Monarchowie mórz. Niezwykłą opowieść o pięciuset milionach lat ewolucji głowonogów ebook

Tytuł oryginału

MONARCHS OF THE SEA

The Extraordinary 500-Million-Year History of Cephalopods

Copyright © 2017, 2020 by Danna Staaf.

Originally published in English as Squid Empire by ForeEdge,

an imprint of University Press of New England, in 2017.

First published in revised form by The Experiment, LLC, in 2020.

Published by arrangement with Algonquin Books

of Chapel Hill, a division of Workman Publishing Co, Inc.,

New York on behalf of The Experiment, LLC.

All rights reserved

Projekt okładki

Magdalena Palej

Ilustracja na okładce

© Aleksei Permiakov | GettyImages

Redaktor serii

Adrian Markowski

Redakcja

Agata Ludwikowska

Korekta

Małgorzata Denys

ISBN 978-83-8295-634-4

Warszawa 2022

Wydawca

Prószyński Media Sp. z o.o.

02-697 Warszawa, ul. Rzymowskiego 28

www.proszynski.pl

Antonowi, mikrokonsze mojej makrokonchy

Głowonogi dysponowały tak niezwykłymi możliwościami,

że mogły zostać monarchami mórz.

I nimi zostały.

Jacques–Yves Cousteau i Philippe Diole,

Octopus and Squid: The Soft Intelligence

WPROWADZENIE

Dlaczego kałamarnice?

Na długo, nim pierwsze ssaki mogłyby chociaż pomarzyć o pojawieniu się ludzi, naszą planetą władały dziwne i przerażające stwory. Niektóre osiągały monstrualne rozmiary, stając się największymi zwierzętami, jakie kiedykolwiek zamieszkiwały Ziemię. W ciągu 400 milionów lat swojego panowania różnicowały się i wypełniły wszystkie możliwe nisze – od żarłocznych drapieżników po łagodnych roślinożerców – a potem globalny kataklizm niemal całkowicie je unicestwił. Zaledwie garstka ich potomków dotrzymuje nam do dziś towarzystwa.

Oczywiście mam tu na myśli głowonogi.

Równie dobrze powyższy opis mógłby dotyczyć dinozaurów, a nie głowonogów, gdyby nie jedna mała różnica: kolosalna długość ich panowania. Dinozaury istniały o wiele krócej. Niemniej jednak mnóstwo ludzi wie to i owo o dinozaurach, ale nawet nie słyszeli o głowonogach. Nawet u tych, którzy mają jakąś wiedzę o tych niezwykłych stworzeniach, zwykle ogranicza się ona tylko do obecnie żyjących – kałamarnic i ośmiornic – z pominięciem ich dawno wymarłych przodków. Ze mną też dosyć długo tak było.

Pierwszego głowonoga spotkałam w wieku dziesięciu lat podczas rodzinnej wycieczki do Monterey w Kalifornii. W oceanarium przyglądałam się oczarowana mieniącej się skórze, falującym ramionom i hipnotyzującym oczom ośmiornicy olbrzymiej. Wkrótce po powrocie do domu ojciec pomógł mi zdobyć używane słonowodne akwarium i tym samym stałam się znana w szkole jako „ta dziewczynka, co ma w domu ośmiornicę”.

Pochłaniałam wszelkie dostępne informacje na temat tych niezwykłych zwierząt. W latach dziewięćdziesiątych sprowadzało się to do wypożyczania z biblioteki książek na temat życia mórz i oceanów i ślęczenia nad jedną czy dwiema stronicami poświęconymi głowonogom. Odkryłam tylko jedną książkę wyłącznie na ich temat. Miała tytuł Ośmiornice i kałamarnice: miękka inteligencja, a napisali ją Jacques-Yves Cousteau i Philippe Diole1. To w tej książce po raz pierwszy natknęłam się na odnoszące się do dawnych głowonogów określenie „monarchowie mórz”.

Ta nowa dla mnie informacja pociągnęła za sobą mnóstwo pytań. Kiedy ośmiornice i kałamarnice panowały w morzach? Jak wyglądało ich królestwo? Dlaczego już go nie ma? Cousteau nie zadawał tych pytań, koncentrował się na fascynujących badaniach żyjących głowonogów. Więc ja też tak zrobiłam.

Nauczyłam się nurkować (mój ojciec nauczył się nurkować razem ze mną, żebym miała partnera) i zaliczyłam wszystkie dostępne zajęcia z biologii morza. Jedenaście lat po pierwszej wizycie wróciłam do Monterey, tym razem na studia drugiego stopnia w Hopkins Marine Station na Uniwersytecie Stanforda. Choć oprócz biologów morskich mało kto słyszał o tym laboratorium (drugim najstarszym w Stanach Zjednoczonych), łączą je z oceanarium ogrodzenie i przyjazne profesjonalne stosunki.

W Hopkins spędziłam sześć lat, badając zwyczaje rozrodcze kałamarnicy Humboldta. Nauczyłam się pływać łodzią i zarzucać sieci, łowić ryby na wędkę z kołowrotkiem w Kalifornii, a w Meksyku – przy użyciu stumetrowej linki. Nauczyłam się kroić kałamarnice szklanym nożem na plasterki cieńsze niż papier i pisać program komputerowy, który przetwarza wyniki zbieranych przez dziesięciolecia pomiarów w mapę. Zrozumiałam także, że choć nigdy nie nudziło mnie wyjaśnianie najnowszych osiągnięć wiedzy na temat kałamarnic każdemu, kto mnie o to zapytał, a często także i tym, którzy wcale nie pytali, to jednak praca ściśle naukowa mnie nie pociąga. Po sześciu latach opuściłam Monterey z doktoratem i z mocnym przeświadczeniem, że lepiej mi idzie popularyzowanie nauki niż jej uprawianie.

W międzyczasie ukazało się kilka wspaniałych książek o głowonogach2, ale niestety żadna z nich nie dotyczyła złotych czasów tych monarchów mórz. Gdy szukałam odpowiedzi na towarzyszące mi od dzieciństwa pytania o ich starożytne królestwo, nadal musiały mi wystarczać jedna czy dwie poświęcone im strony, tym razem w książkach na temat prehistorii życia. A to zwykle oznaczało publikacje dotyczące dinozaurów. Klasyczne książki o dinozaurach mimochodem napomykają o tym, że ewolucja życia zaczęła się w oceanie, że rozwinęły się tam różne interesujące tego życia formy i że wyszło ono na ląd i dopiero wtedy wszystko naprawdę się zaczęło.

Taka stronniczość jest całkiem zrozumiała. Wszyscy uwielbiają dinozaury – od przedszkolaków bawiących się plastikowymi triceratopsamipo dorosłych fanów Parku Jurajskiego, mnie nie wyłączając. Jedno z moich wczesnych wspomnień z drugiej klasy szkoły podstawowej dotyczy lektury książki z wierszykami zatytułowanej Tyrannosaurus był bestią. Nasze fascynujące zadanie polegało na wybraniu jednego z nich i nauczeniu się go na pamięć3. Wybrałam wierszyk Diplodok, którego niezbyt porywający fragment wrył mi się w pamięć na zawsze: „Diplodocus plodded along long ago, Diplodocus plodded along” (diplodok ledwie lazł dawnymi laty, diplodok ledwie lazł).

Miłość do dinozaurów jest tak ugruntowana w naszej kulturze (zwłaszcza w kulturze dziecięcej), że trudno wprost uwierzyć, że nie zawsze tak było. Przez całą pierwszą połowę XX wieku dinozaury były uważane za ślamazarne, głupie i nudne stworzenia – nie tylko przez publikę, ale także przez zajmujących się nimi badaczy. Później dopiero, pod koniec lat sześćdziesiątych, legendarny paleontolog z Uniwersytetu Yale John Ostrom odkrył Deinonychusa i opisał go jako gada szybkiego, aktywnego, pełnego energii, co stało w jaskrawej sprzeczności z powszechnie panującym przekonaniem4. Bob Bakker, student Ostroma, który był równie szybki, aktywny i energiczny, a do tego był utalentowanym mówcą i artystą, stał się orędownikiem, jak to określał, „renesansu dinozaurów”5. To nowe ujęcie dinozaurów upowszechniło się w latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych, choć stara „ledwie leząca” perspektywa nadal od czasu do czasu się ujawniała, jak w wierszyku o diplodoku.

