Najstarsza publiczna toaleta świata

Duże ssaki roślinożerne mają bardzo często jedno, wspólne miejsce gdzie załatwiają swoje potrzeby. Wspólna defekacja spełnia ważną rolę w życiu społecznym stada, ale ma też swoje implikacje biologiczne i ekologiczne. Jak do tej pory takie zachowania znane były tylko u ssaków i to nie starszych niż poźnokenozoiczne (czyli nie więcej niż ~25 mln lat wstecz). Ostatnie znaleziska w Argentynie przesuwają znacznie wiek najstarszych latryn. I to o prawie 200 mln lat, do późnego triasu. Jak się domyślacie, w późnym triasie defekacji we wspólnej latrynie nie dokonywały ssaki, lecz tzw. gady ssakokształtne, czyli synapsydy. W nowoodkrytym stanowisku były to dicynodonty.

Jak wspomniałem we wstępie, wspólne latryny (np. osławione toalety publiczne czy obozowe "sławojki") opisywane były wyłącznie u ssaków. Pomijając oczywiście człowieka i inne naczelne, znamy je m.in. u słoni, tapirów, koni, antylop. Jak widać, szczególnie powszechne są u dużych ssaków roślinożernych żyjących stadnie. Sądzi się, że wspólna defekacja umożliwia ssakom komunikację, rozmnażanie, obronę przed drapieżnikami oraz ogranicza ryzyko przenoszenia pasożytów. Same korzyści. Jednak do tej pory nie udało się znaleźć dowodów na starsze niż późnokenozoiczne latryny. Na dodatek wydawało się, że wyłącznie ssaki wpadły na pomysł publicznych toalet.

Argentyńskie koprolity dicynodontów złożonej w publicznej toalecie (Fiorelli et al., 2013)

Nowe znalezisko z północno-zachodniej Argentyny to osiem sporych rozmiarów nagromadzeń koprolitów (skamieniałych odchodów). W każdym nagromadzeniu doliczono się setek lub tysięcy koprolitów pozostających w miejscu złożenia od 220 mln lat (in situ). Koprolity przypisuje się dicynodontom z rodzaju Kannemeyeria, które, jak się okazuje także korzystały z publicznych latryn. Koprolity są różnych rozmiarów, od 0.5 do 35 cm, sądzić należy zatem, że do wspólnych latryn zmierzały wszystkie osobniki w stadzie, od najmłodszych już lat.

Kannemeyeria (już jest w latrynie?) - Dmitry Bogdanov CC BY-SA 3.0

Źródła:
Fiorelli, L.E., Ezcurra, M.D. et al., 2013. The oldest known communal latrines provide evidence of gregarism in Triassic megaherbivores. Scientific Reports, 3: 3348. doi:10.1038/srep03348

Zdjęcie w nagłówku - by Rolandi http://www.deviantart.com/art/Communal-Latrines-417744497

Czytaj więcej

Najstarsze ssaki łożyskowe

Ostatni wspólny przodek wszystkich współczesnych ssaków łożyskowych uganiał się po drzewach w poszukiwaniu owadów. Nie musiał obawiać się pożarcia przez dinozaury, bo żył później niż do tej pory sądzono - już po wymarciu dinozaurów na granicy kreda/paleogen. Ssaki łożyskowe i mezozoiczne dinozaury nigdy się nie spotkały. Najstarszy znany szkielet niewątpliwego ssaka łożyskowego Protungulatum donnae pochodzi z osadów datowanych na jakieś 200-400 tys. lat po ostatnim dinozaurze, czyli na wczesny paleocen. Poznane mezozoiczne ssaki takie jak Eomaia czy Juramaia, które wcześniej zaliczano do przodków łożyskowców, wyrzucono teraz na zewnątrz linii rozwojowej ssaków łożyskowych (Placentalia) a nawet poza przodków Placentalia - Eutheria. Teraz Eomaia zaliczana jest do bocznej, wygasłej jeszcze w kredzie linii, gdzieś pomiędzy Eutheria a Monotremata (stekowce).

Wspólny przodek wszystkich
ssaków łożyskowych (by Carl Buell)

Tak przynajmniej wynika z badań Maureen A. O'Leary i zespołu (2013) opublikowanych w ostatnim numerze Science. Hipotetyczny przodek wszystkich ssaków łożyskowych, który pojawił się tuż po zniknięciu wielkich, mezozoicznych dinozaurów (nie wliczając w to ptaków, oczywiście) miał zapewne miłe futerko, także na długim ogonku. Ważył od 6 do 245 gramów, rodził jedno ślepe, nieowłosione młode. Miał dość przyzwoicie pofałdowany mózg i po trzy pary zębów trzonowych w szczęce. Żył sobie gdzieś na południowym superkontynencie - Gondwanie, i stamtąd rozprzestrzenił się na cały świat. Ten obraz wczesnego Placentalia nie jest oczywiście zaskoczeniem, bo tak właśnie wyobrażaliśmy sobie naszych odległych przodków. Jednak tym razem rekonstrukcja jest podobno tak dokładna, że można niemalże policzyć włosy wspomnianego futerka.

