Historia

Dzień miał 22 godziny, rok – 385 dni, Polska leżała koło równika, a karaluchy były wielkości szczura

„Dawno, dawno temu, kiedy wije były wielkości aligatora, a ważki – jak sokoły”. Tak mogłaby się zaczynać baśń albo powieść fantasy, tymczasem uczeni przekonują, że to opis świata w okresie karbonu przed 359 – 299 milionami lat.

Obcy są wśród nas. Długo po innych gatunkach na Ziemię przybyły ośmiornice

Ziemię zasiedlają kosmiczne organizmy. Takie, które żyją w żołądkach ziemskiego bydła, ale równie dobrze radziłyby sobie na Marsie. I takie, które żywią się energią jądrową i przeżyłyby na księżycu Jowisza.

zobacz więcej
Jak wyglądała Ziemia w karbonie i skąd o tym wiadomo? Przyczyniły się do tego między innymi 10 tysięcy skamieniałych skrzydeł. Oraz odcisków w węglu paproci czy skrzypów, równie imponujących, jak wspomniane owady.

Insekt gigant

Spotkanie z ówczesną ważką, krocionogiem czy skorpionem mogłoby przyprawić o szybsze bicie serca – i to bynajmniej nie z radości. Praważka Meganeura monyi miała odwłok o średnicy 2,5 centymetra oraz rozpiętość skrzydeł 70 cm – mniej więcej tyle, co pustułka, pospolity ptak drapieżny z rodziny sokołowatych, znany z wielu wielkomiejskich osiedli. Wij artropleura, pradziadek dzisiejszych dwuparców, żywcem przypominał potwora pokonanego przez wiedźmina Geralta w Brokilonie: miał imponującą długość 2,5 metra i 30 par nóg – nic dziwnego, że uchodzi za największego bezkręgowca lądowego w dziejach. To długość obecnego kajmana krokodylowego (okularowego) – gada z rodziny aligatorowatych.

Wśród pajęczaków podobną pozycję zajmuje Pulmonoscorpius, skorpion mierzący 70 cm (tyle, co największy przedstawiciel rodziny szopowatych). A wśród karaczanów – Apthoroblattina, wymarły karaluch długości 43 cm i szerokości 38. W porównaniu z nim niespełna dziesięciocentymetrowy Blaberus giganteus wypada skromnie, jak mysz przy szczurze. A przecież ten występujący endemicznie w Ameryce Środkowej i częściowo – Południowej karaczan, blisko spokrewniony z pierwszymi skrzydlatymi owadami, które żyły w karbońskich lasach, i tak przerasta kilkukrotnie innych współcześnie żyjących krewnych.

Co pozwoliło im osiągnąć takie rozmiary? Najpopularniejsza obecnie odpowiedź brzmi, że wysokie stężenie tlenu. Ponieważ stawonogi mają stosunkowo mało wydajny układ oddechowy, teoria brzmi sensownie. Warto jednak wiedzieć, że jeszcze w połowie lat 90. sprawa wcale nie wydawała się oczywista.
Na temat składu atmosfery przed milionami lat brak bezpośrednich danych; uczeni szacują go na podstawie zawartości związków wapnia i strontu w skałach osadowych oraz w skamieniałościach roślin i zwierząt. Według powszechnie akceptowanego modelu GeoCarb, stworzonego przez Roberta Bernera z uniwersytetu Yale na początku lat 90., stężenie tlenu w karbonie wzrosło ponaddwukrotnie, z ok. 15 procent do imponujących 35 procent.

W 2012 roku profesor Matthew E. Clapham z University of California Santa Cruz i Jered A. Karr wykonali iście benedyktyńską pracę. Przejrzeli opublikowane artykuły na temat owadzich skamieniałości i wymierzyli skrzydła… 10,5 tysiąca okazów. Porównując ich wielkość z wahaniami stężenia tlenu z modelu Bernera, znaleźli zgrabną korelację na przestrzeni 200 mln lat.

Miały puste kości, a czasem nawet pióra. Rewolucja miękkich dinozaurów

Uroczo puchaty tyranozaurek więcej mówi o współczesności, niż o erze mezozoicznej

zobacz więcej
Wydawałoby się, że sprawa została definitywnie rozstrzygnięta, ostatnio jednak pojawiła się konkurencyjna hipoteza. Zespół z Uniwersytetu Stanforda pod kierunkiem Sandry Schachat opublikował w ubiegłym roku analizę z modelem Bernera skorygowanym o zaktualizowane, nowsze dane. Efekt? Dołek na wykresie stężenia tlenu zniknął. Obecnie obowiązuje teoria, że metamorfoza owadów gwałtownie przyśpieszyła, odkąd „dostały” skrzydeł i zajęły nową niszę ewolucyjną.