To Ostrom nam uświadomił, że współczesne ptaki są dinozaurami, które przetrwały, i w związku z tym powinniśmy prehistoryczne gatunki, takie jak Tyrannosaurus czy Triceratops, określać jako „nieptasie dinozaury”. To Bakker pokazał nam stałocieplne nieptasie dinozaury ze skomplikowanymi zachowaniami społecznymi, które później zostały ukazane w filmach z serii Park Jurajski. W żadnym wypadku nie zamierzam więc podważać tezy, że dinozaury są fascynujące.

Niemniej….

Skamieniałości głowonogów sięgają znacznie dalej w przeszłość – 500 milionów lat w porównaniu z mizernymi 320 milionami w przypadku dinozaurów. Skamieniałości głowonogów są świadectwem najdramatyczniejszego epizodu wymierania gatunków w historii Ziemi (tak, bardziej dramatycznego nawet od uderzenia meteorytu, które zakończyło okres kredy). Dały one początek najdziwaczniejszym i najpiękniejszym formacjom skalnym, które ludzie potem przeróżnie interpretowali jako węże, pagody czy bizony. Pojedyncza skamielina głowonoga zawiera w sobie historię życia zwierzęcia od embrionu po dojrzałą postać, dlatego właśnie skamieniałości głowonogów pomagają wyjaśniać niektóre z najbardziej intrygujących i enigmatycznych zagadek ewolucji.

Co więcej, pradawne głowonogi dzielą z dinozaurami wiele fascynujących cech. Na przykład gigantyczny rozmiar: największe skamieniałe muszle głowonogów mają do 6 metrów średnicy, są więc porównywalne z wysokością najwyższych dinozaurów (I choć za życia te głowonogi miały jeszcze kilkumetrowe ramiona, to jednak nie dorównywały długością najdłuższym dinozaurom). Choć królowały w morzach na długo, zanim praprzodkowie dinozaurów wypełzli na ląd, to, co zadziwiające, jedne i drugie wymarły właściwie jednocześnie.

Oto mój cudowny sekret: choć może półki biblioteczne nie uginają się od wiedzy na temat pradawnych głowonogów, to hermetyczne periodyki akademickie rekompensują to z nawiązką! Każdego roku – ba! – wydaje się, że z każdym miesiącem – w specjalistycznych czasopismach takich jak „Acta Paleontologica” czy „Lethaia” paleontolodzy publikują doniesienia o nowych odkryciach i ich interpretacjach. Niektórych z tych uczonych miałam okazję poznać na studiach i dzięki ich wskazówkom dotarłam do innych czołowych autorytetów w tej dziedzinie. W niniejszej książce znajdą się cytaty z wywiadów z tymi luminarzami. Od Japonii po Niemcy, od Wysp Falklandzkich po Salt Lake City, naukowcy z pasją zanurzają się w odległą przeszłość, pragnąc zrozumieć ten dawny podwodny świat. Dlatego teraz właśnie jest najlepsza pora, aby głowonogi świętowały swój renesans.

Niestety, już sama ich nazwa rzuca im kłody pod nogi (za przeproszeniem). Nie działa tak na wyobraźnię jak „dinozaur”, co, jak nawet dzieci wiedzą, z greki oznacza „strasznego jaszczura”. Robi wrażenie, prawda? A co to w ogóle jest ten „głowonóg”? Pozwólmy zatem kałamarnicy wprowadzić nas do tego dziwacznego i wspaniałego świata „głowo-nogich”.

ROZDZIAŁ 1

Świat głowonogich

Wyposażone w napęd odrzutowy, zdolne do błyskawicznej ucieczki, opalizujące i elastyczne – kałamarnice są prawdziwym cudem natury. Są szybkie: pływają dwa razy szybciej od mistrza olimpijskiego, wyrzucają macki szybciej niż w mgnieniu oka, zmieniają swój wygląd dosłownie z prędkością myśli. Są efektowne: niektóre mają świecące przynęty na końcu ramion, inne wytryskują własne autoportrety z atramentu, a ich skóra może przybrać dowolny kolor, od czerwonego po opalizujący błękit.

A mimo to większość ludzi o kałamarnicach wie niewiele. Mamy tendencję do postrzegania ich przez pryzmat mitologii lub gastronomii, ograniczając te wspaniałe stworzenia do roli Krakena lub do smacznych kalmarów.

Jeśli należycie do tej pierwszej grupy i wizje Juliusza Verne’a z Dwudziestu tysięcy mil podwodnej żeglugi lub Petera Benchleya z Beast spędzają wam sen z powiek, to pozwólcie, że was uspokoję. Choć kałamarnice olbrzymie dorastają do 12 metrów, to częściej spotyka się te siedmiometrowe, a i tak większość tej długości stanowią smukłe i rozciągliwe macki. Co więcej, nie ma żadnych potwierdzonych doniesień o kałamarnicach, choćby największych, które miałyby zagrażać łodziom lub atakować ludzi.

Z drugiej strony, jeśli jedyne, co wiecie o kalmarach, to to, że wolicie je panierowane w krążkach lub na surowo z ryżem, to nie jesteście sami.

PŁYWAJĄCE BATONIKI BIAŁKOWE

Właściwie każde zwierzę, które spotyka kałamarnice, próbuje je zjeść. Wiadomo nawet o niedźwiedziach i wilkach próbujących pożerać kałamarnice, które zostały wyrzucone przypadkowo na brzeg morza.

Biedactwa są po prostu nadzwyczaj smakowite. Kałamarnice wydają na świat ogromne liczby młodych – od setek u niektórych gatunków po setki tysięcy u innych. Niemal wszystkie zostają przez kogoś zjedzone, zanim zdążą dorosnąć. Gdy wykluwają się z jaj, są mniejsze od paznokcia, zatem pierwsze żerujące na nich drapieżniki także są niewielkie: larwy ryb i robaki wodne.

Młode rozwijają się szybko i w ciągu dni czy tygodni dla tych, które przeżyją, role się odwracają. Rosną i tyją kosztem dawnych przeciwników i zaczynają przyciągać uwagę większych drapieżników: fok, ptaków morskich, rekinów i wielorybów. Skala spożycia kałamarnic jest obłędna. Naukowcy kiedyś zrobili płukanie żołądków sześćdziesięciu słoniom morskim (mirungom) na Georgii Południowej i stwierdzili, że kałamarnice wagowo stanowią 96,2 procent ich zawartości6. Obliczyli, że zamieszkująca tę wyspę populacja słoni morskich każdego roku pożera co najmniej 2,3 miliona ton kałamarnic i ośmiornic7. Jeden kaszalot spermacetowy zjada natomiast 700–800 kałamarnic w ciągu jednego dnia.

No, mają pecha. Przez to mają również wątpliwy zaszczyt noszenia tytułu „ekologicznych gatunków kluczowych”. Rodzą się małe, rosną szybko i osiągają wystarczająco duże rozmiary, by na każdym etapie rozwoju być obfitym źródłem pożywienia dla całej masy morskich drapieżników różnej wielkości – na swoje nieszczęście stanowią danie uniwersalne. Tym sposobem wiele gatunków kałamarnic działa jak biologiczne pasy transmisyjne, przemieszczając energię od maleńkiego planktonu w kierunku drapieżników szczytowych. W tym także ludzi.

Rycina 1.1 Kałamarnica Humboldta osiąga długość około 2 metrów i składa miliony jaj. Dzięki obfitości ich występowania są najczęściej na świecie łowionymi bezkręgowcami

Carrie Vonderhaar, Ocean Futures Society

Kałamarnice i ich krewne, ośmiornice i mątwy, były łowione i jedzone przez ludzi prawdopodobnie od czasu, gdy ludzie zamieszkali nad morzem. Niemniej jednak w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci nastąpił bezprecedensowy rozwój komercyjnego połowu kałamarnic, motywowany najwyraźniej tym, że zdaliśmy sobie sprawę, ile ich jest zjadanych przez inne niż my gatunki. By umieścić to w kontekście, warto powiedzieć, że największe na świecie przedsiębiorstwo rybołówcze specjalizuje się w połowie sardeli peruwiańskiej, małej rybki przetwarzanej na mączkę rybną i tran. W 2014 roku ludzie złowili ich ponad 3 miliony ton8. Porównajmy to z dwoma milionami ton kałamarnic pożartych przez słonie morskie… z jednej wyspy. W latach osiemdziesiątych XX wieku naukowcy obliczyli, że masa głowonogów zjadanych przez wieloryby, foki i ptaki morskie przewyższa sumę połowów wszystkich flot rybołówczych na świecie.

