.

Pozycja jersini z dżumy Justyniana na drzewie filogenetycznym (niebieski kwadracik). Żółte kwadraciki, to pozycja filogenetyczna jersini z dżumy XIV-wiecznej. Skróty: ANT-antiqua; MED-mediaevalis; ORI-orientalis oznaczają współcześnie wyróżniane typu pałeczek dżumy (wg Harbeck et al., 2013)

DNA jersini otrzymano metodą reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR). Dzięki temu ustalono genotyp pałeczki Y. pestis obecnej w szkieletach z czasów Justyniana. Z analizy filogenetycznej wynika, że bakteria należy do wczesnej linii rozwojowej jersini, która odpowiada również za epidemię XIV w. zaliczanej do typu antiqua.

Zanim dopadnie nas kolejna epidemia dżumy, warto pamiętać, że jersinia to nie tylko pałeczki dżumy. W Polsce można się zakazić Yersinia enterocolitica, która bywa w mięsie wieprzowym. Coraz częściej dochodzi do zakażeń tą bakterią, które mogą prowadzić do przewlekłych chorób autoimmunologicznych. Bakteria ta jest tym bardziej groźna, że póki co, w Polsce nie ma obowiązku badania mięsa na obecność jersinii. Bodaj wszystkie gatunki Yersinia wytrzymują niskie temperatury, a nawet zamrażanie. Jedynym sposobem żeby je zabić jest dostatecznie wysoka temperatura podczas długotrwałego gotowania lub smażenia.

Źródła:
Harbeck, M., Seifert, L., Hänsch, S., Wagner, D., Birdsell, D., Parise, K., Wiechmann, I., Grupe, G., Thomas, A., Keim, P., Zöller, L., Bramanti, B., Riehm, J., & Scholz, H. (2013). Yersinia pestis DNA from Skeletal Remains from the 6th Century AD Reveals Insights into Justinianic Plague PLoS Pathogens, 9 (5) DOI: 10.1371/journal.ppat.1003349

fot. w nagłówku - Hagia Sophia ufundowana przez cesarza Justyniana  Photo Credit: Sr. Samolo via Compfight cc

Czytaj więcej

Alpejskie lodowce znikają na naszych oczach

Połowa kwietnia, w Alpach jeszcze ponad 3 metry śniegu a tu niespodzianka. W 2012 roku 98% austriackich lodowców znacznie stopniało. Najwięcej cofnął się, leżący w masywie Grossglockner, lodowiec Pasterze - ponad 97 metrów. To dotychczasowy rekord rocznego topnienia lodowców w austriackich Alpach.

Wnioski oparto na pomiarach rozmiarów 95 lodowców. Spośród nich, 93 lodowce cofnęły się średnio o 17.4 metra a tylko 2 nie zmieniły swoich rozmiarów. Rekordowy wynik zaniku lodu odnotowano na wspomianym już lodowcu Pasterze - 97.3 metra, co jest największym cofnięciem się lodowca od czasu rozpoczęcia pomiarów w 1879 roku. Poprzednio notowano znacznie mniej, pomiary mieściły się w granicach -24.7 do -40.3 metra. Z pozostałych lodowców, lodowiec Gepatschferner w dolinie Kaunertal cofnął się o 72.7 metra a Waxeggkees o 52 metry.

Zanik lodowca Waxeggkees widoczny na zdjęciach z lat 1929-2012 (wg www.gletscherarchiv.de)

Dla porównania, w 2011 roku austriackie lodowce cofnęły się średnio o 17 metrów; w 2010, tylko o 14 metrów. Powody cofania się lodowca, generalnie rzecz biorąc, ograniczają się do jednego: więcej stopniało latem niż napadało zimą. Austriackie Towarzystwo Alpejskie uważa, że stoi za tym wzrost średniorocznych temperatur. Okazuje się, że nawet zwiększone opady śniegu nie niwelują wzrostu temperatur. Zima 2011/12 była cieplejsza o 1.3^oC od średniej długoterminowej, a lato o 2.2^oC.

Szwajcarskie lodowce Tschierva i Roseg też topnieją (wg www.gletscherarchiv.de)

Bardzo pouczające jest przestudiowanie wykresu pokazującego ruch lodowców od 1879 r. (rysunek poniżej). Widać, że tempo cofania się lodowców stale się zwiększa. Jedynie w latach 1970-1991 mieliśmy częściowy przyrost lodu w Alpach. Pewnym pocieszeniem dla miłośników lodu może być ogólny trend spadkowy tempa cofania się lodowców alpejskich notowany w ciągu ostatnich 20 lat.

Tempo cofania się lodowców w Alpach (na czerwono). Niebieski oznacza przyrost, szary - brak zmian (wg OeAV)

Prognozy są takie, że lodowce nadal będą znikać w Alpach w podobnym tempie. Być może jesteśmy ostatnim pokoleniem, które doświadczy ich obecności. Oczywiście, ciekawe jak na tym tle zapisze się rok 2013, który, przynajmniej z polskiej perspektywy, zaczął się bardzo mroźnie i śniegowo.