Lasy z paproci i skrzypów

Ukazuje to dobitnie, że o świecie sprzed 300 milionów lat trudno cokolwiek twierdzić ze stuprocentową pewnością. Istnieją natomiast mocne przesłanki co do jednego: wyglądał zupełnie inaczej niż świat współczesny. I to pod każdym niemal względem.

Za znak firmowy karbonu uchodzą lasy, z których powstały dzisiejsze pokłady węgla. Lasy? No właśnie. Rosły w nich przecież nie prawdziwe drzewa (pierwsze nagonasienne pojawiły się pod koniec tego okresu), lecz paprocie, kalamity spokrewnione z dzisiejszymi skrzypami oraz pradawne widłaki, czyli sigilarie i lepidodendrony. Równie imponujące, jak opisane wyżej owady: wiele z nich przewyższało dziesięciopiętrowy blok i miało pnie średnicy dwóch metrów.

Tu przynajmniej dysponujemy dowodami: w pokładach węgla zachowało się sporo odcisków (w internecie bez trudu można znaleźć bogate kolekcje ich zdjęć). Kłopot w tym, że ponieważ ocalały we fragmentach, nierzadko liście, korzenie oraz łodygi zaliczano do kompletnie różnych jednostek taksonomicznych.W efekcie do dziś np. korzenie lepidodendronu funkcjonują pod nazwą stygmarii.

Jak to się stało, że przeobraziły się w węgiel, zamiast po prostu zgnić i rozsypać się w humus? Popularna i przemawiająca do wyobraźni teoria głosiła, że nie istniały wówczas bakterie ani grzyby potrafiące rozkładać celulozę i ligninę. Pisał o tym m.in. „National Geographic” jeszcze w 2016 roku.
Artykuł opublikowany w tym samym roku w prestiżowym PNAS (czasopismo naukowe amerykańskiej akademii narodowej – Proceedings of the National Academy of Sciences) przekonuje tymczasem, że: po pierwsze nie wszystkie karbońskie rośliny były bogate w ligninę (widłaki, w przeciwieństwie do paproci drzewiastych, miały jej niewiele), a po drugie da się znaleźć dowody rozkładu. Wniosek – pokłady węgla powstały wskutek szczególnego splotu warunków środowiskowych: ciepłego, tropikalnego klimatu zapewniającego bujny rozwój roślinności, i bagnistego, przesyconego wodą podłoża tworzącego środowisko beztlenowe, sprzyjające tworzeniu się torfu, z którego powstał węgiel.

Szokująca mapa i wirujący czas

Gdzie rosły takie lasy? Naturalnie na bagnistych wybrzeżach morskich dzisiejszej Szkocji, Anglii, Francji i Polski, czyli w okolicach równika. Coś nie tak? Skąd, po prostu mapa świata wyglądała wtedy zupełnie inaczej.

Jak przeżyć masowe wymieranie. Poradnik surwiwalowca

Trwa właśnie szósta katastrofa w dziejach świata. Ale bądźmy optymistami. O ile nie przeraża nas myśl o ludziach mierzących trochę ponad pół metra wzrostu i zakładających rodziny w wieku dziesięciu lat.

zobacz więcej
Karbon to okres istnienia dwóch superkontynentów: Laurosji i Gondwany, które stopniowo się do siebie zbliżały, aż stworzyły jeden – Pangeę. Jak to wywnioskowano? Znowu na podstawie skamieniałości: zasięgi występowania wielu kopalnych organizmów dziarsko przeskakują między dzisiejszymi kontynentami, co sugeruje, że lądy te w przeszłości stanowiły całość.

Z kolei o ciepłym klimacie świadczy morfologia roślin karbońskich, przypominająca budowę gatunków występujących współcześnie w rejonach tropikalnych i umiarkowanych, a konkretnie – brak rocznych przyrostów wiązanych z porami roku.

