11.02.2014

Prehistoryczne ważki

Skamieniałość późnojurajskiej ważki Cymatophlebia longialata, Niemcy (Solnhofen)
autor zdjęcia Dr. Alexander Mayer

Chciałabym wiedzieć jak teoria ewolucji wyjaśnia pochodzenie ważek. Niestety, dostępne źródła nie zaspokajają mej ciekawości. Oto, czego dowiedziałam się o ich historii.
Protodonata (praważki) pojawiły się w karbonie jakieś 320-325, a może i 350 milionów lat temu.  Najstarsze (odnalezione) skamieniałości praważek odciśnięte w węglu kamiennym datowane są na 320 milionów. Pod względem budowy praważki różniły się od współczesnych kilkoma szczegółami:
  • wielkość ciała tych największych dochodziła do 43 cm, rozpiętość skrzydeł do 75 cm (największa współcześnie żyjąca ważka równoskrzydła Megaloprepus caerulatus ma 12(?) cm długości i 19 cm rozpiętości skrzydeł)
  • waga dochodziła do 150 g
  • skrzydła słabiej użyłkowane, bez pterostigm i węzełków; brak możliwości złożenia
  • nieco inna budowa nóg, 
  • znacznie mniejsze, słabiej rozwinięte oczy
  • dłuższe czułki
Poza tym proporcje ciała i ogólny wygląd bardzo przypominają te współczesne.

Ważki od zawsze były drapieżnikami, w okresie karbonu nie miały żadnej konkurencji w powietrzu (wówczas nie było jeszcze ptaków).

Najstarszą skamieniałością ważki odnalezioną w Polsce jest Eumorbaeshna adriankini, nieznany dotąd gatunek odkryty w kamieniołomie Owadów-Brzezinki koło Tomaszowa Mazowieckiego, miejscu porównywanym do jednego najsłynniejszych stanowisk paleontologicznych – Solnhofen w Niemczech. Nazwa gatunkowa została nadana na cześć odkrywcy tego stanowiska wykopaliskowego, doktora Adriana Kina (1979-2012) (źródło). Niestety, jak dotąd brak opisu tej ważki. Można jedynie przypuszczać, że nie była ona zbyt duża. Ważkę znaleziono w warstwach górnojurajskich sprzed około 148 mln lat. W tym czasie ważki rozmiarami przypominały te dzisiejsze.

Skamieniałość doskonale zachowanego delikatnego skrzydła praważki sprzed 148 mln lat (jura). To pierwszy taki okaz w Polsce.  Fot. Adrian Kin

W niezwykle zasobnym wykopalisku w Solnhofen (Niemcy, miejscowość pomiędzy Monachium a Norymbergą) w wapieniach (osadach morskich) z okresu jury (sprzed 144-155 mln lat) odkryto wiele skamielin różnych zwierząt (m.in. ryby, gady, skorupiaki, ważki i inne owady). Ważki jurajskie wielkością były zbliżone do żyjących współcześnie [rozpiętość skrzydeł od 1,7 cm  (Agriocnemis) do 20 cm (Coerulatus)]. Jednakże większość z nich  miała rozpiętość skrzydeł 5-8 cm, a długość ciała 2-12 cm.

Jedną z największych praważek żyjących na Ziemi była Meganeuropsis permiana (długość skrzydła 33 cm, rozpiętość skrzydeł ok. 71 cm, długość ciała 43 cm), ale jej rozmiary na tamte czasy nie były niczym wyjątkowym. Roślinność i inne zwierzęta (także owady) również były znacznie większe niż obecnie i taki stan rzeczy trwał przez wiele milionów lat. Dinozaury pojawiły się "zaledwie" 232 miliony lat temu (wg wykopalisk), a więc jakieś 100 milionów lat później niż praważki. Niektóre z nich również osiągały kolosalne rozmiary. Na temat olbrzymich rozmiarów zwierząt i roślinności istnieje sporo teorii (wyjaśnień?), np. większa zawartość tlenu w powietrzu (30%), cieplejszy klimat, brak naturalnych wrogów i pewnie wiele innych.