---------
ps. lodowiec Pasterze czyta się paster-ze ;)

Źródła:
Oesterreichischer Alpenverein (OeAV) - Starker Gletscherrückgang in Österreich
[html] [pdf]

Das Gletscherarchiv

fot. w nagłówku: lodowiec Pasterze - widoczna tablica wskazująca pozycję lodowca w 1980 r. Photo Credit: Joachim Götz via Compfight cc

Czytaj więcej

Zakwity sinic w Bałtyku - skąd się biorą i jak z nimi walczyć

Zakwity toksycznych sinic w Bałtyku to niestety norma. Ich częstotliwość rośnie z roku na rok. Ostatnio jednak pojawiła się nadzieja na zmianę tej sytuacji. Szwedzi mają pewien pomysł, który może uratować Bałtyk i uwolnić go nie tylko od sinic, ale także od ogólnej dewastacji ekologicznej. Pomysł, dość prosty w swej istocie, jest jednak kontrowersyjny i nie do końca wiadomo, jaki będzie efekt. Wydaje się jednak, że nie ma co zwlekać z ratowaniem Morza Bałtyckiego. To przecież jedno z najbardziej zanieczyszczonych mórz świata, a jego dno przypomina stale powiększającą się pustynię ekologiczną. Brak wymiany wód dennych z powierzchniowymi sprzyja stopniowej eutrofizacji naszego morza i okresowym zakwitom sinic. Z czego to się bierze?

Niezależnie od naszego umiłowania Bałtyku i jego plaż, trzeba podkreślić, że Bałtyk posiada największą na świecie strefę pozbawioną życia - spowodowaną działalnością człowieka. Jest to przydenna strefa zubożona w tlen, za to przepełniona składnikami odżywczymi, które opadły na dno i nie mogą się stamtąd wydostać. Mówiąc dosadnie - takie podmorskie szambo. Uwięzione na beztlenowym dnie składniki odżywcze to głównie azot i fosfor pochodzące ze ścieków oraz nawozów sztucznych dostających się do morza rzekami. Polska niestety jest jednym z głównych trucicieli Bałtyku. W liczbach wygląda to tak - w ciągu ostatnich 50 lat do Bałtyku wpuszczono łącznie 20 milionów ton azotu oraz 2 miliony ton fosforu. 

Każdy kto uprawiał jakąś roślinkę, wie, że drobinka "azofoski" wystarczy, żeby roślinka wybujała. Tak też dzieje się z sinicami w Bałtyku, które ochoczo korzystają z nadmiaru azotu i fosforu. Sinice nazywane też cyjanobakteriami, należą, podobnie jak rośliny, do organizmów samożywnych. Są to jedne z najstarszych organizmów na Ziemi zaliczanych obecnie do królestwa bakterii. Oprócz światła słonecznego, do życia potrzebują też składników odżywczych, przede wszystkim fosforu. Ponieważ nie są osamotnione w wyścigu do światła i pożywienia, zakwitają głównie wtedy gdy następują warunki im sprzyjące - ciepła, stagnująca woda przypowierzchniowa. Tak zdarza się najczęściej latem. Na domiar złego - bałtyckie sinice potrafią być toksyczne, także dla ludzi.

Zdjęcie satelitarne Bałtyku z zakwitem sinic
(fot. trojmiasto.pl)

Co roku, zielony dywan sinic pokrywa bałtyckie plaże. Kiedy zakwit sinic się kończy, obumarłe organizmy opadają na dno i rozkładając się zużywają resztki pozostałego tam tlenu. W pozbawionych tlenu wodach dennych nie może przeżyć żaden tlenowy organizm, np. ryby czy mięczaki. Rybacy określają to wdzięcznym terminem - przyducha. Dno staje się pozbawione życia, a strefa beztlenowa rozprzestrzenia się. Wiele gatunków fauny Bałtyku, np. dorsz, ma coraz mniej miejsca do życia. W ciągu ostatniego dziesięciolecia, co roku w Bałtyku występuje ok. 60 tys. km² dna pozbawionego tlenu. To powierzchnia kilku polskich województw całkowicie pozbawionych życia.

Problem przydennych wód beztlenowych (anoksycznych) pojawia się ostatnio coraz częściej w naukowych opracowaniach i mediach, głównie za sprawą rosnących temperatur mórz i oceanów. Ciepłe wody przyspieszają rozkład gnijących sinic ograniczając jednocześnie natlenianie wód przypowierzchniowych. W wodach anoksycznych dochodzi do szybszego uwalniania fosforu, a niski poziom tlenu zatrzymuje denitryfikujące bakterie w osadzie powodując wzrost zawartości azotu. Koniec końców, prowadzi to do kolejnego zakwitu, który powiększa zawartość fosforu i azotu na anoksycznym dnie i powstania samonapędzającej się spirali następnych zakwitów sinicowych.

Za sprawą szwedzkich geoinżynierów pojawił się ostatnio pomysł na ograniczenie strefy beztlenowej w Bałtyku. Szwedzi stwierdzili, że wystarczy po prostu pompować tlen na dno Bałtyku. Spowoduje to także mieszanie się wód i zahamuje proces denitryfikacji w osadzie. Czyli mechanizm podobny do tego stosowanego w agrotechnice, z tym, że teraz dotleniać będziemy dno bałtyckie, tzn. Szwedzi będą dotleniać. Chcą wykorzystać do tego ok. 100 pomp, które będą wtłaczać natlenioną wodę z ok. 50 m, wgłąb na głębokość ok. 125 m przez kilkanaście lat. Całość ma kosztować co najmniej 200 mln euro (patrz Stigebrandt & Gustafsson, 2007).

