plik

��Fosylizacja wyj�tkowy zbieg okoliczno�ci Przemiana martwego zwierz�cia w skamienia"o�� to proces niezwykle skomplikowany i zdarza si� wyj�tkowo rzadko Christiane Denys FOSYLIZACJA zale�y od rozmaitych czynnik�w. Wed"ug jednej z hipotez, iguanodony, kt�rych szcz�tki odkryto w belgijskiej kopalni w Bernissart, zamieszkiwa"y tereny podmo- k"e. Ich szkielety ogryzione przez drapie�niki zosta"y porwane przez pow�d�. Wezbrane wody znios"y je w miejsca ubogie w tlen, sprzyjaj�ce powstawaniu skamienia"o�ci. 64 �WIAT NAUKI STYCZE� 2003 DELPHINE BAILLY tado dinozaur�w ro�lino- w zapisie kopalnym. Okaza"a si� ona cz�steczek organicznych zwi�zkami nie- �ernych ucieka przed dra- r�wnie� istotna przy poznawaniu zasad organicznymi. Na r��ne etapy procesu pie�nikami. �adne spo�r�d ewolucji zwierz�t oraz powi�zaniu jej fosylizacji wp"ywaj� rozliczne czynniki, sp"oszonych zwierz�t nie z przemianami �rodowiska. kt�re sprawiaj�, �e rzadko przebiega ona zauwa�a rozci�gaj�cego Prawdziwym pionierem tafonomii by" pomy�lnie. Jeszcze rzadziej mamy do Zsi� przed nimi mokrad"a. jednak niemiecki geolog Johannes czynienia z kamienieniem tkanek mi�k- Grz zn� w nim i wkr�tce znikaj� pod Weigelt. W 1927 roku opublikowa" dzie- kich, tote� ograniczymy si� tu do opisu jego powierzchni�. Ponownie wychyn� "o, w kt�rym analizowa" mechanizmy fosylizacji element�w kostnych. Obec- na �wiat"o dzienne dopiero po wielu mi- �mierci, rozk"adu cz��ci mi�kkich, roz- nie potrafimy coraz lepiej rozpozna� �la- lionach lat, kiedy paleontolodzy wydob�- padu szkieletu (rozcz"onkowania jego dy pozostawione w jej poszczeg�lnych d� je z kamiennego grobu w postaci ska- element�w pierwotnie po"�czonych sta- etapach, pozwalaj�ce dociekliwym pa- mienia"o�ci, czyli zmineralizowanych wowo), transportu zw"ok i ich grzeba- leontologom prze�ledzi� histori� w�d- szcz�tk�w. nia w r��nych �rodowiskach. Por�wny- r�wki szcz�tk�w zwierz�cych czy ro�lin- Te �wiadectwa przesz"o�ci cz�sto wy- wa" tak�e rozmieszczenie przestrzenne nych od biosfery do litosfery. st�puj� do�� licznie w pok"adach pew- szkielet�w z rozmaitych stanowisk pale- nych rodzaj�w ska" osadowych. Sk�d ontologicznych. Pierwszy powi�za" roz- Skomplikowane przemiany si� tam bior�? Czy mo�na prze�ledzi� mieszczenie i kompletno�� szcz�tk�w POGRZEBANIE LUB ZNISZCZENIE zw"ok poszczeg�lne etapy przeobra�ania si� z okoliczno�ciami �mierci zwierz�cia zwierz�cia, niezale�nie od przyczyny je- substancji organicznej w kamie�? Za- oraz warunkami po�miertnymi. Do roz- go �mierci, mo�e trwa� od kilku godzin gadnieniami tymi zajmuje si� tafono- woju tafonomii przyczyni"o si� te� do wielu lat. Szcz�tki podlegaj� r��nym mia. Jej formalnym tw�rc� jest paleon- ugruntowanie pogl�du, �e zwierz�ta przemianom [ilustracja na stronie 67], tolog rosyjski Iwan