Aby to osiągnąć, zespół naukowców zbadał ponad 4.5 tys. cech anatomicznych pochodzących z 86 żyjących i wymarłych ssaków. Żeby w pełni docenić rozmach przedsięwzięcia wystarczy wspomnieć, że dwa lata zajęło badaczom samo ustalenie cech, które będą badać, a kolejne trzy zbieranie wszystkich danych. Wynikało to m.in. z dużej różnorodności badanych łożyskowców i odmiennej terminologi stosowanej np. do opisu szczura i wieloryba.

Wiewiórecznik to nie naczelny (Photo Credit: letdown102 via Compfight cc)

Zebrane dane anatomiczne porównano z DNA oraz danymi molekularnymi żyjących gatunków i zapodano do analizy programowi Morphobank. Program utworzył drzewo powiązań filogenetycznych, które pokazuje pokrewieństwa pomiędzy różnymi taksonami, a także ich ewolucyjną przeszłość. Np., wynika z niego, że wiewióreczniki i lotokotowate (latające lemury) są w tym samym stopniu spokrewnione z naczelnymi (Primates), do których sami się zaliczamy. A zdarzało się wcześniej, że wiewióreczniki zaliczano do Primates. Z innych ciekawostek: afrykańskie słonie pochodzą od wymarłych przodków z Ameryki. Musiały więc przejść dość wcześnie przez Atlantyk, kiedy jeszcze był w stadium inicjalnego ryftu i był stosunkowo wąski, albo go jeszcze nie było..

Przedstawione dane pokazują dość spójny obraz radiacji wczesnych ssaków łożyskowych, jednak spodziewam się dalszych zmian. Może jakaś nie budząca wątpliwości skamieniałość z Chin?

Źródło:
O'Leary, M., Bloch, J., Flynn, J., Gaudin, T., Giallombardo, A., Giannini, N., Goldberg, S., Kraatz, B., Luo, Z., Meng, J., Ni, X., Novacek, M., Perini, F., Randall, Z., Rougier, G., Sargis, E., Silcox, M., Simmons, N., Spaulding, M., Velazco, P., Weksler, M., Wible, J., & Cirranello, A. (2013). The Placental Mammal Ancestor and the Post-K-Pg Radiation of Placentals Science, 339 (6120), 662-667 DOI: 10.1126/science.1229237

fot. w nagłówku  Photo Credit: Kaptain Kobold via Compfight cc

Czytaj więcej

Jak robiły to żółwie 47 mln lat temu

Czy można kochać się 47 mln lat? Okazuje się, że można. Wyczynu tego dokonały, znane ze swej powolności, żółwie. Oczywiście, w powyższych stwierdzeniach dokonałem pewnego "semantycznego nadużycia". Wspomniane żółwie są już martwe, a nawet skamieniałe. Poza tym one wcale nie musiały darzyć się uczuciem. One po prostu kopulowały i w takiej pozycji zostały pogrzebane w osadzie, gdzie później skamieniały.

Znalezisko pochodzi ze słynącego z paleontologicznych okazów stanowiska kopalni odkrywkowej w Messel pomiędzy Darmstadt a Frankfurtem w Niemczech. Przy okazji jest to najstarszy udokumentowany przykład kopulacji kręgowców. Jak to się mówi, żółwie zostały przyłapane in flagranti (Joyce et al., 2012)

Zakochana para żółwi z wymarłego gatunku Allaeochelys crassesculpta należała do skrytoszyjnych zółwi z rodziny miękkoskórkowatych (Carretochelyidae). Zamieszkiwały one w eocenie (47 mln lat temu) jezioro wypełniające zapadnięty krater wulkanu. Osady z dna tego jeziora, pozbawione tlenu, przechowały do naszych czasów mnóstwo wspaniale zachowanych skamieniałości, szczególnie cennych kręgowców. Wśród nich znaleziono ostatnio 51 okazów żółwi A. crassesculpta, z których dziewięć połączonych było w kopulujące pary.

Kopulujące żółwie z eoceńskich łupków w Messel - po prawej mniejszy nieco samiec. Skala 5 cm (Joyce et al., 2012)

Jak już wspomniałem wcześniej, wody denne jeziora były pozbawione tlenu, więc żółwie nie mogły rozpocząć tam godów. Musiały się one odbywać w natlenionym środowisku wód powierzchniowych. Kiedy zakochane żółwie zajęte były sobą, pod dnem jeziora obudził się wulkan. Jego aktywność spowodowała wypuszczenie do jeziora wypełniającego kalderę toksycznych gazów. Podobnie do współczesnych żółwi, nasi bohaterowie musieli w trakcie kopulacji schodzić do coraz głębszych wód gdzie w pewnym momencie ich skóra porażono została toksycznymi gazami.