Dla osób świadomych ułomności charakteru ludzkiego nie będzie zaskoczeniem, że posiadłszy taką wiedzę, zaczęliśmy z oceanów wyławiać jeszcze więcej kalmarów.

Większość z największych przedsiębiorstw połowowych specjalizuje się w odławianiu ryb takich jak tuńczyki, dorsze czy śledzie. Tylko niektóre przedsiębiorstwa wydobywają inne morskie organizmy, z których największe specjalizuje się w połowach kałamarnic Humboldta u zachodnich wybrzeży Ameryki Środkowej i Południowej. W roku 2014 złowiono ponad milion ton kałamarnicy Humboldta, czyli o wiele więcej niż innych zwierząt niebędących rybami, takich jak krewetki, homary czy uchowce. To bardzo gwałtowny wzrost tego sektora od jego początków w 1965 roku, kiedy złowiono jedynie 100 ton (komik Chris Rock i pisarka J.K. Rowling urodzili się w tym właś­nie roku. Pozostawiam Czytelnikowi zadanie porównania względnych rozmiarów sukcesu tych dwojga z tym odniesionym przez poławiaczy kałamarnicy Humboldta). Równolegle w ciągu ostatnich dekad wzrosło również zainteresowanie połowami innych gatunków kałamarnic. Światowe zapotrzebowanie na białko zwiększyło się wraz ze wzrostem ludzkiej populacji. A tradycyjne rybołówstwo (wyżej wymienianych tuńczyków, dorszy i śledzi) zaczęło przekraczać lub przewyższać dopuszczalne poziomy połowów, co nieuchronnie prowadzi do niebezpiecznego stanu przełowienia. To między innymi dlatego ludzie zaczęli szukać alternatywy w połowach kałamarnic9.

Kałamarnice są tak niezwykle atrakcyjne zarówno dla ludzi, jak i innych drapieżników, ponieważ nie mają właściwie żadnych twardych części – ani kości, ani muszli wartych wzmianki. Trzeba przyznać, że w oceanach jest mnóstwo innych organizmów niemających kości ani muszli, jak choćby meduzy, ale większość z nich ma konsystencję galaretowatą i zawiera do 95 procent wody. Kałamarnice to natomiast porządne mięśnie i mogą stanowić znacznie bardziej pożywny posiłek10.

Jeśli kiedykolwiek jedliście kalmara, to jest duża szansa, że był to jego płaszcz – główna część ciała kalmara w kształcie grubej rurki. U żywego kalmara płaszcz zamknięty jest z jednej strony i przyozdobiony dwiema elastycznymi płetwami, które poruszają się jak skrzydła. Przeciwny kraniec jest otwarty. Kalmar zasysa tędy wodę i wyrzuca ją przez syfon, tworząc w ten sposób strumień odrzutowy, który pozwala mu poruszać się w wodzie a nawet i w powietrzu (nie wszystkie potrafią latać, ale te, które tę umiejętność opanowały, podróżują nad wodą nawet do 50 metrów).

Rycina 1.2 Ciało kałamarnicy wydaje się nam dziwaczne – ramiona przytwierdzone do głowy, płetwy na przeciwległym do ramion końcu, nie mówiąc już o przyssawkach i syfonie w formie lejka. Ale dla kałamarnicy jest w sam raz.

C.A. Clark

Płaszcze kalmarów wyposażone są w największe na świecie komórki nerwowe, które przez tysiąclecia pomagały tym zwierzętom umykać przed drapieżnikami. Naukowcy badali je na różne sposoby przez ostatnich osiemdziesiąt lat, kładąc podwaliny pod współczesne neuronauki. W latach trzydziestych XX wieku angielscy naukowcy Alan Hodgkin i Andrew Huxley odkryli, jak wbijać igły w te ogromne komórki (pięćdziesiąt razy grubsze od najgrubszych komórek nerwowych u ssaków) i po raz pierwszy zmierzyli sygnały elektryczne służące komórkom do porozumiewania się11. Razem z australijskim badaczem Johnem Ecclesem, który pracował nad pokrewnymi zagadnieniami, zostali za to uhonorowani Nagrodą Nobla w roku 1963. Od tego czasu opracowano techniki pozwalające mierzyć sygnały elektryczne w znacznie mniejszych komórkach, takich jak te w naszym mózgu. Ale to praca nad kalmarem uświadomiła badaczom, czego mają szukać.

Kalmary też mają mózgi, ale w odróżnieniu od naszych litych brył składających się z dwóch półkul, ich mózgi zbudowane są z trzech części: po jednym płacie wzrokowym za prawym i za lewym okiem oraz z dziwnego obwarzanka z tkanki nerwowej pomiędzy nimi. Przez otwór w obwarzanku przechodzi przełyk. Tędy wiedzie bezpośrednia droga z otworu gębowego do płaszcza, gdzie znajdują się żołądek i inne organy. Jak można sobie łatwo wyobrazić, przełykanie przez mózg wiąże się z pewnym ryzykiem. Kalmar musi więc zawsze pilnować, aby każdy kęs był dostatecznie mały i pozbawiony ostrych kości czy ości. Ramiona i macki otaczające otwór gębowy zapewniają potrzebną pomoc w tym delikatnym kulinarnym przedsięwzięciu.

Kałamarnice i wszyscy ich krewni charakteryzuje to, że ich kończyny wyrastają bezpośrednio z głowy. Stąd bierze się grecka nazwa Cephalopod, czyli głowonóg. Ośmiornica ma tylko osiem ramion, natomiast kałamarnica ma osiem ramion i dwie macki. Ramiona (podobnie jak nasze) zwykle są tej samej długości, natomiast macki są niepokojąco rozciągliwe i mogą być chowane do ukrytych kieszonek, kiedy nie są akurat w użyciu.

Ramiona głowonogów różnią się także od naszych tym, że są na całej długości wyłożone przyssawkami. Elastyczne macki z kolei nie mają przyssawek – ich obecność utrudniałaby rozciąganie. Zamiast tego macka kończy się „maczugą” wyposażoną w przyssawki i haczyki służące do łapania zdobyczy.

Wyobraźcie sobie, że kałamarnica dostrzega rybę. W ciągu kilku setnych sekundy wystrzeliwuje w jej kierunku dwie macki. Przysysają się one do ryby i przyciągają ją w stronę głowy. Teraz osiem ramion z przyssawkami obejmuje zdobycz, a orli dziób przecina jej rdzeń kręgowy. Następnie kalmar odgryza kawałki ryby, połyka za pomocą tarkowatego odpowiednika języka zwanego radulą, żywiąc przy tym nadzieję, że nie przedziurawi sobie mózgu.

Kałamarnice starają się unikać ostrych ości przy jedzeniu ryb i, podobnie jak inne drapieżniki, skutecznie unikają jedzenia kości, jedząc… inne kałamarnice. Tak. Większość z nich nie przepuści okazji pożarcia swoich pobratymców, do tego stopnia, że u jednego z gatunków zamieszkujących głębiny kanibalizm podobno stanowi źródło 42 procent zjadanego pożywienia12.

Biorąc pod uwagę ich popularność jako pokarmu, można się zastanawiać, dlaczego nie stosują rozsądnych zabezpieczeń, takich jak ich lepiej uzbrojeni kuzyni małże i ślimaki? Czemu by nie osłonić apetycznego ciała twardą muszlą?

W rzeczy samej kałamarnice to zrobiły.

DRZEWO GENEALOGICZNE KAŁAMARNIC

Kałamarnice są bliskimi krewnymi ośmiornic i mątw. Trochę dalszymi – perłowych łodzików, jeszcze dalsze pokrewieństwo łączy je ze ślimakami i małżami. Teraz, kiedy użyłam tego słowa [ang. octopus] po angielsku w liczbie mnogiej „octopuses”, czuję się zmuszona do omówienia odwiecznej kwestii: która forma liczby mnogiej jest poprawna: „octopuses” czy „octopi”? Czy też, nie daj Boże, „octopodes”?

Wedle uznania. Naprawdę. Wbrew temu, co być może słyszeliście, słowo „octopus” nie jest starożytnym słowem greckim ani łacińskim. Arystoteles nazywał to zwierzę polypous ze względu na jego „wiele nóg”. Starożytni Rzymianie zapożyczyli to słowo z greki i zlatynizowali pisownię do polypus.Dopiero dużo później renesansowi uczeni stworzyli i spopularyzowali termin „octopus”, wykorzystując greckie rdzenie słów „osiem” i „noga”, ale zastosowali łacińską pisownię.