Jefremow, kt�ry znajdowane w jakim� stanowisku wy- ale tylko nieliczne fosylizacji. Podczas w 1940 roku zauwa�y", �e w niekt�rych kopaliskowym nie musz� pochodzi� z te- nich mo�e dochodzi� do gromadzenia stanowiskach paleontologicznych pra- go samego miejsca. Na Zachodzie uzna- si� ko�ci, co sprzyja powstawaniu ska- dawne warstwy skalne zawieraj� znacz- no j� ostatecznie za nauk� w latach mienia"o�ci, poniewa� zmniejsza praw- nie liczniejsze i lepiej zachowane szcz�t- siedemdziesi�tych. dopodobie�stwo zniszczenia szcz�tk�w ki organizm�w ni� osady wsp�"czesne. Prze�led�my teraz dok"adniej mecha- kostnych przez wod�. Pojedynczy mar- Wcze�niej interesowano si� niemal nizmy tafonomiczne, poczynaj�c od twy osobnik ma znikome szanse zacho- wy"�cznie anatomi� por�wnawcz� naj- �mierci osobnika po wydobycie skamie- wania si� przez tysi�ce czy, tym bardziej, rzadszych lub najlepiej zachowanych nia"o�ci, kt�re mo�na ogl�da� w mu- miliony lat. Mamuty z wiecznej zmarz- ko�ci. Co najmniej od 1915 roku zdoby- zeach. Pierwszy etap obejmuje rozk"ad liny syberyjskiej czy polski nosoro�ec wano jednak informacje na temat ca- tkanek mi�kkich i rozcz"onkowanie w"ochaty ze Staruni (obecnie w Mu- "ych zespo"�w kopalnej fauny. Badania szkieletu, czemu towarzyszy rozpad zeum Przyrodniczym w Krakowie dowiod"y te� znaczenia tafonomii dla wi�kszo�ci substancji organicznych. Na- przyp. t"um.), zakonserwowany w wo- lepszego zrozumienia g"�wnych faz r��- st�pnie, po pogrzebaniu w osadzie, do- sku ziemnym, to tylko wyj�tki potwier- nicowania si� i wymierania gatunk�w chodzi do mineralizacji, czyli zast�pienia dzaj�ce regu"�. W tym ostatnim przy- STYCZE� 2003 �WIAT NAUKI 65 zar�wno na zwi�zki organiczne, jak i nieorganiczne. Jest to pierwszy etap mineralizacji ko�ci, podczas kt�rego KO�� G�BCZASTA cz�� kryszta"�w fosforanu wapnia ule- KOSTNIWO SZKLIWO ga rozpuszczeniu, a nast�pnie ponow- nej rekrystalizacji. Zmiany te zachodz� w ci�gu pierwszych trzech dni po �mier- ci, zanim nast�pi rozk"ad cia"a, kt�ry trwa wiele dni lub tygodni, zale�nie od warunk�w zewn�trznych. Na przyk"ad w glebach silnie kwa�nych lub zasado- wych nast�puje szybki zanik tkanek, a wi�c gleby takie nie sprzyjaj� pro- cesowi fosylizacji. W pierwszej fazie rozk"adu tkanek TRZON mi�kkich cz�steczki organiczne rozpa- JAMA SZPIKOWA daj� si� pod wp"ywem rozmaitych czyn- nik�w otoczenia, w tym dzia"alno�ci mi- OKOSTNA kroorganizm�w. Proces ten nosi nazw� autolizy (uczestnicz� w nim tak�e enzy- Z�BINA my kom�rkowe przyp. t"um.). W obec- no�ci tlenu dochodzi do rozbicia przez KO�� ZBITA bakterie tlenowe "a�cuch�w w�glowych KO�CI I Z�BY to �ywe, cho� zminerali- w cz�steczkach organicznych, co unie- zowane, cz��ci cia"a. Z�b sk"ada si� mo�liwia fosylizacj� wszelkich tkanek z z�biny (dentyny) otoczonej kostniwem (cementem) w strefie korzenia i szkli- mi�kkich. Mineralizacji ulegaj� w�w- wem w koronie. Ko�� d"uga ko�czyny czas tylko ko�ci czy z�by (a tak�e wa- (z lewej) z"o�ona jest z dw�ch typ�w pienne muszle i inne cz��ci szkieletowe tkanki kostnej. Ko�ce, czyli nasady, s� bezkr�gowc�w przyp. t"um.). W przy- zbudowane z tkanki g�bczastej, za� trzon z tkanki kostnej zbitej, otaczaj�- padku braku tlenu na przyk"ad g"�bo- cej jam� szpikow�. Ca"o�� pokryta jest ko w glebie lub pod wod� autoliza jest NASADA okostn�. W sprzyjaj�cych warunkach utrudniona, mo�e natomiast zachodzi� ko�ci i z�by mog� ulec skamienieniu: synteza metanu i redukcja �elaza zawar- w kanalikach i przestworach gromadz� si� sole mineralne, zmieniaj�c stopnio- tego we krwi. S� to warunki sprzyjaj�- wo tw�r organiczny w kamie�. ce utrwaleniu tkanek mi�kkich. W wo- dach s"odkich przewa�a redukcja azo- tan�w, �elaza i wytwarzanie metanu, natomiast w morskich dominuje reduk- cja siarczan�w. Wynika to z charakteru padku przes�czaj�ce si� na powierzchni� �ywa. Ko�ci ko�czyn s� d"ugie i sk"ada- bakterii wyst�puj�cych w poszczeg�l- w�glowodory ropopochodne utworzy"y j� si� z dw�ch rozszerzonych nasad po- nych typach �rodowisk, nie ma jednak pu"apk�, w kt�rej grz�z"y zwierz�ta. Po "�czonych smuklejszym trzonem z ja- bezpo�redniego wp"ywu na jako�� za- ich zatoni�ciu powierzchnia bagna m� szpikow� otoczon� tkank� kostn� chowania skamienia"o�ci. stwardnia"a w asfalt, kt�ry zakonserwo- zbit�. Nasady za� tworzy tkanka kost- wa" zw"oki. na g�bczasta zbudowana z lu�no roz- Rozk"ad zwi�zk�w organicznych Ofiary drapie�nik�w s� zwykle roz- mieszczonych beleczek kostnych. Sil- MIKROORGANIZMY TWORZ� niekiedy b"on- kawa"kowywane i ogryzane z mi�sa, ich nie zmineralizowane s� tak�e z�by k� (biofilm) grubo�ci kilku mikrome- szkielety zostaj� wi�c szybko wystawio- warstwa z�biny (dentyny, podobnej do tr�w. Jej rozw�j na resztkach zwierz�- ne na dzia"anie powietrza, a tak�e pa- ko�ci) jest w cz��ci zewn�trznej (koro- cia przyczynia si� cz�sto do powsta- dlino�erc�w, bakterii i grzyb�w, pozo- nie z�ba) otoczona szkliwem (emali� wania organogenicznych osad�w, a tak- stawiaj�cych po sobie charakterystyczne z�bow�), a wok�" korzeni kostniwem �e sprzyja zachowaniu skamienia"o�ci, �lady. Drobnoustroje rozpuszczaj� ko��, (cementem). przynajmniej kostnych, mimo rozk"adu wprowadzaj�c przy tym niekiedy obce W ci�gu mniej wi�cej doby od natu- cz��ci mi�kkich. B"onki z mikroorga- dla niej pierwiastki (m.in. stront i cynk). ralnej czy te� tragicznej �mierci orga- nizm�w chroni� osad przed erozj� wia- Poniewa� zwi�kszaj� jej porowato��, nizm zostaje opanowany przez swoj� trow� i wodn�, a zarazem stwarzaj� �ro- sprzyjaj� cyrkulacji roztworu glebowe- mikroflor� jelitow�. Do szpiku kostne- dowisko ubogie w tlen, co chroni