Taki scenariusz dobrze pasuje do modelu stratyfikowanych wód jezior wypełniających wulkaniczne kaldery, gdzie woda powierzchniowa nadaje się do życia, zaś dno wysycone jest toksycznymi gazami.

Źródła:

Joyce, W.G., Micklich, N., Schaal, S.F.K., Scheyer, T.M. (2012). Caught in the act: the first record of copulating fossil vertebrates Biology Letters DOI: 10.1098/rsbl.2012.0361

fot. w nagłówku: Zółwie na Florydzie Pseudemys nelsoni (Tibor Duliskovich CC-BY-SA) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Florida_Redbelly_Turtles_(Pseudemys_nelsoni).jpg

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

Odmłodzone sagowce

Sagowce, m.in. popularne ostatnio rośliny doniczkowe, ze względu na podobieństwo liści mylnie nazywane "palemkami", często podawane są za przykład tzw. żywej skamieniałości. Żywa skamieniałość to współczesny organizm, reprezentujący powszechną niegdyś grupę, obecnie wymarłą. Taki świadek dawnych czasów. Wśród roślin, obok sagowców, należy do nich także miłorząb, a ze zwierząt, chyba najczęściej podawane jako przykład żywych skamieniałości są ryby trzonopłetwe (słynna Latimeria). Z analiz porównawczych skamieniałości i współczesnych okazów wynika, że żywe skamieniałości niewiele różnią się od swoich przodków. W przypadku sagowców, wydaje się, że nie zmieniły się od ponad 200 mln lat (od triasu). Wskazuje się też, że linia rozwojowa sagowców oddzieliła się od miłorzębowych ponad 250 mln lat temu, czyli jeszcze w późny permie.
Podobieństwo do odległych przodków stworzyło wrażenie, że współczesne sagowce wywodzą się w prostej linii z permsko-triasowych gatunków. Okazuje się jednak, że są znacznie młodsze.

Wspomniałem wcześniej, że sagowce nie są palmami. Mało tego, nie są nawet roślinami kwiatowymi czyli okrytozalążkowymi (Angiospermata). Należą natomiast do roślin nagonasiennych (Gymnospermata), czyli do tej samej grupy, co rośliny iglaste (Conifera) oraz miłorzębowe (jeden żyjący obecnie gatunek Ginkgo biloba czyli miłorząb dwuklapowy). Linia sagowców wyodrębniła się prawdopodobnie z karbońsko-permskich paproci nasiennych. Sagowce i spokrewnione z nimi benetyty powszechnie występowały w mezozoiku (trias, jura i kreda) (Fig. 1).

Fig. 1. Ewolucja świata roślin, na fioletowo sagowce i miłorzębowe dominujące w triasie 250-200 mln lat tem (rys. A. R. Hemsley, palaeobotany.org)

Do tej pory wydawało się, że, podobnie jak ryby trzonopłetwe czy miłorząb dwuklapowy, sagowce reprezentowane współcześnie przez jeden rodzaj Cycas są konserwatywną grupą, wywodzącą się bezpośrednio gdzieś z mezozoiku.
Ostatnia badania przeprowadzone na grupie 199 gatunków reprezentujących wszystkie współcześnie żyjące sagowce wykazały, że pochodzą one z linii rozwojowych, które pojawiły się dopiero po koniec miocenu czyli zaledwie ok. 12 mln lat temu (Nagalingum et al., 2011). Nie są więc bezpośrednimi potomkami mezozoicznych sagowców!
Na podstawie badań udało się także ustalić moment rozdzielenia linii sagowców i miłorzębowych. Nastąpiło to ok. 271 mln lat temu, czyli już w połowie permu.

Wyniki badań są o tyle zaskakujące, że obecne sagowce występują na wielu kontynentach, które w miocenie były już od siebie mocno oddalone (Ameryka Śr., pd-wsch. Azja, Afryka czy Australia) (Fig. 2). Wcześniej tłumaczono to jako relikt wspólnego występowania na superkontynencie Pangei, teraz badacze skłonni są uważać, że jednoczesna ewolucja sagowców pod koniec miocenu, to efekt globalnych zmian klimatycznych.

Fig. 2. Zasięg występowania współczesnych sagowców (rys. Esculapio GNU FL)

 Jeszcze bardziej zaskakujące jest stwierdzenie Nagalignum et al. (2011), że większość współczesnych roślin nagozalążkowych (datę powstania rodzajów ustalono średnio na 32 mln lat temu) jest ewolucyjnie młodsza od okrytozalążkowych.
Dowodzi to olbrzymiej przebudowy świata roślin w kenozoiku. Mówiąc kolokwialnie: kwiatki są starsze od szyszek.

Źródła:
1. Nagalingum, N., Marshall, C., Quental, T., Rai, H., Little, D., & Mathews, S. (2011). Recent Synchronous Radiation of a Living Fossil Science, 334 (6057), 796-799 DOI: 10.1126/science.1209926
2. fot w nagłówku Adrian Pingstone Public Domain

Czytaj więcej