I ostatnie zaskoczenie: dzisiejszy zegarek i kalendarz nie przydałyby się w czasach wielkich ważek i jeszcze większych widłaków. Udało się to potwierdzić m.in. z pomocą niezawodnych skamieniałości: koralowce na przykład wykazują sezonowe i dzienne cykle wzrostu widoczne w postaci warstewek podobnych do słojów drzew. Ich zliczenie pozwoliło określić długość roku: 350 milionów lat temu liczył on około 385 dni. Nie oznacza to, że Ziemia posuwała się szybciej wokół Słońca, a tylko, że szybciej wirowała wokół własnej osi: jak się sądzi, doba trwała wtedy około 22 godzin.
Najbardziej zdumiewające, że takie zmiany tempa nie są równomierne. Wywołuje je nie tylko Księżyc, przyciągając masy wodne, które trą o dno oceanu. Swój udział mają tu trzęsienia Ziemi, a nawet… silne wiatry. Nie mówiąc o zlodowaceniach. Ciężar lodu na biegunach jest tak wielki, że odkształca skorupę ziemską. Gdy topnieją, Ziemia – niczym tancerka na lodzie, unosząca ręce w górę – zaczyna wirować szybciej, jak mówi James G. Williams z Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie, cytowany przez „Scientific American” w 2010 roku.

W efekcie zostajemy sam na sam z odciskiem olbrzymiej ważki, niedziałającym zegarkiem i mętlikiem w głowie. Aż kusi, by na przekór optymistom zacytować dziewiętnastowiecznego zoologa Emila du Bois-Reymonda: Ignoramus et ignorabimus (pol. nie znamy i nie poznamy) .

– Hanna Pasierska


Ważniejsza bibliografia:

Adam Hadhazy, Fact or fiction: the days (and nights) are getting longer, 14.06.2010, scientificamerican.com/article/earth-rotation-summer-solstice/?redirect=1.

Charles Owen Jackson. Info bites: 10 fascinating facts about the carboniferous period, earthlyuniverse.com/10-fascinating-facts-carboniferous-period, 09.11.2016.

Shanti Menon, Insects of the Oxygeniferous, 01.09.1995, discovermagazine.com/1995/sep/insectsoftheoxyg567.

Matthew P. Nelsen, William A. DiMichele, Shanan E. Peters, and C. Kevin Boyce, Delayed fungal evolution did not cause the Paleozoic peak in coal production, 19.01.2016, pnas.org/content/suppl/2016/01/13/15179431.DCSupplemental.

redbor.pl/skamienialosci/0_atlas_flory_karbonu.htm – prywatne muzeum Roberta Borzęckiego.

Sandra R. Schachat, Conrad C. Labandeira, Matthew R. Satltzman, Bradley D. Cramer, Jonathan L. Payne and C. Kevin Boyce, Phanerozoic pO2 and the early evolution of terrestrial animals, Proceedings of the royal society B, 24.01.2018.

Tim Stephens, Reign of the giant insects ended with the evolution of birds, 04.06.2012. https://news.ucsc.edu/2012/06/giant-insects.html

Ker Than, Insects took off when they evolved wings, m.phys.org/news/2018-01-insects-evolved-wings.html, 23.01.2018.


TYGODNIK TVP, ul. Woronicza 17, 00-999 Warszawa. Redakcja i autorzy

Zdjęcie główne: Bagno w czasach karbonu. Grafika autorstwa Brina Edwardsa. Fot. DeAgostini / Getty Images
Zobacz więcej
Historia Najnowsze wydanie
„Największy polski bandyta” i powstańcy w przyciasnych melonikach
Zdumiewa, że ani politycy PPS, ani obozu narodowego nie zdobyli się na większe zaangażowanie na Śląsku.
Historia Najnowsze wydanie
Blefowali, że pomogą Polsce. Rzeźnikowi postawili pomnik. I...
Brytyjczyków zmanipulował „mały, antysemicki szakal z Cieszyna”, pretensje Niemiec do Polski były uzasadnione, Churchill był niekompetentny, a potęga imperium i legendarne bitwy to złudzenie – tak konserwatysta obala mity swego narodu o „słusznej wojnie”.
Historia Najnowsze wydanie
„Albo Polska będzie wrogiem, albo przyjacielem Niemiec”
Hitler nie skorzystał z sugestii i nie rozmawiał z ministrem Beckiem z pozycji siły. Powtórzył jednak: Gdańsk jest niemiecki i prędzej czy później wejdzie w skład Niemiec.
Historia Poprzednie wydanie
Sojusznik zdradzony i zapomniany
Wojsko URL przyczyniło się do sukcesu ofensywy znad Wieprza, decydującej w Bitwie Warszawskiej, powstrzymując armię konną Budionnego w Zamościu i okolicach.
Historia Poprzednie wydanie
Ostatnia kanikuła przed burzą. Wakacje 1939
Kiepura śpiewa Rotę, Rydz-Śmigły odbiera defiladę, na ulicach pojawiają się „straszliwe zielonkawe ryje”, a społeczeństwo wpada w stan erotycznej fascynacji.