tkan- go i wnikaniu do niej pierwiastk�w za- go sieci� kanalik�w naczyniowych w ko- k� kostn� przed rozk"adem, sprzyjaj�c wartych w wodzie i glebie. �ciach docieraj� bakterie i �ywi� si� fosylizacji. Tkanka kostna [ilustracja powy�ej] cz�steczkami organicznymi, wydziela- W wyniku hydrolizy bia"ek nast�puje jest wprawdzie zmineralizowana, ale j�c przy tym substancje oddzia"uj�ce uwalnianie aminokwas�w, b�d�cych po- 66 �WIAT NAUKI STYCZE� 2003 DELPHINE BAILLY �ywk� dla drobnoustroj�w. Przebieg inowy jest bardziej podatny na hydroli- ku narodowym Amboseli wykaza"y, �e tych reakcji zale�y od ilo�ci zgromadzo- z� i utlenianie ni� inne zwi�zki organicz- na 150 martwych zwierz�tach spo�r�d nej materii organicznej, rozmiar�w zia- ne (bia"ka, t"uszcze i w�glowodany). Ry- 250 badanych ucztowali padlino�ercy, ren osadu, jego przepuszczalno�ci oraz ch"o zostaje poci�ty na kr�tkie odcinki, powoduj�c przewa�nie ich zdekomple- temperatury. Niekt�re bia"ka, jak kera- a wreszcie na pojedyncze nukleotydy, "a- towanie. Tylko 50 �cierw i to zaledwie tyna, fibrynogen i kolagen, s� mniej po- two ulegaj�ce degradacji. Te ostatnie re- z kilkunastoma ko��mi przypadaj�cymi datne na biodegradacj� z racji swej nie- akcje mog� przebiega� wolniej, je�li or- na ka�de z nich przetrwa"o kolejne po- rozpuszczalno�ci i licznych wi�za� ganizm zostanie szybko pogrzebany ry deszczowe i suche (gdy ko�ci naprze- wewn�trzcz�steczkowych. Na przyk"ad i wysuszony. W klimacie umiarkowanym miennie wysychaj� i nasi�kaj� wod�, co kolagen jest zbudowany z "a�cuch�w informacja genetyczna mo�e przetrwa� prowadzi do ich kruszenia). aminokwas�w splecionych ze sob� w od- �rednio oko"o 10 tys. lat, natomiast Na pustyniach i innych otwartych porne potr�jne helisy. Uk"adaj� si� one w zimnym mniej wi�cej 100 tys. lat. Naj- przestrzeniach padlina cz�sto le�y d"u- we w"�kienka (mikrofibryle), a te we starsze wiarygodne sekwencje DNA po- go na powierzchni i stopniowo niszcze- w"�kna (taka budowa decyduje o w"a- chodz� z mamut�w syberyjskich sprzed je. W ko�ciach d"ugich pojawiaj� si� sno�ciach �ci�gien i wi�zade"). Drobno- oko"o 50 tys. lat. D"u�szemu zachowa- zwykle sp�kania na trzonie biegn�ce ustroje z trudem rozk"adaj� te struktu- niu kopalnego DNA sprzyjaj� te� warun- r�wnolegle do jego d"ugiej osi, a na na- ry. Aminokwasy powsta"e z rozk"adu ki panuj�ce w jaskiniach strefy umiar- sadach tworz�ce nieregularn� mozai- bia"ek frakcji organicznej ko�ci ulegaj� kowanej, gdzie jest stale ch"odno i nie k�. Powierzchnia ko�ci "uszczy si� i niekiedy przemianom w w�glowodory. ma waha� wilgotno�ci. chropowacieje. Ko�ci du�ego ssaka roz- Kolagen zawarty w ko�ciach prze- padaj� si� ostatecznie w py" w ci�gu kszta"ca si� w �elatyn� dopiero w tem- Akumulacja szcz�tk�w �wier�wiecza wskutek coraz g"�bszych