Obliczono, że potrzeba od 2 mln do 6 mln ton tlenu, żeby podnieść natlenienie dna Bałtyku powyżej poziomu dla wód uznawanych za zubożone w tlen, czyli powyżej 2 mg na litr. W 2009 roku Szwedzi wydali już prawie 4 mln dolarów na pilotażowy program. Okazało się, że rzeczywiście można w ten sposób natlenić dno Morza Bałtyckiego. Pojawiły się jednak pewne zagwozdki, sprawiające, że cały projekt coraz częściej określa się mianem kontrowersyjnego.

Przede wszystkim, takie pompowanie narusza naturalną cyrkulację termohalinową czyli opadanie cięższych, słonych wód na dno. Pompowane wody powierzchniowe są mniej zasolone. Są też cieplejsze, co może spowodować podniesienie temperatury wód dennych nawet do ok. 8^oC. To z kolei też stymuluje rozwój sinic, a więc stać się może odwrotnie do zamierzonego efektu. Nie wspominając już o wtłoczonych przypadkowo, wbrew ich woli, organizmach wód przypowierzchniowych, które nagle znajdą się na dnie. Jak na razie, najlepsze rezultaty osiągnięto dotleniając dna niewielkich jezior, jednocześnie wiążąc chemicznie fosfor na ich dnie. W Polsce także prowadzono podobne eksperymenty na Jeziorze Kortowskim czy sztucznym zbiorniku w Turawie. Powodzenie areacji dna jezior zachęciło Szwedów do działania na szerszą skalę w Bałtyku.

To jednak nie koniec zastrzeżeń wobec projektu. Natlenienie dna Bałtyku w ciągu najbliższych kilkunastu lat w dość gwałtowny sposób pociągnąć może za sobą łańcuch niekontrolowanych zdarzeń, których nie jesteśmy w stanie w tej chwili przewidzieć. Trochę przypomina to sytuację z pogranicza proterozoiku i kambru związaną z zagospodarowaniem dna morskiego przez organizmy penetrujące w osadzie. Wtedy ten proces przebiegał przez miliony lat i ostatecznie doprowadził, jak się wydaje, do eksplozji życia kambryjskiego. W Bałtyku mamy jednak nieco inną sytuację. Organizmy penetrować będą w dnie, które zawiera mnóstwo zanieczyszczeń typu DDT czy polichlorowane bifenyle (PCB). Dla przypomnienia - DDT to popularny środek owadobójczy, zaś PCB stosuje się głównie do produkcji smarów. Największe obawy może budzić PCB, który jest rakotwórczy i najwięcej znajduje się go właśnie w rybach z Bałtyku. Natlenienie dna spowodować może uwolnienie tych substancji i chyba nie muszę rozwijać co to będzie oznaczać dla bałtyckiego rybołówstwa.

Plan redukcji strefy minimum tlenowego w Bałtyku (wg Conley, 2012)

Cóż zatem robić? Jeśli pozostawimy Bałtyk samemu sobie, to pod koniec wieku 1/4 jego powierzchni będzie pustynią ekologiczną. Wtedy pewnie w ogóle nie zanurzymy palca w wodzie, bo kożuch sinicowy może występować całe lato. Szwedzi zakładają, że przy pomocy pomp uda im się ograniczyć "strefę śmierci" do ok. 40 tys km² w 2100 roku.

Przeciwnicy stosowania pomp uważają, że lepiej zacząć od redukcji zanieczyszczeń odprowadzanych do Bałtyku. Ostatnio udało się ograniczyć udział fosforu o ok. 30 tys ton rocznie i azotu o ok. 400 tys ton. Zakłada się obniżenie do 2016 roku poziomu fosforu do 42% obecnego poziomu oraz azotu do 18%, tak, by już w 2021 móc ogłosić zadowalający status ekologiczny Bałtyku.

Tytułem końcowej refleksji - przykład z pompami pokazuje, że część inżynierów nie wyszła z piaskownicy. Nie widzą skomplikowanej sieci powiązań i złożoności biotopów morskich. To nie jest maszyna skonstruowana wg określonego wzoru, tylko wynik wielu przypadkowych procesów i bardzo trudno jest odtworzyć stan sprzed jakiegoś okresu. To taka droga jednokierunkowa, gdzie nie można zawrócić. Można tylko zwolnić. Ja wierzę w redukcję zanieczyszczeń i naturalny powrót do czystego Bałtyku, który sam będzie ewoluował zgodnie ze zmianami zachodzącymi w środowisku przyrodniczym. Może lepiej już nie majstrować więcej.

Źródła:
Daniel J. Conley (2012). Save the Baltic Sea Nature DOI: 10.1038/486463a
Stigebrandt A, & Gustafsson BG (2007). Improvement of Baltic proper water quality using large-scale ecological engineering. Ambio, 36 (2-3), 280-6 PMID: 17520945

fot w nagłówku: Autor: thewamphyri CC-BY-SA

Czytaj więcej

Ekstremalnie miniaturowe mamuty z Krety

Najnowsze analizy materiału kostnego z północno-wschodnich krańców Krety wskazują, że na wyspie tej występowały ekstremalnie małe mamuty. Mamuty z Krety są wspaniałym przykładem miniaturyzacji wyspowej. Jednocześnie uświadamiają nam, że jeszcze nie tak dawno w rejonie Morza Śródziemnego roiło się od różnej maści słoniowatych.

Nie tak dawno, w tym przypadku oznacza plejstocen, czyli okres od ok 2,5 mln do 12 tys. lat temu. Plejstocen nazywany też epoką lodowcową większości kojarzyć się może właśnie z mamutami, nosorożcami włochatymi oraz słoniami leśnymi. Mamuty, ze względu na przypisywane im spektakularne rozmiary, dość często pojawiają się w mediach i chyba każdy je kojarzy właśnie z plejstocenem.