Gdyby miało to być słowo zapisane poprawnie po grecku, brzmiałoby octopous, a jego liczbą mnogą byłoby octopodes. Jeśli zaś byłoby słowem łacińskim, to mogłoby brzmieć octopes, a w liczbie mnogiej: octopedes. Ale starożytni Rzymianie raczej zapożyczyli greckie słowo, tak jak to zrobili z polypus. W różnych rzymskich źródłach jego liczba mnoga brzmi różnie. Ci, którzy chcieli wyglądać na erudytów, używali greckiej formy liczby mnogiej polypodes, a inni preferowali łacińską końcówkę, pisząc polypi.

Tę właśnie taktykę stosują użytkownicy języka angielskiego, przyjmując słowo „octopus” do naszego języka i dodając mu naszą końcówkę tworzącą liczbę mnogą „-es”, tak jak ja to zrobiłam13.

Podobną debatę możemy odbyć na temat „nautilusa”. Starożytne greckie słowo nautilos znaczyło „żeglarz” i dopiero późniejsi uczeni zlatynizowali je i nazwali to zwierzę „nautilus”. Z jakiegoś powodu forma „nautili” jest dla użytkowników języka angielskiego znacznie mniej atrakcyjna niż „octopi” i prawie zawsze widuje się formę „nau­tiluses”.

Terminy „squid” (kałamarnica, kalmar) i „cuttlefish” (mątwa) nie wzbudzają tak wielkich emocji i zwykle używa się ich w identycznej formie w liczbie pojedynczej i mnogiej. Czasem warto wprowadzić rozróżnienie między squid (licznymi przedstawicielami kałamarnicy jednego gatunku) a squids (licznymi przedstawicielami różnych gatunków kałamarnic), ale w tej książce nie było to konieczne.

Rycina 1.3 Logarytmiczna spirala w przekroju muszli współczesnego łodzika.

Wikimedia Commons user Chris 73

Teraz, kiedy ten problem mamy już rozwiązany, przyjrzyjmy się całej tej galaretowatej, oślizgłej i cieknącej rodzinie zwierząt zwanych mięczakami (ang. mollusk), do której należą głowonogi i wszyscy ich kuzyni (mollusk pochodzi od łacińskiego słowa znaczącego „miękki”. Ciekawe, czy starożytni Rzymianie tego samego słowa używali również w znaczeniu „lepki” albo „glutowaty”). Ciała mięczaków dzielą się z grubsza na dwie części: mięśniową nogę i płaszcz wytwarzający muszlę. Podobnie jak poeci improwizują na różne sposoby w ramach określonej formy poetyckiej, tak i mięczaki dostosowywały ogólny schemat organizmu do różnych stylów życia. Ślimaki pełzną na nodze i noszą ze sobą spiralną muszelkę, małże grzebią nogą w mule i chowają się w razie potrzeby w muszli z wmontowanym zawiasem, kałamarnice podzieliły swą jedną nogę na wiele ramion i macek, wyposażyły płaszcz w napęd odrzutowy, pozbywając się jednak zdolności wytwarzania muszli.

Jednakże u pierwszych głowonogów muszle stanowiły wyznacznik ich tożsamości. Te głowonogi wyewoluowały ze stworzeń, które nie były wprawdzie ślimakami, ale wyglądały i zachowywały się bardzo podobnie do ślimaków, pełzając po dnie oceanu z nieodłącznym ciężkim domkiem. W pewnym momencie te „nieślimaki” zrobiły coś dziwnego. Choć wszystkie inne ówczesne zwierzęta nadal trzymały się dna morskiego, wędrowały po nim lub w nim drążyły, dalecy przodkowie obecnych kałamarnic napełnili swoje muszle gazem i zaczęli unosić się w wodzie.

Byli powolnymi pływakami, ale też i nie mieli powodu do pośpiechu. Mogli sobie dryfować nad pokrywającym dno morskie bufetem jak śmiercionośne sterowce, nieśpiesznie wybierając swoje ofiary. Dwieście pięćdziesiąt milionów lat przed pierwszym dinozaurem głowonogi osiągnęły status drapieżników szczytowych, a stało się to za sprawą ich pławnych muszli.

Z czasem ich przodkowie podzielili się na trzy gałęzie: nautiloidea – łodzikowce, coleoidea – pochewkowce i ammonoidea – amonity. Ta końcówka -oidea w łacińskiej nazwie jest typowa dla zoologicznej terminologii. Brzmi może trochę dziwacznie, ale jest istotna, bo wskazuje na fakt, że rozmawiamy o całych grupach zwierząt. „Nautiloidea” na przykład odnosi się do wszystkich gatunków, jakie kiedykolwiek należały do tej odnogi rodziny, od setek tych, które wyginęły, po kilka odmian obecnie żyjących nautilusów (łodzików) – jedynych współczesnych przedstawicieli głowonogów z muszlami.

Jeśli nie zwiedzaliście jednego z nielicznych oceanariów z łodzikami, prawdopodobnie nie widzieliście żywego osobnika tego gatunku. Znacznie bardziej prawdopodobne jest, że oglądaliście jego muszlę – być może w całości – pasiastą jak tygrys, wypolerowaną aż do połysku, a może przepołowioną, tak by widoczna była jej imponująca wewnętrzna spirala. Ich muszle są tak piękne, że ludzie po prostu nie są w stanie zostawić ich w wodzie. Po wielu dekadach narastającego niepokoju, że łodziki mogą nie przetrwać naszego ogromnego i niepohamowanego pragnienia kolekcjonowania ich muszli, w roku 2016 międzynarodowe grono naukowców wreszcie postanowiło zająć się monitorowaniem i kontrolowaniem handlu łodzikami. Naukowcy mają nadzieję, że ochrona, jaką zapewnia konwencja o międzynarodowym handlu zagrożonymi gatunkami (ta sama, która chroni takie pierwszoplanowe gatunki jak lwy i słonie), zabezpieczy starożytną linię łodzikowców przed przetrzebieniem.

Linia ta jest bardzo starożytna, choć korzenie żadnego ze znanych nam obecnie gatunków ani samej grupy nie sięgają aż do początku ery głowonogów. Wiąże się z tym drobne nieporozumienie – muszle współczesnych łodzików na pierwszy rzut oka wyglądają podobnie do muszli pradawnych głowonogów, przez co łodziki niekiedy określane bywają jako „żywe skamieniałości”. Przez długi czas nawet paleontolodzy stosowali termin „nautiloid” jako pojemne określenie obejmujące wszystkie głowonogi, których nie dało się zaliczyć do którejś z pozostałych grup, w tym także owe pierwsze dryfujące ślimaki.

Niemniej jednak, pomimo podobieństw łączących ich muszle z muszlami najstarszych skamieniałości, u obecnych łodzików obserwujemy pewne szczególne cechy. Ich głowy wyposażone są nie w osiem, nie dziesięć, ale aż w 60 do 90 macek. Ich liczba bywa różna nawet w obrębie jednego gatunku. Na dodatek macki te nie są elastyczne i nie mają przyssawek. Każda z nich składa się z ochronnej pochewki i długiej cienkiej, lepkiej części, która w miarę potrzeby wysuwa się lub chowa. Co więcej, w jakimś momencie ewolucji łodzików dwie macki zlały się w jedną i stworzyły ochronny kaptur dla całego organizmu14. To już chyba lepiej dać za wygraną i zająć się raczej badaniem ślimaków; one przynajmniej mają po jednej nodze i tyle!

Nie zapominajmy jednak, że wszystkie wyrostki u głowonogów są zmodyfikowanymi nogami. Łatwo to dostrzec, jeśli obserwuje się rozwój kałamarnic i łodzików w jajach. Tak samo jak ogon u embrionu ludzkiego jest świadectwem historii naszej ewolucji, u embrionów głowonogów widoczna jest spuścizna mięczaków, gdy jedna noga z czasem dzieli się na dziesięć zalążków ramion. Nawet embriony łodzików przechodzą przez etap dziesięciu ramion, zanim dojdzie do dalszego dzielenia się tych zalążków15. Można stąd wnioskować, że wczesne głowonogi, a prawdopodobnie także wczesne łodziki miały po dziesięć ramion. Jakaś późniejsza nieznana presja selekcyjna doprowadziła je ostatecznie do wykształcenia licznych macek.