peraturze 150�C, natomiast poza nimi R�WNOLEGLE Z BIODEGRADACJ� cz�steczek sp�ka� oraz tratowania przez zwierz�- ju� w 68�C. W temperaturze 15�C okres organicznych przy udziale drobnoustro- ta. W wilgotnych lasach i na mokrad"ach p�"trwania tej cz�steczki organicznej j�w zachodz� liczne zjawiska przyczy- sp�kania tworz� si� zapewne wolniej szacowany jest na 30 tys. lat. T"uszcze niaj�ce si� do nagromadzenia ko�ci. ni� na sawannie. (lipidy) to substancje hydrofobowe, s"a- W pierwszym rz�dzie nale�y wymieni� Interesuj�ce badania przeprowadzo- bo rozpuszczaj�ce si� w wodzie. S� na- dzia"alno�� padlino�erc�w, pozostawia- no na Florydzie, w klimacie podzwrot- tomiast utleniane przez drobnoustroje j�cych na skamienia"o�ciach charaktery- nikowym. Na powierzchni osadu nad- (je"czej�), chyba �e �rodowisko nie styczne �lady. U wej�cia do jednej nory morskiego lub w pobli�u bagien po- sprzyja aktywno�ci bakterii, na przyk"ad hien naliczono ponad 2 tys. fragmen- "o�ono 24 martwe ptaki. Ju� w pierw- w warunkach beztlenowych po pogrze- t�w kostnych wi�kszych ni� 2 cm; na- szych dniach wida� by"o oznaki autoli- baniu w osadzie. S"abo natomiast po- le�a"y one do oko"o 56 ofiar z 17 gatun- zy tkanek, cho� bakterie nie wnikn�"y znane s� mechanizmy rozk"adu w�glo- k�w zwierz�t. Najcz�stsze s� w miar� jeszcze w ich g"�b. Ostateczny los ze- wodan�w (cukr�w). Ostatecznie niemal kompletne pozosta"o�ci ko�czyn. w"ok�w przypiecz�towali padlino�ercy wszystkie cz�steczki organiczne, czy to Przebieg rozpadu szkieletu na cz��ci aligatory, ptaki, drobne ssaki, kraby pierwotnie wyst�puj�ce w ko�ciach, czy zale�y od �cis"o�ci staw�w oraz ilo�ci i owady. Szcz�tki zosta"y ca"kowicie roz- powstaj�ce w wyniku dzia"alno�ci mi- tkanek odpornych na rozk"ad przez szarpane i zjedzone. kroorganizm�w lub przes�czaj�ce si� drobnoustroje. Na przyk"ad u kr�gow- Drapie�niki r�wnie� mog� przyczy- z wody, ulegaj� degradacji, zanim zo- c�w �uchwa rzadko pozostaje po"�czo- ni� si� do nagromadzenia ko�ci, gdy� stan� podstawione przez substancje na z czaszk�. Natomiast kr�gos"up ule- cz�sto znosz� zdobycz w okolice nory mineralne. ga rozdzieleniu na poszczeg�lne ko�ci czy gniazda. Ptaki po"ykaj� mniejsze Bardzo szybko zachodzi po�miertny zwykle jako ostatnia cz�� szkieletu. Ba- ofiary w ca"o�ci i trawi� silnymi soka- rozk"ad DNA. Kwas deoksyrybonukle- dania przeprowadzone w kenijskim par- mi �o"�dkowymi, a niestrawne resztki, abc NA R��NYCH ETAPACH FOSYLIZACJI ko�� podlega rozmaitym zmianom, kt�re zostawiaj� charakterystyczne �lady. Na przyk"ad przed pogrzebaniem w osadzie mo�e zosta� nadtrawiona (a) lub wyg"adzona podczas transportu (b). Pogrzebane ko�ci zostaj� niekiedy przedziurawione przez korzenie (c). STYCZE� 2003 �WIAT NAUKI 67 CHRISTIANE DENYS Z�B W�W�Z OLDUVAI w Tanzanii s"ynie z