Znaleziska kości kreteńskich słoniowatych traktowano przez ostatnie 100 lat z podobnym podejściem. Ponieważ reprezentowały one stosunkowo małe osobniki, zaliczano je do gatunków wymarłych słoni leśnych (Palaeoloxodon antiquus). Słonie leśne były dość popularne w Europie południowej przez cały plejstocen. Najdłużej utrzymały się na jednej z greckich wysp - Tilos, gdzie żyły jeszcze 4 tys lat temu (starożytni Egipcjanie stykali się z nimi)! Ogólnie rzecz biorąc, słonie leśne były duże, większe od obecnych słoni prawie dwukrotnie, ale bardzo często obserwowano ich skarłowaciałe gatunki, występujące na rozlicznych wyspach Morza Śródziemnego. Do tego worka, miniaturowych słoni leśnych, wrzucono kości z Krety, które zaklasyfikowano jako Palaeoloxodon creticus.

Najczęściej tak wyobrażamy sobie mamuty (rys. J. Smit, domena publiczna)

Mamuty podobnie jak słonie leśne, są typowe dla plejstocenu, jednak ich rozprzestrzenienie było znacznie większe. Występowały na całym przedpolu lodowca od Ameryki Płn., przez Azję do Europy. W rzeczywistości nie były sporo większe od słoni leśnych, ale trochę tak. Znano też przykłady karłowatych form mamutów. Do tej pory za najmniejszego mamuta uważano odkrytego na Sardynii Mammuthus lamarmorai (Palombo et al., 2012).

Nasz grecki bohater, od teraz Mammuthus creticus, był jednak znacznie mniejszy od mamuta z Sardynii. Mniej więcej o połowę. Dorosły osobnik miał ok. 1 metra wysokości w kłębie (tyle co dwu-trzyletnie dziecko) i ważył ok. 300 kg (taki trochę kucyk pony). Jest więc najmniejszym znanym mamutem, porównywalnym wielkością do najmniejszych słoni leśnych (Herridge & Lister, 2012).

Lokalizacja (a) i skamieniałości M. creticus (d-f).
Na fot. (d) i (e) widać dolny ząb trzonowy, fot. (f) to kość udowa. Zwróć uwagę na skalę (za: Herridge & Lister, 2012)

Jak pisałem we wstępie, jest to piękny przykład miniaturyzacji wyspowej. Autorzy piszą nawet, że jest to "ekstremalna miniaturyzacja". Prawdopodobnym przodkiem tego miniaturowego mamuta mógł być albo Mammuthus meridionalis albo Mammuthus rumunus. Pierwszy z nich żył w Europie od początku plejstocenu i wymarł 800 tys. lat temu. Gdyby przodkiem okazał się M. rumunus, mogłoby to oznaczać, że dotarł on na Kretę już 3,5 mln lat temu - jeszcze w pliocenie. Wystarczająco dawno, żeby zmniejszyć się do rozmiarów kucyka pony. Miniaturowy mamut z Sardynii razem z mamutem z Krety reprezentują dwie osobne linie miniaturyzacji mamutów (trochę to brzmi, jak opis linii do produkcji mikroprocesorów).

Kiedy więc będziemy oglądać "Epokę lodowcową 4 lub 6" pamiętajmy, że zanim 250 tys lat temu pojawił się olbrzymi mamut włochaty (Mammuthus primigenus), w Europie mieliśmy całą plejadę miniaturowych słoniowatych.

Źródła:
Obraz w nagłówku: Kromaniończyk w jaskini, Charles R. Knight (domena publiczna)


Herridge, V., & Lister, A. (2012). Extreme insular dwarfism evolved in a mammoth Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences DOI: 10.1098/rspb.2012.0671

Palombo, M., Ferretti, M., Pillola, G., & Chiappini, L. (2012). A reappraisal of the dwarfed mammoth Mammuthus lamarmorai () from Gonnesa (south-western Sardinia, Italy) Quaternary International, 255, 158-170 DOI: 10.1016/j.quaint.2011.05.037

Czytaj więcej

O tym, jak spotkać minoga w Polsce

Minogi należą do jednych z najbardziej zagrożonych wyginięciem kręgowców w Polsce. Wędkarze uważają je za ryby. Można je także znaleźć w atlasie ryb Polski, tymczasem z rybami mają one niewiele wspólnego. Może tylko płetwę grzbietową i wygląd przypominający węgorza. Minogi, w przeciwieństwie do ryb, nie posiadają ani prawdziwej czaszki, ani żuchwy (szczęk). Są zatem bezżuchwowcami (bezszczękowcami, Agnatha), zaś współczesne ryby, wszystkie bez wyjątku, to szczękowce czyli Gnathostomata. Minogi nie mają też ości tak jak ryby kostne. Mają za to chrzęstny szkielet, nieco podobny do ryb chrzęstnych (np. rekinów) i tylko kilka luźnych płytek w okolicach otworu gębowego, które tworzą namiastkę chrzęstnej puszki mózgowej. Należą do najstarszej linii ewolucyjnej kręgowców (Vertebrata) zwanej Hyperoartia (Janvier, 1997).

Minóg strumieniowy znaleziony w Kierdonce k/Barda.
Widać dwie, niezrośnięte płetwy grzbietowe nieco nachodzące na siebie (czerwony pasek).

