Najstarsze ślady istot lądowych znalezione w Polsce. Pod Kielcami

Odkrycia dokonali badacze z Państwowego Instytutu Geologicznego-Państwowego Instytutu Badawczego: dr hab. Piotr Szrek, Katarzyna Grygorczyk, dr Sylwester Salwa, dr Patrycja Dworczak oraz prof. Alfred Uchman z Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Historia ewolucyjna ryb dwudysznych sięga około 415 mln lat i rozpoczęła się w środowisku morskim. Z czasem kręgowce te zasiedliły wody śródlądowe, gdzie żyją do dziś jako grupa reliktowa. Ich budowa w ciągu milionów lat zmieniła się tylko nieznacznie, dlatego określa się je często jako „żywe skamieniałości”. Niektóre gatunki potrafią przetrwać w wysychających zbiornikach wodnych. Zwłaszcza ryby z rodzaju Protopterus pełzają w poszukiwaniu wody, a w razie potrzeby zakopują się w osadzie i zapadają w letarg.

Ryby z epoki dewonu żyły na granicy lądu i morza

Skamieniałości ryb dwudysznych z wczesnego dewonu są bardzo rzadkie. Pierwsze na terenie polski skamieniałości ryb dewońskich zespół polskich badaczy odkrył w okolicach zamku Krzyżtopór w Ujeździe i opisał w 2016 r., co zapoczątkowało wieloletnie badania w tym rejonie. Omawiane w publikacji odkrycie dotyczy nieznanych wcześniej śladów, odkrytych na tym stanowisku w latach 2020-2021.

Ślady pozostawione przez ryby dwudyszne w Górach Świętokrzyskich określono jako Reptanichnus acutori (łac. „czołgający się pionier”). Nie są jedynie odciskami płetw. To złożony zapis ruchu, dokumentujący wleczenie się ciała, odciski tułowia, ogona, a nawet pyska, którym zwierzę „kotwiczyło się” w podłożu, by podciągnąć resztę ciała.

– Ślad ten wytworzyła ryba poruszająca się w bardzo płytkiej wodzie lub nawet po odsłoniętym osadzie, przy czym przynajmniej część jej ciała była wynurzona. W takim stanie siła wyporu jest zredukowana lub nie ma jej wcale, co uniemożliwia pływanie. W tych warunkach ślady pozostawiły wszystkie części ciała ryby zaangażowane w poruszanie się – opisał PAP jeden z autorów odkrycia dr hab. Piotr Szrek.

W Górach Świętokrzyskich kręgowce wyszły na ląd?

Badane szczątki znaleziono w niewielkich, opuszczonych kamieniołomach piaskowców we wsiach Ujazd i Kopiec w centralnej części Gór Świętokrzyskich. Perfekcyjny stan zachowania skamieniałości sprzed 400 milionów lat był możliwy dzięki warstwie pyłu wulkanicznego (tufitu), która niemal natychmiast przykryła ślady, chroniąc je przed zniszczeniem.

Dzięki skanowaniu 3D naukowcy uzyskali pełniejszy obraz zespołu śladów. Ich interpretacja była również możliwa dzięki eksperymentom ze współczesnymi rybami dwudysznymi, prapłetwcami Protopterus annectens z Afryki. Okazało się, że zwierzęta te podczas pełzania pozostawiają złożone ślady – niemal identyczne z tymi obserwowanymi na powierzchniach dewońskich piaskowców z Gór Świętokrzyskich.

Ślady poruszania się pierwszych kręgowców, które skolonizowały ląd, znane są tylko z kilku stanowisk, głównie w Europie oraz jednego w Australii. Najstarsze jak dotąd pochodziły z dolnej części środkowego dewonu z Gór Świętokrzyskich w Polsce. Były to ślady tetrapodów, czyli najstarszych znanych w pełni lądowych czworonogów. Je również odkryli polscy badacze, w tym dr hab. Piotr Szrek.

– Odkryte przez nas ślady, pozostawione przez ryby dwudyszne, to dowód na testowanie umiejętności poruszania się po lądzie przez kręgowce około 10 milionów lat wcześniej niż w przypadku tetrapodów – opisał dr hab. Piotr Szrek.

Ewolucja testowała różne sposoby podbicia lądu

Odkrycie polskiego zespołu pokazuje więc, że ewolucja „sprawdzała” różne sposoby adaptacji do życia na lądzie niemal jednocześnie i w obrębie co najmniej dwóch grup zwierząt.

Podczas interpretacji śladów okazało się również, że dewońskie ryby niemal zawsze wbijały pysk w osad, przechylając go w lewą stronę. Sugeruje to dominację prawej półkuli mózgu, co jest najstarszym znanym dowodem na lateralizację (przewagę jednej strony ciała nad drugą) u kręgowców.

– Obecność śladów pyska ryby wciskanego w osad w połączeniu ze skrętem ciała w lewo wcześniej odnotowaliśmy jako dowód niemal wyłącznej lewostronności, na podstawie 10 śladów znalezionych w miejscowości Ujazd. Obserwacje te uzupełniliśmy o kolejne 26 śladów z Ujazdu i Kopca. Zestaw 35 lewoskrętnych śladów wydaje się statystycznie istotny i może stanowić najstarszy znany przykład lateralizacji u kręgowców – powiedział dr hab. Piotr Szrek.