licznych skamienia"o�ci plejstoce�skich datowa- nych na 2 mln 400 tys. lat. S� dobrze zachowane, gdy� uleg"y szybkiemu pogrzeba- niu przez wody p"yn�ce. Ko�ci pozostaj�ce zbyt d"ugo na powierzchni zostaj� w takim klimacie wkr�tce uszkodzone przez czynniki atmosferyczne. W przypadku z�b�w anty- lopy (z prawej na g�rze) naruszone zosta"y zar�wno szkliwo, jak i z�bina, a piszczel ssaka kopytnego (z prawej na dole) jest sp�kana na powierzchni i z"uszcza si�. takie jak sier��, ko�ci czy pancerzyki �uchwy, gdy� s� zbudowane z bardzo dla kr�gu wprawdzie wi�kszego, ale owad�w, zwracaj� w postaci owalnych, g�stej tkanki kostnej. Na podstawie cech o mniejszej g�sto�ci. zbitych pakiet�w zwanych wypluwka- sedymentacyjnych mo�na wyr��ni� trzy Na podstawie szcz�tk�w kostnych za- mi [g�rna ilustracja na stronie 69]. Te grupy ko�ci. chowanych w danym pok"adzie ze ska- za� wysychaj� i gromadz�c si�, le�� la- Do pierwszej nale�� elementy kostne mienia"o�ciami da si� zatem oszacowa� tami w gnie�dzie lub w jego pobli�u. o najmniejszej g�sto�ci (np. kr�gi i �e- pr�dko�� przep"ywu wody i typ osadu. Z kolei niewielkie drapie�ne ssaki i kro- bra); pr�d porywa je naj"atwiej. Druga Nast�pnie por�wnuje si� te wyliczenia kodyle wydalaj� w odchodach nie stra- obejmuje ko�ci d"ugie, jak ko�� ramien- z jego danymi granulometrycznymi wione szcz�tki kostne, kt�re do�� "atwo na, udowa czy piszczelowa, kt�re w w celu sprawdzenia, czy ko�ci zosta"y ulegaj� fosylizacji. obecnych ciekach wodnych s� transpor- naniesione r�wnocze�nie z nim, czy Trawienie silnie wp"ywa na sk"ad che- towane na umiarkowane odleg"o�ci. przysypane p��niej. miczny ko�ci: kwa�ny sok �o"�dkowy Ko�ci czaszki, maj�ce najwy�sz� g�sto��, Transportowanie ko�ci przez wod� rozpuszcza nawet z�by, cho� szkliwo tworz� za� ostatni� grup�. powoduje te� ich wypolerowanie. Im jest stosunkowo odporne jako najsilniej Je�li w zespole skamienia"o�ci wyst�- wi�cej osadu w zawiesinie, tym bardziej zmineralizowana tkanka, najbogatsza puj� wszystkie te kategorie, to znaczy, szcz�tki kostne s� wyg"adzone. Taki w fosforan wapnia. �e szcz�tki nie by"y transportowane, lecz transport nie zawsze musi mie� niszczy- zosta"y pogrzebane w pobli�u miejsca cielskie dzia"anie. Padlina mo�e si� uno- Losy ko�ci �mierci zwierz�cia. Brak element�w si� na powierzchni morza przez 38 dni, SZKIELETY I WYPLUWKI pozostawione na z pierwszej grupy �wiadczy, �e zosta"y zanim zatonie, a jeszcze po 65 dniach ziemi s� nast�pnie transportowane przez uniesione przez wartki pr�d. bywa nienaruszona. Wypluwki r�wnie� wod� (sp"yw opadowy, wylewy rzek, cie- Anna Behrensmeyer przeprowadzi"a s� czasami przenoszone w ca"o�ci na ki podziemne). Niekiedy przenosi ona w 1975 roku analiz� ilo�ciow� tych ka- odleg"o�� wielu kilometr�w. szcz�tki kostne na du�e odleg"o�ci, a