W ostatnim tygodniu kwietnia udało nam się natknąć na te zwierzątka w potoku Kierdonka (dopływ Czarnej Staszowskiej) niedaleko Barda (gmina Łagów, woj. świętokrzyskie). Minogi, które o tej porze wypływają składać jaja, wypatrzył Sławomir Bober. Na podstawie pobieżnych obserwacji stwierdziliśmy, że był to minóg strumieniowy (Lampetra planeri). 9 lat wcześniej, także w Górach Świętokrzyskich, w bezimiennym dopływie Belnianki tarło minogów obserwował Michał Stachacz:

W bardzo czystym potoku ze żwirowatym dnem minogi dobierały się w pary i wykopywały jamki unosząc ziarna żwiru pyszczkami. Następnie pary minogów skręcały się ze sobą, tworząc podwójną helisę i energicznie drgały przez kilka sekund. W tym czasie samica składała jaja a samiec polewał je nasieniem, tak, jak ma to miejsce u większości ryb kostnoszkieletowych. Nie miałem możiwości wykonania zdjęć dynamicznych, gdyż dysponowałem wtedy jedynie fotograficznym aparatem analogowym Zenit 12.

Każdy, kto minogi zna, powie: nic wielkiego, łapać nie można, są pod ochroną... Jednak szybko przejrzawszy różne internetowe fora wędkarskie zorientować się można, że minoga żywego niewielu widziało, i niewielu wie o nim więcej niż w atlasie napisano.

Cechą charakterystyczną minogów jest ich otwór gębowy w kształcie okrągłej przyssawki, uzbrojony w haczykowate wyrostki. Ponieważ nie mają szczęk, nie są to jeszcze zęby. Protozęby pojawiają się dopiero u konodontów - nieco młodszej ewolucyjnie grupie kręgowców. Minogi znane są już z osadów sprzed ponad 350 mln lat (dewonu) i w zasadzie bez większych zmian w budowie przetrwały do dzisiaj. Janvier (1997) wspomina nawet, że być może są starsze i pochodzą z syluru. Można je zatem traktować jako żywą skamieniałość, a ich obserwacje pozwalają wyobrazić sobie życie pierwszych kręgowców na Ziemi.

Charakterystyczne otwory skrzelowe i oczy minoga. Widać też okrągły otwór gębowy.

Oprócz charakterystycznego, okrągłego otworu gębowego, minogi mają na bokach tułowia, w pobliżu głowy siedem dziurek-otworów skrzelowych i pojedynczy otwór "nosowy" na szczycie głowy, umieszczony pomiędzy dużymi oczami. Otwór ten pełni u nich rolę "węchu". Pomimo dużych oczu, minogi widzą niezbyt wyraźnie, gdyż nie mają mięśni pozwalających na akomodację oka. Żyją w wodach morskich i lądowych, ale jaja składają zawsze w rzekach i strumieniach. Większość współczesnych minogów żyje raczej w chłodnych wodach strefy umiarkowanej półkuli północnej. Tylko dwa rodzaje występują na półkuli południowej. Większość swego życia minogi spędzają w stadium larwalnym (nawet do 7 lat). Wędrowne minogi morskie, po przeobrażeniu do stadium dorosłego wracają do morza, gdzie żyją rok lub dwa, by powrócić do rzek na tarło i zakończyć życie (Janvier, 1997).

Minogi morskie pasożytujące na palii jeziorowej (ryba łososiowata) (fot. USGS).

W stadium dorosłym większość minogów jest pasożytami ryb, do których przyczepia się swym otworem gębowym, wgryza wspomnianymi wyrostkami i zasysa krew, wpuszczając jednocześnie wydzielinę gruczołów uniemożliwiającą krzepnięcie krwi. Przylegają tak ściśle do ciała żywiciela, że cała wymiana gazowa - oddychanie - odbywa się przez otwory skrzelowe w obu kierunkach - woda jest wciągana i wypuszczana przez nie tam i z powrotem. Oprócz tego, wszystkie minogi mogą zjadać małe bezkręgowce.

Minóg pacyficzny "liżący kamień". Widać pojedynczy otwór nosowy (fot. Jeremy Monroe CC-BY)

Siła ssąca otworu gębowego pozwala minogom na wpływanie do rwących nurtów, gdzie nie dają się porwać wodzie przysysając się do kamieni na dnie. Mogą też podróżować w ten sposób przysysając się do ryb. Charakterystyczne obcałowywanie kamieni na dnie dało nazwę minogom. Łaciński termin Lampetra znaczy tyle co "liżący kamienie" (właściwie, jest to kombinacja łaciny i greki: lambere + petra). Minogi, jako przysmak kulinarny, znane i poławiane są od dawna. Ich populacja zaczęła się jednak gwałtownie kurczyć ostatnimi laty, głównie ze względu na zanieczyszczenie wód, które szczególnie dotyka larwy minogów. Pewnie dlatego, że larwy nie mają ssącego otworu gębowego i odżywiają się wyłapując drobinki z osadu, w którym są zagrzebane. W pewnym stopniu, do zaniku minoga przyczyniły się także budowle hydrotechniczne, które uniemożliwiły minogom wędrownym odbywanie tarła (Witkowski, 2010).