Paleontolodzy obecnie uważają, że przez kilka pierwszych milionów lat historii głowonogów nie było prawdziwych łodzikowców, tylko cały szereg ewolucyjnych eksperymentów noszących teraz trudne do wymówienia nazwy jak Plectronocerid, Ellesmerocerid czy Orthocerid (nawet nie starajcie się tych nazw zapamiętać). Termin łodzikowcezostał przyjęty do określania tej gałęzi, z której z czasem wyłoniły się współczesne łodziki, gałęzi, która pojawiła się z czasem, gdy wiele z tych wczesnych form już wyginęło. Tak więc, choć linia ta jest niewątpliwie wielce szacowna, to nie sięga jednak aż do samego początku historii głowonogów.

Łodzikowce są tylko odrobinę starsze – w każdym razie, jeśli się zastosuje geologiczne standardy – od pierwszych pochewkowców (Coleoidea) i amonitów. Te ostatnie dwie grupy, jak się zdaje, wyewoluowały w reakcji na konkurencję, jaką stanowili pojawiający się w paleozoiku drapieżni nuworysze: ryby. Trochę dziwnych, rybopodobnych stworzeń mrowiło się już w morzach wcześniej przez jakieś 100 milionów lat, ale nie zyskały one większego znaczenia. Prawdziwy przełom w morskim życiu nastąpił dopiero wraz z pojawieniem się prawdziwych ryb. Ryby mogły być kilka razy większe od głowonogów, pływały znacznie szybciej, a posiadając szczęki, były w stanie kruszyć muszle. Kiedy więc w prehistorycznych morzach zaczęli panować ci ościści dorobkiewicze, łodzikowce straciły swoją pozycję, czasy prosperity natomiast zaczęły się dla pochewkowców i amonitów.

Słowo Coleoidea pochodzi od greckiego słowa „pochwa”. Tak jak pochwa ma chronić miecz, tak ciała (niektórych) pochewkowców otulają ich muszle. Do grupy tej zaliczają się wszystkie współczesne głowonogi niebędące łodzikami: ośmiornice, kałamarnice, mątwy i inne oraz liczne skamieniałości. Choć ośmiornice – w swej ekstremalnej giętkości – zachowują tylko cień muszli, to kalmary i mątwy mają jej solidne pozostałości. Cienka wewnętrzna płytka zwana piórem bądź gladiusem usztywnia ciało kalmara i daje jego mięśniom nieco oparcia. Mątwy, które na pierwszy rzut oka wyglądają zupełnie tak samo jak kałamarnice, mają w środku nieco bardziej złożoną kostną strukturę zwaną kością mątwią. Być może widzieliście je wiszące w klat­kach śpiewających ptaków. Stosuje się je jako suplement wapnia w ptasiej diecie.

Porzucenie przez głowonogi bezpiecznego schronienia w postaci muszli może się wydawać przejawem piramidalnej głupoty ewolucji. Jednak dzięki temu zwierzęta te rozwinęły wiele niezwykłych dostosowań adaptacyjnych, z których obecnie słyną16. Akwaryści już dawno się nauczyli, że tylko wielkość dzioba ośmiornicy – jedynej nieściśliwej części jej ciała – ogranicza jej zdolności do przeciskania się przez najmniejsze nawet otwory. Niejeden dumny właściciel ośmiornicy, znalazłszy puste akwarium, gorączkowo poszukiwał uciekinierki, zaglądając w filtry i odpływy i starannie przepatrując podłogę. Ośmiornice są w stanie przeżyć poza wodą przez pewien czas, ale w końcu się duszą, więc takie poszukiwania czasem kończą się szczęśliwie, a czasem dochodzi do tragedii. Kiedy sama przed laty hodowałam ośmiornicę, udawało mi się uniknąć nieszczęścia, bo ostrzeżona przez czasopisma akwarystyczne, stosowałam zabezpieczenia składające się z mnóstwa folii kuchennej wzmacnianej dla pewności taśmą montażową.

Wielka ucieczka pewnej ośmiornicy o imieniu Inky trzymanej w nowozelandzkim oceanarium, która wydarzyła się w roku 2016, miała finał najszczęśliwszy z możliwych – udało jej się triumfalnie umknąć do morza. Inky znalazła szczelinę w swoim akwarium, przemaszerowała po podłodze do odpływu i wyślizgnęła się wąską rurą wprost do oceanu. Ucieczki z więzienia to niejedyne zastosowanie umiejętności na miarę Houdiniego, jakimi dysponują ośmiornice – w życiu na świeżo odzyskanej wolności Inky najpewniej wciska się pod skały w pogoni za ofiarami i irytuje drapieżniki, znikając w najmniejszych szczelinach.

I ofiary, i niedoszłe drapieżniki podobnie zdumiewa skóra pochewkowców stanowiąca najbardziej skomplikowany system kamuflażu, jaki istnieje w naturze.

Wyrażenie „jak kameleon” należałoby zamienić na „jak głowonóg”, bo to kałamarnice, ośmiornice i mątwy, znacznie lepiej niż jakiekolwiek gady, w mgnieniu oka dostosowują się do otoczenia. System zmian barwy skóry kameleona opiera się na hormonach, które są wytwarzane w mózgu i rozprowadzane w organizmie przez układ krwionośny. U głowonogów system ten podlega bezpośredniej kontroli układu nerwowego. Każdy barwny punkt (których może być ponad dwieście na każdy milimetr kwadratowy skóry) kontrolowany jest przez maleńkie nerwy łączące go bezpośrednio z mózgiem. „Szybka” zmiana barwy zajmuje kameleonowi kilka minut17. U ośmiornic zaobserwowano do czterech zmian na sekundę18.

Współczesne pochewkowce są tak niesamowite, że trudno sobie wprost wyobrazić, by cała historia ich ewolucji nie była nieprzerwanym pasmem sukcesów. Nie wiadomo jednak, jak obficie występowały i jak były różnorodne, ponieważ ze względu na modyfikacje, redukcję, a w przypadku niektórych gatunków zupełne pozbycie się muszli pozostawiły niewiele skamieniałości. Miękkie tkanki zachowują się znacznie rzadziej niż twarde muszle. Choć już od starożytności opisywano skamieniałości muszli głowonogów, to pierwszą skamieniałą ośmiornicę znaleziono dopiero w roku 1883. Z ograniczonych danych, jakimi dysponujemy o ich historii ewolucyjnej, możemy jednak wywnioskować, że przez bardzo długi czas grały one przy amonitach drugie skrzypce.

Wiemy na pewno, że od chwili gdy się pojawiły i przez liczne kolejne okresy geologiczne amonity dzierżyły palmę pierwszeństwa wśród głowonogów. Choć nie przetrwały do obecnych czasów, to ich muszle są najczęściej spotykanymi i najładniejszymi skamieniałościami. Niektórzy nazywali te spiralnie zwinięte muszle wężowymi kamieniami, ostatecznie jednak otrzymały nazwę na część starożytnego boga Amona, który przedstawiany był z baranimi rogami19.

Ponieważ po amonitach zostały skamieniałości w postaci tychże zawiniętych zewnętrznych muszli, przypominających muszle współczesnych łodzików, początkowo sądzono, że również ich ciała były podobne. Artystyczne okazy obowiązkowo zawierały gruby, mięsisty kaptur na głowie i zatrważającą liczbę macek. Dokładniejsze badania nad pokrewieństwami wskazują jednak, że amonitowate są bliżej spokrewnione z pochewkowcami i w świetle tej wiedzy tworzone są ich najnowsze wizerunki.

Rycina 1.4 Powyższa rekonstrukcja wyglądu amonitów w stylu łodzikowatych, przedstawiająca amonity z grubymi kapturami i dziesiątkami macek, została stworzona przez Heinricha Hardera około roku 1916.

Tiergarten, Berlin, fotografia C.A. Clark

Muszle najmniejszych dojrzałych amonitów miały zaledwie kilka centymetrów średnicy, największych – dochodziły do 2 metrów. Pod nieobecność jej mieszkańca moglibyśmy właściwie nawet wcisnąć się do takiej muszli. Niektóre muszle były luźno skręcone, co umożliwiało przepływ wody między zwojami, w innych miejscach przylegały do siebie tak ściśle, że się zrastały. Niektóre były cienkie, inne grube, jedne były proste, inne miały wymyślne kształty.

Amonity występowały tak obficie i ewoluowały tak szybko, że ich obecność służy paleontologom od określania wieku skał. Określony gatunek amonita często można przypisać do określonego okresu geologicznego. Na przykład jeśli znajdziesz gdzieś ładną spiralną muszlę Dactylioceras athleticum, możesz mieć pewność, że otaczające ją skały mają między 182 a 175,6 milionów lat.