Co do datowania skamieniałości praważki Meganeuropsis permiana natknęłam się na ciekawe informacje. 
Skamieniałość została odnaleziona i opisana w 1937 r. w stanie Kansas, Elmo, wykopalisko zwane formacją Wellington. Pochodzenie znaleziska oceniono na okres wczesnego permu, ponieważ znajdowało się w dolnej warstwie "przypadającej" tej epoce.
Formacja ta składa się z zielono-szarych łupków otaczających soczewkowate struktury zbudowane z wapieni i dolomitów, w których to odnaleziono skamieniałości ważek. Struktury te sięgają do 40 m ponad dolną granicę formacji. Z kolei wapienie i dolomity charakteryzują się szczególnie drobną ziarnistością, lecz poza odciskami ważek nie znaleziono w nich żadnych skamieniałości przewodnich. Ponieważ przyjęto, że owe soczewkowate struktury mają ten sam wiek co otaczające je warstwy łupków (których wiek potwierdzony został odpowiednimi skamieniałościami), skamieniałości ważek zostały również zaliczone do dolnego permu.
Autor artykułu (link) przedstawia własne i bardzo interesujące wyjaśnienie przyczyn tego zjawiska.
Zaznaczam, że moja wiedza geologiczna jest... żadna i niespecjalnie mam czas i powód, by się zagłębiać w ten temat, ale starałam się przeczytać ów artykuł ze zrozumieniem. Zrozumiałam zatem, że:
  • wielkość organizmów koresponduje z wartością Tła Grawitacyjnego na Ziemi. Dotyczy to wszystkich organizmów, ale szczególnie silnie odbija się na wielkości organizmów latających (np. ważki)
  • Tło Grawitacyjne [nie mam sił i czasu, by odnaleźć jasną definicję tego pojęcia] zależy od orbity Układu Słonecznego. "Kiedy Układ Słoneczny znalazł się na orbicie kołowej nastąpił drastyczny wzrost wartości Tła Grawitacyjnego. Odpowiednio do tego zaczął się okres dopasowywania się wielkości atomów materii ziemskiej do nowej wartości TG." Autor wyjaśnia, że np. głębsze warstwy Ziemi skurczyły się bardziej, a ich masa (ciężar właściwy) uległa zmniejszeni bardziej niż warstw wyżej zalegających. To spowodowało, że doszło do globalnego zapadania się kontynentów. Wzrost TG miał też wpływ na zmniejszenie rozmiarów zwierząt i roślin.  Zainteresowanych tematem Tła Grawitacyjnego odsyłam do artykułów źródłowych, do których też pewnie zajrzę. Być może doczytam jak długo trwało tamto zwiększenie TG, które rozpoczęło się na przełomie karbonu i permu - tak zrozumiałam)
  • na podstawie pracy Wolfganga Zessina (niemiecki zoolog i fizyk ur.1948) pt. „Przegląd ważek paleozoicznych“ autor zauważył, że w miarę zbliżania się do kresu karbonu wielkość ważek wyraźnie wzrastała. Wyjątkiem był tylko gatunek Meganeuropsis permiana (olbrzymi, ale uznany za pochodzący z permu)
Tutaj kończy się moje rozumienie artykułu, a dokładnie na zdaniu:

W ten oto sposób [na skutek procesów wywołanych zmianą TG] skamieniałości Meganeuropsis permiana znalazły się w otoczeniu skał o wiele od nich starszych i zostały fałszywie zakwalifikowane.

Jeszcze to przemyślę (w komentarzu do artykułu zwróciłam się też z prośbą do autora o wyjaśnienie  - może odpowie?), ale na razie widzę 2 możliwości: 1/ nie rozumiem procesów i pojęć geologicznych oraz paleontologicznych, o co trudno, skoro nie znam się na tych dziedzinach lub  2/ do artykułu zakradł się błąd: słowo "starszych" powinno być zastąpione słowem "młodszych".

Tłumaczę to sobie tak (w świetle struktury formacji Wellington):
W czasach gdy zachodziły procesy związane z zapadaniem się wierzchnich (cięższych) warstw Ziemi w starsze (o mniejszej masie właściwej i skurczone), skamieniałości ważki Meganeuropsis permiana już istniały w owych wapienno-dolomitowych strukturach (z kontekstu zrozumiałam, że utworzyły się w karbonie). Zatem jeśli późniejsze (młodsze) warstwy Ziemi (z okresu permu) zapadły się, wówczas doszło do tego, że miejscami znalazły się na jednym poziomie warstwy z obu okresów.
Z artykułu zrozumiałam też, że karbońskie ważki były większe niż z późniejszego okresu permu (tabela stratygraficzna), a skoro ta ważka była gigantyczna, to błąd w kwalifikacji, który wytyka autor, polega na "odmłodzeniu" znaleziska, które tak naprawdę pochodzi z karbonu. 
Niestety, w artykule zrozumiałym zapewne dla znawców tematu zbyt wiele jest niedopowiedzeń, których nie potrafię właściwie odczytać i pojąć.