MINOGI W POLSCE

Obecnie w Polsce występują cztery gatunki minogów, reprezentujące trzy odrębne rodzaje: Eudontomyzon mariae (minóg ukraiński zwany też ukraińskim minogiem strumieniowym), Lampetra fluviatilis (minóg rzeczny), Lampetra planeri (minóg strumieniowy) oraz Petromyzon marinus (minóg morski) (Brylińska, 2000; Witkowski, 2010; Nowak et al., 2010). Minóg morski i rzeczny należą do minogów wędrownych (anadromicznych), zaś strumieniowy i ukraiński do rezydentalnych (Witkowski, 2010).

Minóg rzeczny (Lampetra fluviatilis) to najbardziej rozpowszechniony w Polsce bezżuchwowiec. Należy do minogów wędrownych, których stadium dorosłe żyje w morzu, a na tarło wpływa do rzek. Dorasta do 40 cm i to jego można najczęściej znaleźć w menu nadmorskich barów rybnych. W okresie tarła minóg rzeczny nie odżywia się, gdyż zanika u niego przewód pokarmowy. Ostatnio stwierdzono jego występowanie jedynie w północnej części Polski.

Minóg morski (Petromyzon marinus) jest chyba największym polskim minogiem. W cytowanej powyżej pracy odnotowano osobnika 90 cm o wadze 1.42 kg. O wędrownych minogach, rzecznym i morskim możecie poczytać więcej u Witkowskiego (2010).

Minoga ukraińskiego (Eudontomyzon mariae) opisano w Polsce po raz pierwszy 50 lat temu i w sumie najmniej o nim wiadomo. W trakcie obserwacji w terenie łatwo go pomylić z innymi minogami, więc być może jest go znacznie więcej niż do tej pory przypuszczano. Badania DNA wskazują też, że chyba powinien zostać wcielony do tego samego rodzaju co minóg rzeczny i strumieniowy czyli do Lampetra (Nowak et al., 2010).

MINÓG STRUMIENIOWY (Lampetra planeri)

Minóg strumieniowy, bohater tej notki, teoretycznie występuje w zasadzie w całej Europie, z wyjątkiem krajów bałkańskich takich jak Grecja, Chorwacja, Albania czy Serbia. Znajdowany jest w czystych, wartko płynących i dobrze natlenionych wodach potoków i małych rzeczek. Larwy minoga strumieniowego żyją zagrzebane w piaszczysto-mułowym osadzie, bogatym w detrytus roślinny. W Polsce odnotowano go na 22 stanowiskach podczas monitoringu w 2010 w dorzeczu Odry, Wisły (w tym nowe stanowisko w potoku Syhłowaty - Kukuła et al., 2008) i rzek przymorskich. Poza tym występuje także w Czarnej Hańczy (dorzecze Niemna) i Dzikiej Orlicy (dorzecze Łaby) (Marszał, 2011).

Larwa minogów zwana jest ammocoetes. Ta dość skomplikowana nazwa wzięła się stąd, że kiedyś larwy brano za osobny gatunek i nadano im łacińską nazwę Ammocoetes sp. Potem okazało się, że to jednak tylko stadium larwalne i w końcu przeobraża się w postać dorosłą minoga. Różnica w wyglądzie pomiędzy stadiami jest być może niewielka, ale znacząca. Larwa jest ślepa - ma oczy ukryte pod skórą - stąd też nazywa się ją ślepicą. Poza tym bywa większa od postaci dorosłej. W przypadku minoga strumieniowego larwa mierzy ok. 20 cm, zaś postać dorosła do 18 cm. Minóg strumieniowy  spędza jako larwa od 2.5 do 3.5 roku. Po tym okresie, w okolicach lipca ślepica rozpoczyna metamorfozę do postaci dorosłej i po przezimowaniu odbywa tarło. Po czym, jak wszystkie minogi zdycha.

Tarło minogów w dopływie Belnianki w 2003 r. (fot. Michał Stachacz).

Do tarła dochodzi gdy temperatura wody przekroczy 9^oC. W Polsce to akurat przełom kwietnia i maja. Właśnie dlatego Sławkowi Boberowi udało się wypatrzyć je w nurcie Kierdonki. W trakcie godów minogi są aktywne w ciągu dnia i tworzą dość liczne grupy. Poza tarłem unikają światła dziennego, więc tym bardziej trudne są do zaobserwowania. W trakcie godów samiec wykopuje w dnie niewielkie gniazdko, do którego później samica złoży ikrę. W tym czasie samice przyczepiają się otworem gębowym do kamieni leżących na dnie i czekają na samca, który podpłynąwszy owija się wokół samicy. Razem celują do wykopanej jamki, gdzie samica składa jaja a samiec oblewa je nasieniem. Składanie jaj trwa podobno kilka sekund.

Tarło minogów wypatrzone w 2003 r. w dopływie Belnianki (fot. Michał Stachacz)

CZERWONA KSIĘGA

Minogi w Polsce są ściśle chronione i wszystkie znajdują się na liście gatunków zagrożonych wyginięciem w Czerwonej Księdze Gatunków Zagrożonych (IUCN Red List) (Witkowski, 2001). W przypadku minogów strumieniowych nie ma jeszcze powodów do paniki, bo jak na razie jest to najniższy stopień zagrożenia - LC - Least Concern. Z raportu IUCN wynika, że sytuacja minogów w Polsce polepsza się. Jeszcze w 1996 r. ich stopień zagrożenia wyginięciem był wyższy - NT - Near Threatened. Populacja zwiększyła się prawdopodobnie wraz z polepszeniem się jakości wód powierzchniowych (oczyszczalnie ścieków, kanalizacja itd.), a stan monitorowanych siedlisk minoga strumieniowego jest wysokiej jakości i uzasadnia nadzieję przetrwania populacji (Marszał, 2011). 