Hmm… no i co z tego? Jeśli sądzicie, że nie jest to specjalnie użyteczna właściwość, przyjrzyjmy się przez moment temu, jak rozumiemy historię Ziemi.

Rycina 1.5 Ta rekonstrukcja amonitów w stylu kałamarnicy została opublikowana w roku 2015. Tu każdy z amonitów ma osiem ramion, dwie macki i wielki muskularny lejek.

Andrey Atuchin, w: A.A. Mironenko, „The soft-tissueattachment scars in Late Jurassic ammonites from Central Russia”,Acta Palaeontologica Polonica 60, nr 4 (2015): 981–1000.

Skalne zegary

Skamieniałości powstają zwykle z organizmów, ale mogą także się tworzyć z zostawionych przez zwierzęta tropów oraz odchodów. Świat jest tak wypełniony organizmami i ich wydzielinami, że można by oczekiwać, że na każdym kroku będziemy się potykać o skamieniałości. W rzeczywistości jednak powstanie skamieliny jest bardzo mało prawdopodobne.

Pomyślcie tylko, kiedy ostatnio widzieliście jakiś martwy organizm. Nieżywy pająk na parapecie zapewne wyschnie i się rozpadnie. Rozjechany kot na poboczu zostanie pożarty przez padlinożerców, a pozostawione kości się pokruszą i rozproszą.

Rycina 1.6 Grupa skamieniałych amonitów Dactylioceras z dolnej kredy.

Istvan Takacs

Te przykłady pokazują, co się dzieje z większością padłych zwierząt – przynajmniej z tymi, które nie zostaną w całości zjedzone i strawione. Ze znacznej większości organizmów nie powstają skamieniałości. Z wyjątkiem określonych ludzkich praktyk kulturowych bardzo rzadko się zdarza, by organizmy były grzebane w całości. Aby powstały skamieniałości dobrej jakości, muszą być spełnione określone, niezwykłe warunki. Potrzebna jest erupcja wulkaniczna, dół smołowy lub lawina błotna. Bursztyn, słynny z tego, że jakoby przechowało się w nim DNA dinozaurów w Parku Jurajskim (fikcja), zakonserwował muszlę amonita być może w ten sposób, że żywica kapała na niego z drzewa rosnącego na plaży20. Niestety, miękkie części ciała amonita były już wówczas zjedzone albo się rozłożyły, więc ta niezwykła metoda konserwacji w bursztynie nie poszerzyła naszej wiedzy o anatomii amonitów.

Skamieniałości, które powstają, są niewidoczne aż do chwili ich odsłonięcia, które w najprostszej postaci polega na wieloletnim procesie erozji, który bywa przyspieszany przez osunięcia czy trzęsienia ziemi. Wykopy czy eksplozje wywołane przez człowieka też czasem odsłaniają skamieniałości i choć mogłoby się wydawać, że celujemy w kopaniu dziur i robieniu wybuchów, to w kontekście geologicznym nasze działania są niemal bez znaczenia. Większość światowych skamieniałości pozostaje ukrytych głęboko pod naszymi nogami, pod dnem morskim i nikt ich nigdy nie zobaczy.

Biorąc pod uwagę, że większość form życia nie pozostawia skamieniałości, a większości powstałych skamieniałości i tak nie znajdziemy, entuzjazm geologów i paleontologów wobec takich organizmów, jak amonity, które często występują w zapisie kopalnym, jest całkowicie zrozumiały. A jeśli występują dość obficie i są wystarczająco różnorodne, mogą posłużyć do określania czasu geologicznego.

Od dawna zdawaliśmy sobie sprawę, że ziemskie skały występują w postaci warstw. Pogląd, że warstwy leżące wyżej muszą być młodsze od tych pod spodem, pojawił się już co najmniej w XVI wieku. Jednak ani wówczas, ani przez następne cztery wieki nie umiano określić przybliżonego wieku Ziemi, dlatego dzielenie historii Ziemi zgodnie z warstwami skał nie przypominało dzielenia dnia na godziny i minuty. Warstwy skalne identyfikowano w zależności od ich zawartości – kreda, węgiel czy wapień – i przydzielano im nazwy od miejsc, w których po raz pierwszy zostały zidentyfikowane, tak jak perm od miasta Perm w Rosji czy dewon od miasta Devon w Anglii (obie zdefiniowano w latach czterdziestych XIX wieku). Początkowo warstwy skalne w różnych miejscach wydawały się zupełnie odmienne. Niemniej jednak to występujące w nich skamieniałości dostarczyły klucza do poszerzania i ujednolicania tych nazw w odniesieniu do różnych miejsc świata.

Naukowcy zauważyli, że te same skamieniałości lub kombinacje skamieniałości, w tym wiele amonitów, często pojawiały się w różnych miejscach. Można je było stosować jak linie papilarne, do identyfikowania określonych jednostek czasu geologicznego. W połowie XIX wieku, dzięki wielu skrupulatnym geologom i jeszcze liczniejszym dawno wymarłym głowonogom, Ziemia otrzymała geologiczne ramy czasowe. Sto lat później, dzięki datowaniu radiometrycznemu, wreszcie mogliśmy przypisać im konkretne liczby.

By zrozumieć zasady datowania radiometrycznego, przede wszystkim trzeba wziąć pod uwagę, że skały składają się z pierwiastków: węgla, tlenu, wapnia i tak dalej. Niektóre z tych pierwiastków (szczególnie uran) występują w dwóch postaciach: lżejszej i cięższej. Niektóre z tych cięższych postaci są niestabilne i mają tendencję do pozbywania się swoich elementów i przekształcania się w stabilną, lżejszą postać. Dla każdej z nich potrafimy obliczyć tempo, w jakim to pozbywanie się odbywa. Mówiąc „my”, mam oczywiście na myśli „innych przedstawicieli mojego gatunku, którzy znacznie lepiej ode mnie opanowali tę umiejętność”. Następnie możemy wziąć kawałek takiej skały, zmierzyć względne ilości stabilnych i niestabilnych postaci pierwiastków i na tej podstawie obliczyć, od jak dawna postaci niestabilne dążyły do stabilności. Tym sposobem dowiadujemy się, kiedy ta skała powstała i – ostatecznie – ile ma lat.

Dla geologa słowo „eon” ma znacznie węższe znaczenie niż „naprawdę bardzo długo”. Eony to największe jednostki czasu, na które podzielono całą liczącą cztery miliardy lat historię Ziemi. Eony dzielą się na ery, a ery – na okresy. Okresy to jednostki czasu geologicznego, z którymi najprawdopodobniej mieliście okazję się zetknąć – jak jura czy kreda (i wspomniane wyżej perm czy dewon).

Dla naszych celów wystarczy, że zajmiemy się tylko jednym eonem, tym, który trwa od pół miliarda lat do dziś: eon „widocznego życia” czyli fanerozoik. Ten eon dzieli się na trzy ery: „starego życia” (paleozoik), „środkowego życia” (mezozoik) i nowego życia (kenozoik). W każdej z tych er wydzielono odpowiednio zdefiniowane okresy. Żądni precyzji naukowcy podzielili dalej okresy na epoki i wieki, ale nie musimy się nimi zajmować – oprócz tego, że wypada przyznać, iż znaczną część tych precyzyjnych rozróżnień zawdzięczamy amonitom.

Amonity stanowią idealny znacznik geologiczny. Ich nadzwyczajnie szybka ewolucja sprawiła, że właściwie w każdej geologicznej „chwili” pojawiały się nowe gatunki. A dzięki obfitości występowania ich skamielin możemy znajdować te same gatunki w wielu rodzajach skał na całym świecie. Jedynym pożałowania godnym aspektem tej ich wszechobecności jest to, że trudno dostrzec w nich coś innego niż tylko wygodne narzędzie do datowania historii Ziemi.

„Amonity są postrzegane raczej jako skamieniałości niż jako skamieniałe organizmy: naukowcy omawiają to, jak jeden gatunek następuje po innym, oraz względne bogactwo ich form w różnych lokalizacjach. Niewiele jednak wiedzą o tym, co amonity robiły za życia”, mówi Neale Monks21, który napisał książkę o amonitowatych, a zatytułował ją Amonity22.A to dlatego, że kiedy mówi się o amonitowatych, nawet jeśli rozmówcami są paleontolodzy, często używa się bardziej powszechnego i potocznego określenia „amonit”, choć, jak Monks zaznacza we wstępie do swej książki, „ściśle rzecz biorąc, nazwę amonit stosuje się w odniesieniu do pewnego podrzędu Ammonitina należącego do podgromady Ammonoidea (amonitowate)”23.