tak- tegorii i jednoznacznie wykaza"a, �e Zwierz�ta chodz�c po ko�ciach le��- �e przyczynia si� do ich pogrzebania. mo�liwo�ci transportu danej ko�ci za- cych na powierzchni gruntu, zmieniaj� Udzia" poszczeg�lnych element�w szkie- le�� od jej g�sto�ci. Bada"a zachowanie ich rozmieszczenie. Wbijaj� je w pulch- letu w danym z"o�u �wiadczy o sile nur- si� szcz�tk�w kostnych w taki sam spo- n� gleb�, nie powoduj�c przy tym zbyt- tu, gdy� ka�da ko�� jest inaczej niesiona s�b, w jaki geolodzy wyznaczaj� pocho- nich uszkodze�, natomiast na twardej, przez wod� im ma wi�ksz� g�sto��, dzenie cz�stek osadu. Pr�dko�� osiada- suchej ziemi rozgniataj�. Zawsze jed- tym kr�cej trwa jej transport. Tak wi�c nia ko�ci, przewidywana teoretycznie nak na powierzchni ko�ci powstaj� cha- w niekt�rych stanowiskach przewa�aj� na podstawie praw fizyki, jest mierzo- rakterystyczne r�wnoleg"e pr��ki. na do�wiadczalnie w s"upie wody. O losach ko�ci decyduje ostatni etap Dla danej ko�ci wyznacza si� te� �red- przed w"a�ciw� fosylizacj�, czyli pogrze- CHRISTIANE DENYS jest redaktorem na- nic� ziaren kwarcu osadzaj�cych si� banie w osadzie. Poniewa� rozpad szkie- czelnym przegl�dowego czasopisma Mam- przy tej samej pr�dko�ci nurtu. W przy- letu w �rodowisku wodnym lub powietrz- malia. Kieruje r�wnie� Pracowni� Ssak�w padku z�ba, maj�cego bardzo du�� g�- nym nast�puje do�� szybko, zachowanie i Ptak�w w Mus�um national d histoire naturelle w Pary�u. sto�� w"a�ciw�, jest ona mniejsza ni� si� szcz�tk�w kostnych w naturalnym 68 �WIAT NAUKI STYCZE� 2003 O AUTORZE CHRISTIANE DENYS uk"adzie anatomicznym �wiadczy zawsze zacja cz�steczek tkanek mi�kkich, czy- W �rodowisku zasadowym ko�� za- o nag"ym pogrzebaniu, gdy� poszczeg�l- li przekszta"cenie ich w w�glowodory czyna si� "uszczy� [ilustracje na stronie ne cz��ci ko��ca nie ulegaj� wtedy roz- ropopochodne (bitumiczne), jeszcze bar- 68], a jej powierzchnia p�ka i odstaje wleczeniu. Przyk"adem s� skamienia"o�ci dziej odporne na rozk"ad. Procesy te p"atami. Zakwaszenie gleby i przep"yw ssak�w, kt�re wpad"y w bagna asfaltowe niszczy"y mikrostruktur� i pow"oki tka- wody powoduj� rozpuszczanie, wytr�- w Rancho La Brea na przedmie�ciach nek, ale nie naruszy"y ich zewn�trznego canie, adsorpcj�, wymian� pierwiastk�w Los Angeles. wygl�du. Zazwyczaj jednak znaleziska- i rekrystalizacj� sk"adnik�w ko�ci. Za- Brak tlenu tak�e chroni szkielety mi s� pojedyncze, rozproszone ko�ci, chodz� w niej zmiany mikrostruktural- przed rozw"�czeniem przez padlino�er- okruchy szkieletowe i z�by, b�d�ce ne: zwi�ksza si� jej porowato��, gdy� ze- c�w. Spektakularnym tego dowodem bardzo wa�nym elementem rekonstruk- wn�trzna warstwa rzeszotowacieje tym jest stanowisko Messel ko"o Frankfurtu cji tafonomicznych. g"�biej, im silniej kwasowy jest odczyn nad