Z drugiej strony Witkowski (2010) podkreśla stan najwyższego zagrożenia dla gatunków minogów wędrownych (anadromicznych), czyli minoga morskiego i rzecznego, porównując je z zagrożonymi rybami wędrownymi takimi jak troć wędrowna czy jesiotr bałtycki. Witkowski (2010) uważa, że minóg morski jest krytycznie zagrożony (CR) wymarciem. Minóg rzeczny, w zależności od rejonu jest gatunkiem zagrożonym (EN) lub w dorzeczu Odry krytycznie zagrożonym (CR). Jest to zatem jeden z najbardziej zagrożonych wyginięciem polskich kręgowców.

W raporcie IUCN brak danych z 1996 r. jedynie dla minoga ukraińskiego.

Majowa kanikuła sprzyja wędrówkom, więc jeśli będziecie w pobliżu wartko płynącego strumienia, zajrzyjcie w jego wody. Minogi strumieniowe najliczniej występują w dorzeczu górnej Wisły. Wyjątkowo liczną populację minoga strumieniowego stwierdzono w Białce (Białej Lelowskiej) płynącej przez Wyżynę Krakowsko-Częstochowską, gdzie stanowił ponad 48% ichtiofauny (Epler, 2005). Liczna populacja minoga strumieniowego występuje również w Czarnej Staszowskiej a zwłaszcza jej dopływie - Łukawce.

Minogi pewnie jeszcze mają swoje gody. Może uda Wam się spojrzeć w oczy zwierzątku, które nie zmieniło się od kilkuset milionów lat, na przekór Czerwonej Królowej.

ps. Jak zaznaczono wyżej minoga wypatrzył Sławomir Bober, a tekst powstał przy współudziale Michała Stachacza. 

Źródła:
Zdjęcie w nagłówku: Minóg pacyficzny fot. Dave Herasimtshuk CC-BY (naiad.org)

Brylińska, M. (red.), 2000. Ryby słodkowodne Polski. PWN, Warszawa, pp. 521.

Epler, P., 2005. Wojewódzki Program Ochrony Zasobów Wodnych dla województwa świętokrzyskiego ze szczególnym uwzględnieniem restytucji i ochrony ryb dwuśrodowiskowych, oraz przywrócenia możliwości wędrówek ryb. Urząd Marszałkowski Województwa Świętokrzyskiego. Departament Rozwoju Obszarów Wiejskich, Mienia i Geodezji.

Janvier, P., 1997. Hyperoartia. Lampreys. Version 01 January 1997 (under construction) in Tree of Life Web Project

Kukuła, K., Bylak, A., Wojton, A. & Tabasz, S., 2008. Nowe stanowisko minoga strumieniowego Lampetra planeri (Bloch, 1784) w dorzeczu górnego Sanu. Roczniki Bieszczadzkie 16: 425-428.

Marszał, L., 2011. Minóg strumieniowy Lamptera planeri (Bloch, 1784). Monitoring gatunków i siedlisk przyrodniczych ze szczególnym uwzględnieniem specjalnych obszarów ochrony siedlisk Natura 2000. Wyniki monitoringu.

Nowak, M., Szczerbik, P., Klaczak, A., Epler, P. & Popek, W., 2010. Diversity of lampreys and fishes of the Upper Vistula River drainage, Poland: present state and future challenges. AACL Bioflux 3(5):325-332.

Witkowski, A., 2001. Lampetra planeri (Bloch, 1784) Minóg strumieniowy. W: Głowaciński Z. (red). Polska czerwona księga zwierząt. Kręgowce. PWRiL, Warszawa, s. 325-327.

Witkowski, A., 2010. Anadromiczne minogi w Polsce: minóg morski Petromyzon marinus L. i minóg rzeczny Lampetra fluviatilis (L.) - stan i zagrożenia. Chrońmy przyrodę ojczystą 66 (2): 89-96

Czytaj więcej

Towarzyskie krewetki sprzed 180 mln lat

Trzy towarzyskie krewetki pochodzą z tzw. łupków posidoniowych występujących w południowych Niemczech. Nie byłoby w tym znalezisku nic dziwnego, gdyby nie to, że krewetki znaleziono razem, w pierwszej komorze muszli amonita Harpoceras falciferum. Same łupki powstały w rozległym, ale płytkim zbiorniku morskim jakieś 180 mln lat (czyli w toarku, najwyższej części dolnej jury). Dno tego zbiornika było słabo natlenione (np. brak organizmów penetrujących głęboko w osadzie), stąd wiele zwierząt po śmierci w doskonałym stanie dotrwało do dzisiaj. Takim przykładem super zachowania jest niecodzienne znalezisko amonita z trzema krewetkami w środku opublikowane w PLoS ONE (Klompmaker i Fraaije, 2012).

Znalezione krewetki należą do wymarłej rodziny Eryonidae i są już częściowo nadtrawione, więc nic więcej nie da się o nich powiedzieć. Znajdują się mniej więcej w połowie pierwszej komory amonita. Krewetki leżą blisko i zwrócone są ogonkami do siebie, co widać na poniższym rysunku (Fig. 1).