Monks, który przez pewien czas parał się paleontologią, zaczynał jako zapalony akwarysta, a jako pierwszy kierunek studiów ukończył zoologię. Był przyzwyczajony do tego, by o zwierzętach w akwarium myśleć jako o żyjących, oddychających i wydalających stworzeniach, toteż na studiach doktoranckich z paleontologii nieco go zaskoczył fakt, że amonitowate od dawna były traktowane głównie jako użyteczne skały.

Zafascynowany pytaniami o biologię żyjących amonitowatych, Monks znalazł pokrewną duszę w Philipie Palmerze, kuratorze działu skamieniałości mięczaków londyńskiego Muzeum Historii Naturalnej. Z czasem postanowili spisać swoje wielogodzinne dyskusje i opublikować je w formie książkowej. W wydanych w 2002 roku Amonitach Monks i Palmer oznajmili: „Te skały kiedyś żyły. Oto nasze przypuszczenia dotyczące tego, gdzie te zwierzęta mogły żyć, jak się poruszać, czym się odżywiać”.

Monks jednak doskonale zdaje sobie sprawę z ograniczeń tego typu spekulacji. W opublikowanym w roku 2016 artykule zatytułowanym „Ammonite Wars” (czyli „Wojny amonitów”) opisuje, dlaczego tak trudno jest tworzyć biologiczne interpretacje na podstawie skamieniałości: „U kręgowców kości pozostają w bliskiej relacji z łączącymi się z nimi mięśniami. Szkielet dinozaura czy mamuta mówi nam bardzo dużo na temat tego, jak zwierzę było skonstruowane i jak wyglądało za życia. Muszla amonita jest natomiast niema. Oprócz paru niewyraźnych śladów przyczepu mięśnia niewiele więcej można się dowiedzieć o rozmiarze i kształcie miękkich części ciała amonita”24.

Skamieniałe amonity nie wyjawiają wprawdzie szczegółów dotyczących miękkich części ciała, ale z nawiązką te braki wynagradzają opowieściami o narodzinach, wzroście i dojrzałości. Jeśli chodzi o historię rozwoju organizmu na przestrzeni jego życia, muszle amonitowatych mają mnóstwo do zaoferowania. A rozwój staje się jednym z kluczy – a może głównym kluczem – pozwalającym zrozumieć ewolucję.

IDEALNY PRZYKŁAD EWOLUCJI

Sporo wiemy na temat ewolucji. Wiemy, że wszystkie formy życia na Ziemi są ze sobą spokrewnione, i potrafimy śledzić te pokrewieństwa w DNA. Wiemy, że za sprawą doboru naturalnego każdy gatunek dostosowuje się do swojej niszy i że co jakiś czas masowe wymierania opróżniają całe połacie takich nisz, i że te gatunki, które przetrwają, zyskują okazje do dalszych adaptacji. Wiemy, że zarówno ewolucja, jak i wymieranie mogą zachodzić błyskawicznie – widzieliśmy na własne oczy, jak owadom i bakteriom udaje się wyewoluować odporność wobec naszych prób ich unicestwienia, i widzieliśmy też, jak ptakom dodo i syrenom morskim się to nie udało.

Ale jeszcze dużo musimy się nauczyć.

Jednym z ważniejszych projektów w badaniach nad ewolucją są próby zrozumienia pochodzenia nowości. Skąd się biorą nowe formy, nowe wzory i nowe zwyczaje w skali koniecznej do wytworzenia oszałamiającej różnorodności otaczającego nas życia? Dobór naturalny, ten genialny pomysł Darwina, można by, antropomorfizując, określić jako rzeźbiarza. Skąd bierze on glinę?

Odpowiedzi zaczęły napływać z dziedziny wiedzy określanej potocznie jako „evo-devo”. Brzmi to może trochę jak nazwa niezależnej grupy rockowej, ale jest skrótem od angielskiego wyrażenia evolution and development, czyli ewolucja i rozwój, która to dziedzina jest głęboko zakorzeniona w genetyce25.

Jak się okazuje, nasze DNA nie jest liniową instrukcją składania organizmu krok po kroku. Trafniejsze byłoby porównanie go do schematu układu elektrycznego, sieci interaktywnych połączeń. Wszystkie organizmy u progu życia wyglądają mniej więcej jednakowo – zaczynają się jako jedna komórka gotowa do rozwoju – i sporą grupę jednakowych genów można znaleźć w tej pierwszej komórce u dowolnego przedstawiciela królestwa zwierząt. Sterowniki wyższego rzędu w każdej komórce determinują, które kroki w procesie konstrukcji organizmu są ignorowane, a które realizowane, a także to, kiedy są realizowane, w jakiej kolejności i ile razy. Nieznaczne różnice instrukcji zawartych w tych sterownikach wyższego rządu mogą prowadzić do skrajnie różnych efektów – do pojawiania się nowości: nowej liczby kończyn, nowego kształtu organizmu, nowego rodzaju gadziej łuski, która tak naprawdę jest piórem.

Nasze obecne, ograniczone rozumienie ewolucji można porównać do niepełnej wiedzy wcześniejszych naukowców dotyczącej fizycznych zmian naszej planety. Wiedzieli, że Ziemia zmieniała się z czasem, ale zanim upowszechniła się koncepcja tektoniki płyt, nie rozumieli jak ani dlaczego. Kiedy zrozumieliśmy już, że skorupa ziemska składa się z „pływających” i zazębiających się płyt, wszystko nagle nabrało sensu – od kształtu kontynentów po występowanie torbaczy26.

Możliwe, że jesteśmy na progu podobnego przełomu w biologii ewolucyjnej, na co zdaje się wskazywać zdumiewający przykład cztero­skrzydłych dinozaurów27.

Dinozaury w oczywisty sposób ilustrują ewolucję i wymieranie. Zwierzęta te fascynowały większość z nas, od kiedy tylko byliśmy dość duzi, by zadawać pytania: Jak wielkie były? Dlaczego? I wszystkie wymarły? Jak? Z tymi samymi pytaniami zmagają się dorośli paleontolodzy i wciąż gromadzą nowe dane, aby aktualizować odpowiedzi.

Oczywiście nie wszystkie dinozaury wymarły. Wiemy, że ptaki są współczesnymi dinozaurami, ale z przyzwyczajenia rezerwujemy tę nazwę dla ogromnych starodawnych zwierząt, które wymarły pod koniec okresu kredy. W końcu, nawet jeśli były pokryte piórami, to przecież wydają się być zupełnie inne niż dzisiejsze gile czy rudziki. Choćby dlatego, że wygląda na to, iż pierwsze latające, opierzone dinozaury miały po cztery skrzydła. Żadne ze współczesnych ptaków nie mają czterech skrzydeł.

Czy rzeczywiście? Hoduje się dzisiaj odmiany gołębi domowych z piórami na nogach. Nie z miękkim puszkiem, ale z długimi lotkami i do pary do tych lotek kości nóg tych gołębi zaczynają przypominać kości skrzydeł. Nogi nadal pozostają nogami, nie nadają się do latania, ale stanowią sugestię drogi prowadzącej od czteroskrzydłych dinozaurów do dwuskrzydłych ptaków. Różnica między gołębiami ze zwykłymi nogami a gołębiami ze skrzydło-nogami jest wynikiem przełączenia w ich DNA kilku sterowników wyższego rzędu, które zmieniają ekspresję dwóch genów28. Geny te znaleźć można u wszystkich ptaków, a nawet u wszystkich kręgowców, zatem najprawdopodobniej były obecne także u dinozaurów. Niewielka zmiana ich ekspresji, zapoczątkowana na etapie rozwoju płodowego, prowadzi do znaczących różnic w budowie dojrzałego zwierzęcia. Na tym właśnie polega evo-devo.

Rycina 1.7 Crioceratites należące do amonitowatychżyły we wczesnej kredzie. Piękna skamielina ukazuje zapis wzrostu tego zwierzęcia.