Jeśli autor ( Pan I.C.) udzieli mi odpowiedzi na pytanie jak, wg niego, powinno datować się tę skamieniałość - zacytuję ją poniżej. 
  

 ********************

Co do rozmiarów największych praważek, w poszukiwaniu których przeczesałam internet odnotować należy największą praważkę świata, której pierwsze skamieniałe szczątki zostały odkryte w kopalni węgla w Commentry we Francji w roku 1880. Pierwszego opisu tej praważki dokonał w 1885 r. francuski paleontolog Charles Brongniart. Analogicznego znaleziska dokonano w roku 1979 w Bolsover, w angielskim hrabstwie Derbyshire.

Meganeura monyi – gatunek karbońskiej praważki [z rzędu Protodonata, rodzina Meganeuridae], spokrewnionej z dzisiejszymi ważkami i jętkami. Żyła około 300 milionów lat temu. Prawdopodobnie był to największy owad w historii Ziemi.
  • rozpiętość skrzydeł -  75 cm
  • masa ciała - prawdopodobnie 150 gramów. 
Siedliskiem życia meganeury były podmokłe lasy tropikalne rosnące na terenie dzisiejszej Belgii, Francji oraz Anglii. Uważa się, że jej larwy żyły, jak w przypadku dzisiejszych ważek, w zbiornikach wodnych i były drapieżnikami. Dorosłe osobniki żywiły się ówczesnymi bezkręgowcami, jak karaluchy. Niewykluczone jest jednak, że ich łupem padały także małe kręgowce lądowe, jak pierwszy znany gad, hylonomus, należący do anapsydów.
Osiągnięcie tak olbrzymich rozmiarów meganeury umożliwione było najprawdopodobniej przez dużą zawartość tlenu w powietrzu epoki karbonu. Zwierzę nie było też jedynym tak dużym stawonogiem tych czasów (zobacz też arthropleura).


A oto cyfrowa, finalna rekonstrukcja wyglądu tej ważki stworzona pod patronatem naukowców z Muzeum Historii Naturalnej w Paryżu:

 


Na YT można znaleźć także pierwsze dwie części tej rekonstrukcji.

1 158

Meganeura monyi, Meganeuropsis permiana, praważki,historia ważek, Adrian Kin, Owadów-Brzezinki wykopalisko,  największa ważka świata, tło grawitacyjne Ziemi, formacja Wellington Elmo, Solnhofen wykopalisko Niemcy

4 komentarze:

  1. Jobs about your research. I like it very much. Has been working great. Congratulations.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Thank you very much, I enjoy it. I greet you, Ali :-)

      Usuń
  2. Dziękuję bardzo za zwrócenie mi uwagi na tę nieścisłość. Odpowiadam niestety dopiero teraz bo nie zauważyłem Pani pytania. Niestety system bloga na Salonie24 nie jest przystosowany do prowadzenia dyskusji na tematy z przeszłości i nie informuje o komentarzach dotyczących starszych notek a ja napisałem już ich trochę i nie mam czasu na sprawdzenie ich wszystkich czy aby ktoś nie ma tam interesującej uwagi. Tak zdarzyło się to niestety w Pani przypadku.

    Oczywiscie ma Pani całkowitą rację. Szczątki Meganeuropsis permiana znajdowały się w obrębie skał ktorych sedymentacja miała genezę eoliczna czyli wapiennych wydm. To znaczy że wydmy te istniały już zapewne tysiące lat wcześniej zanim doszło tam do depozycji w nich tych szczątków. W wyniku przemieszczania się bardzo drobnego pyłu wapiennego pod wpływem wiatru szczątki wazek zostały zasypane i zachowały się do naszych czasów. Cały ten proces miał miejsce pod koniec karbonu. Potem w okresie permu wydmy zostały zatopione w morzu w wyniku obniżenia się mas lądowych i przykryte osadami łupków.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Bardzo dziękuję za odpowiedź na nurtujące mnie pytanie. Cieszy mnie to, że (będąc laikiem) jednak właściwie zrozumiałam treść Pańskiego artykułu (Meganeuropsis permiana pochodzi zatem z karbonu, a nie permu czy jeszcze młodszego okresu).

      Usuń