Fig.1. Krewetki ze skierowanymi do siebie ogonkami (fig. Klompmaker & Fraaije, 2012)

Ułożenie sugeruje, że są to raczej ciała niż wylinki krewetek. Zatem skierowały się do muszli amonita samodzielnie i same ustawiły w ten sposób. Autorzy znaleźli dwa wytłumaczenia. Albo krewetki weszły do muszli amonita, żeby zrzucić wylinkę, chroniąc się w ten sposób przed drapieżnikami. Albo przyszły pożywić się gnijącymi resztkami miękkich tkanek truchła amonita.

Znalezisko należy do najstarszych, kopalnych przykładów wspólnych (społecznych?) zachowań krewetek, które obserwujemy także współcześnie u tych morskich stawonogów. Jak widać korzenie takich zachowań są bardzo głębokie. Na dokładkę, w kategorii NAJ - są to najstarsze krewetki znalezione w muszli amonita.

Źródła:
Klompmaker, A., & Fraaije, R. (2012). Animal Behavior Frozen in Time: Gregarious Behavior of Early Jurassic Lobsters within an Ammonoid Body Chamber PLoS ONE, 7 (3) DOI: 10.1371/journal.pone.0031893

Fot. w nagłówku pochodzi z cytowanej tu pracy.

Czytaj więcej

Czarny archeopteryks

O archeopteryksie pisałem już w tym blogu kilka razy. To jedna z najbardziej znanych skamieniałości, uchodząca za klasyczny przykład ewolucji. Archeopteryks nosił wspólne cechy gadów i ptaków, a największe zainteresowanie od samego początku badań wzbudzały jego pióra.
Najstarszy szkielet archeopteryksa pochodzi z 1861 roku, ale pojedyncze pióro znaleziono rok wcześniej w słynnych bawarskich wapieniach z Solnhofen datowanych na ok. 150 mln lat temu (późna jura) (Fig. 1). Pióro zupełnie przypomina lotki współczesnych ptaków, stąd też uważa się, że archeopteryks zdolny był do aktywnego lotu, a ponieważ ma także cechy gadzie takie jak kostny ogon i uzębienie, wytypowano go na praptaka. 

Fig. 1. Najstarsze pióro z wapieni z Solnhofen znalezione w 1860 r.

Wśród szkieletów archeopteryksa najcenniejszy wydaje się być tzw. okaz berliński pochodzący z 1876 roku, oznaczony obecnie jako HMN 1880. Ostatnie badania piór pochodzą z okazu oznaczonego MB.Av.100 i wskazują na to, że był upierzony na czarno (Carney et al., 2012). Pióro to porównano z piórami z okazu berlińskiego i stwierdzono, że może jest podobne do tzw. nadlotki dużej pierwszego rzędu skrzydła archeopteryksa.

Fig. 2. Pióro kruka, prawdopodobnie tak
wyglądało pióro archeopteryksa.
Widać stosinę i wyrastające z niej promienie.

W piórze odnaleziono zabarwienie wskazujące na obecność melanosomu, który jest odpowiedzialny za produkcję melaniny. Melanina to ciemny pigment, którego wydzielanie jest pobudzane przez działanie promieni ultrafioletowych. Np. dzięki melaninie uzyskujemy piękną opaleniznę, a mieszkańcy Czarnego Lądu mają jej pod dostatkiem.

Jednak żeby wniosek o wpływie melanosomu na zabarwienie piór archeopteryska mocniej uzasadnić, pióro poddano dogłębnej analizie i obróbce statystycznej wyników, porównując z piórami współczesnych ptaków o barwie brązowej, czarnej, szarej oraz z piórami pingwinów. Okazało się, że pióro praptaka wyraźnie leży w polu czarnych piór, może trochę w pobliżu szarych, ale na pewno nie brązowych czy pingwinich. Wniosek był taki, że na 95% archeopteryks był czarny.

Po dokładnej analizie mikrostruktur pióra stwierdzono, że promienie w skrzydle wyrastające z obu stron stosiny, mają taką samą strukturę jak u obecnych ptaków (Fig. 2). Prawdopodobnie zabarwienie melaniną wzmacniało pióro i wydaję się, że współczesne ptaki odziedziczyły tę cechę po swych jurajskich przodkach.

Jak się okazuje, herb Niemiec, czarny orzeł może mieć najstarszą, 150 000 000 letnią tradycję na świecie. Chyba nie do pobicia. (Żeby zachować naukowy charakter bloga, dodam, że poprzednie zdania należy traktować z przymrużeniem oka)

Chcesz wiedzieć więcej o praptakach, wybierz na górze zakładkę >Ewolucja, a następnie >Ptaki :)


Źródła:
Carney, R., Vinther, J., Shawkey, M., D'Alba, L., & Ackermann, J. (2012). New evidence on the colour and nature of the isolated Archaeopteryx feather Nature Communications, 3 DOI: 10.1038/ncomms1642

Archeopteryks miał czarne pióra http://www.dinozaury.com/2012/02/06/archeopteryks-mial-czarne-piora/
___________________
Fot. w nagłówku: okaz berliński (HMN 1880) Archaeopteryx litographica Autor zdj. H. Raab CC-BY-SA 3.0 Unported License http://en.wikipedia.org/wiki/File:Archaeopteryx_lithographica_(Berlin_specimen).jpg
Fig. 1. Autor: H. Raab CC-BY-SA 3.0 Unported License http://en.wikipedia.org/wiki/File:Archaeopteryx_(Feather).jpg
Fig. 2. Autor: S. Seyfert CC-BY-SA 3.0 http://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Plik:Corvidae_prim_sec.jpg&filetimestamp=20060305090711

Czytaj więcej