Franz Anthony

Badania nad regulacją i ekspresją genów u embrionów, by dowiedzieć się, co się dzieje w procesie rozwoju, stają coraz bardziej rozwijaną i dostępną techniką badawczą stosowaną także w odniesieniu do głowonogów. Eric Edsinger-Gonzales, biolog z Laboratorium Biologii Morza w Woods Hole w Massachusetts, badał embriony licznych gatunków głowonogów i jest przekonany, że w ciągu najbliższych kilku lat naukowcy nauczą się modyfikować genetycznie głowonogi i tworzyć „linie” na podobieństwo odmian gołębi. Na moje pytanie o to, jakich odkryć kalibru podobnego do skrzydłonogich gołębi można się spodziewać, Edsinger-Gonzales przypuszcza, że „wprowadzenie odpowiedniej modyfikacji genetycznej u ośmiornicy sprawi, że wykształci dziesięć ramion zamiast ośmiu. Mogę sobie wyobrazić, że można skłonić nawet embrion łodzika do ograniczenia liczby ramion do dziesięciu, co stanowiłoby imponującą ilustrację tego, jak takie zmiany mogły zachodzić na przestrzeni historii ewolucyjnej głowonogów”.

Niestety, miękkie ramiona nie kamienieją nawet w przybliżeniu tak często jak kościste nogi i skrzydła i być może nigdy nie dowiemy się na pewno, ile kończyn miały pradawne głowonogi. Niemniej jednak skamieniałości głowonogów mają dwie ważne przewagi nad dinozaurami, jeśli idzie o badania nad ewolucją. Po pierwsze: ich muszle stanowią zapis ich rozwoju sięgającego wstecz aż do jaja, z którego się wykluły, toteż zmiany rozwojowe – z których wiele mogło być konsekwencją działania przełączników kontrolujących DNA – można śledzić na przestrzeni całego cyklu życia pojedynczego zwierzęcia. Po drugie: były o wieeeeeeeeele bardziej powszechne.

Amerykańska paleontolożka, Peg Yacobucci, uznała powyższe przewagi za nadzwyczaj pociągające i obecnie jest przodowniczką badań nad skamieniałościami głowonogów. Przyznaje, że była „fanką dinozaurów, jako dziecko, naturalnie”29. Będąc „dziwaczną licealistką” w latach osiemdziesiątych XX wieku, fascynowała się nowatorską koncepcją mówiącą, że dinozaury wyginęły na skutek uderzenia asteroidy. Yacobucci tak opowiedziała mi o tym, jak uczestniczyła w wykładzie słynnego paleontologa Jacka Sepkoskiego w lokalnym muzeum przyrodniczym: „Zmusiłam matkę, moją biedną matkę, by zabrała mnie na ten wykład. Na wykładzie spała jak suseł”.

Sepkoski nie zajmował się dinozaurami, interesowały go masowe wymierania. Aby odkryć wzorce tych wymierań, posługiwał się wzorcami obecnymi wśród morskich skamieniałości, w tym także głowonogów, jak również mniejszych i mniej pociągających stworzeń, takich jak małże i plankton30. Wszystkie są licznie występującymi, różnorodnymi stworzeniami, po których zostało mnóstwo skamielin – czym różnią się od dinozaurów, które wprawdzie masowo występują w księgarniach i w sklepach z zabawkami, ale w terenie ich skamieniałości znajduje się tylko sporadycznie.

Swój wykład Sepkoski zakończył zaproszeniem słuchaczy na następne spotkanie nazajutrz, podczas którego zamierzał omówić proces odwrotny do wymierania: ewolucję. Yacobucci wymogła na matce kolejną wyprawę do miasta i była jeszcze bardziej oczarowana. Pamięta, że Sepkoski mówił mniej więcej tak: „Nietrudno zrozumieć wymieranie, ale jak wyjaśnić szybkie pojawianie się nowych grup?”. I dalej wspomina: „Mówił o eksplozji kambryjskiej. Nigdy przedtem o tym nie słyszałam, więc tym bardziej mnie to zafascynowało. Tym sposobem zrodziło się moje najważniejsze pytanie badawcze, nad którym nadal pracuję: Skąd się biorą nowe gatunki?”.

Yacobucci poszła na studia na Uniwersytecie Chicagowskim, bo tam pracował Sepkoski, i początkowo zajmowała się dinozaurami. Ale, jak mówi, szybko zdała sobie sprawę, że „badania nad dinozaurami nie pozwoliłyby mi osiągnąć tego, co mnie intelektualnie pociągało. Nie występowały one wystarczająco powszechnie, by można było na ich podstawie prowadzić rygorystyczne badania nad ewolucją”. Decydując się na program doktorancki, powiedziała sobie: „Potrzebna mi grupa i musi ona być tak samo „cool” jak dinozaury. Byłoby super, gdyby żyła w tym samym czasie, co one; a jeszcze lepiej by było, gdyby wymarła wtedy, co dinozaury, ale powinna pozostawić mnóstwo skamieniałości”.

Przy tak określonych warunkach wybór okazał się oczywisty.

W następnych rozdziałach prześledzimy wzloty i upadki ewolucji głowonogów, od pełzających ślimaków przez powolnie dryfujące drapieżniki po mistrzów sztuki ucieczki. Będziemy świadkami wielu triumfów amonitów przerwanych przez kataklizm, który niepozorne łodzikowate jakoś zdołały przetrwać. Będziemy obserwować, jak muszla głowonogów podlega niekończącym się przemianom: skręcaniu, przycinaniu, zapętlaniu, aż wreszcie, u pochewkowców, zostaje wchłonięta do wnętrza organizmu. Wreszcie, przyjrzymy się różnorodności współczesnych głowonogów, od kałamarnicy olbrzymiej po ekstrawaganckie mątwy (Metasepia pfefferi), i zastanowimy się, jaka przyszłość może je czekać.

CIĄG DALSZY DOSTĘPNY W PEŁNEJ, PŁATNEJ WERSJI

PEŁNY SPIS TREŚCI:

WPROWADZENIE. Dlaczego kałamarnice?

ROZDZIAŁ 1. Świat głowonogich

PŁYWAJĄCE BATONIKI BIAŁKOWE

DRZEWO GENEALOGICZNE KAŁAMARNIC

SKALNE ZEGARY

IDEALNY PRZYKŁAD EWOLUCJI

ROZDZIAŁ 2. Świt imperium

PRZYGOTOWANIE

NAJPOWOLNIEJSZA EKSPLOZJA ŚWIATA

NOWE ZASTOSOWANIE STAREJ MUSZLI

ŚLIMAK Z SILNIKIEM ODRZUTOWYM

SUPERDRAPIEŻNIK

WCZESNE EKSPERYMENTY

ROZDZIAŁ 3. Pływająca rewolucja

SZCZĘKI

SEKS I DZIECI

NIEZWYKŁY PRZYPADEK KURCZĄCYCH SIĘ JAJ

SZTUCZKA AMONITÓW

DZIEWIĘĆDZIESIĄT SZEŚĆ PROCENT: WIELKIE WYMIERANIE

ROZDZIAŁ 4. Proteuszowe muszle

ODRADZANIE SIĘ Z POPIOŁÓW

WZMACNIANIE OBRONY

PRZEPIS NA ZMIANĘ

MUSZLA TO JEDNAK STRASZNY CIĘŻAR

INNE KSZTAŁTY

USTA, KTÓRE POMYLONO Z DRZWIAMI

JĘZYK, KTÓRY NIE JEST JĘZYKIEM

ROZDZIAŁ 5. Schowanie muszli

WŁAŚCIWOŚCI POCHEWKOWCÓW

WYSKOCZ Z MUSZLI

ZACHOWAJ WAPŃ

POTĘŻNE PIÓRO

WAMPIRZE NOGI

SKAMIELINY W HISTORII: OD FISHING FIELDS DO BUFFALO STONES

ROZDZIAŁ 6. Upadek imperium

NAGŁA ŚMIERĆ

W POSZUKIWANIU DYMIĄCEGO PISTOLETU

OCALENI WŚRÓD AMONITÓW

CO NAM PODPOWIADAJĄ DZIECI

POBOŻNE ŻYCZENIA

UKRYWANIE SIĘ W GŁĘBINACH

ROZDZIAŁ 7. Ponowna inwazja

POWRÓT Z GŁĘBIN

WEJŚCIE WIELORYBA

NIEWIDZIALNA EWOLUCJA

ŻYWA SKAMIELINA?

CZAS ZAMKNIĘCIA

ROZDZIAŁ 8. Gdzie są teraz

ILE?

JAK DUŻY?

JAK DZIWACZNE?

NIEBEZPIECZNE PRZYSSAWKI

POLICZ, ZANIM ZŁAPIESZ

POZNAJ ŁODZIKA (PÓKI WCIĄŻ JESZCZE TU JEST)

EPILOG. Dokąd zmierzają

GLOBALNA EKSPANSJA

SZCZURY LABORATORYJNE I BIBLIOTEKI

PRZYSZŁOŚĆ PRZESZŁOŚCI