Menem, gdzie zachowa"y si� nawet Ko�ci pogrzebane w glebie lub osa- �rodowiska, a na powierzchni pojawia �lady sier�ci, narz�d�w wewn�trznych dach dennych ulegaj� dalszym si� nieregularna rze�ba. i tre�ci �o"�dkowej pogrzebanych tu zmianom. Ryj�ce w ziemi Osad zmienia si� tym- zwierz�t. Pochodz� st�d tak�e szcz�tki zwierz�ta, na przyk"ad czasem w ska"� osado- ro�linne i owadzie, wskazuj�ce na kli- d�d�ownice czy ssaki mat zwrotnikowy. Liczne rzeki znosi"y kopi�ce nory, mog� je do pradawnego jeziora substancje bio- rozw"�czy� i wci�gn�� genne, umo�liwiaj�ce bujny rozw�j glo- g"�biej. Mikroskopij- n�w, kt�re zu�ywa"y ca"y zawarty w je- ne grzyby wnikaj� do go wodach tlen. Zatopione tu szcz�tki wn�trza ko�ci, a kanaliki zwierz�t spoczywa"y zatem na dnie �wiadcz�ce o ich dzia"alno- w warunkach beztlenowych i stopnio- �ci pojawiaj� si� ju� w trzecim tygo- wo pokrywa" je mu". W tych ilastych osa- dniu od chwili pogrzebania szcz�tk�w. dach bakterie anaerobowe rozwijaj�ce W czwartym miesi�cu nast�puje prawie si� na tkankach mi�kkich wzbogaca"y ca"kowity rozpad okostnej (b"ony w"�k- je w siarczki �elaza i fosforany, chro- nistej pokrywaj�cej powierzchni� ko- ni�c przed ca"kowitym rozk"adem. Ich �ci). Zmiany zachodz� r�wnie� w z�- dzia"alno�� ustawa"a dopiero wskutek bach. W z�binie rozpoczynaj� si� ju� po pogrzebania i sprasowania osadu. 13 17 dniach, a po dw�ch latach jest ona poprzecinana kanalikami o �redni- Pogrzebanie i diageneza cy 5 7 �m, przy czym nie ma �lad�w re- WYPLUWKI PTAK�W DRAPIE�NYCH zawiera- BAKTERIE TAK�E ULEGA�Y SKAMIENIENIU, mineralizacji. Naruszone zostaje tak�e j� zwracane przez nie niestrawne cz��ci ofiar a ich szcz�tki towarzysz� ko�ciom w po- szkliwo. Wreszcie po siedmiu latach wi- (wstawka). Zeschni�te gromadz� si� w gniaz- staci syderytu (minera"u �elazistego). da� pod mikroskopem oznaki demine- dach (powy�ej), co sprzyja fosylizacji ich sk"ad- R�wnocze�nie nast�powa"a polimery- ralizacji kostniwa. nik�w, takich jak ko�ci czy sier��. abc MIKROSTRUKTURA KO�CI TURA wydobytej na stanowisku archeologicznym Bercy w Pary�u cz��ciowo si� zachowa"a w ko�ci pochodz�cej ze strefy zanurzonej w wodach Sekwany (a), znikn�"a natomiast w ko�ci wydobytej z warstwy wynurzonej (b). Obok budowa histologiczna bardzo dobrze zachowanej ko�ci odkrytej w Louviers (c). STYCZE� 2003 �WIAT NAUKI 69 CHRISTIANE DENYS ( na g�rze ); HERV� BOCHERENS ( na dole ) w� (w procesie zwanym diagenez�), Herv� Bocherens i jego wsp�"pracow- sta"y pogrzebane szcz�tki. Dzi�ki tafo- w kt�rej znajdujemy skamienia"o��. nicy z l Universit� de Montpellier na nomii wyja�niono pochodzenie zespo- Ko�ci r�wnie� ulegaj� diagenetycz- przyk"adzie stanowiska archeologiczne- "�w skamienia"o�ci znajdowanych na nym przemianom. Bior� w nich udzia" go Bercy w Pary�u wykazali, �e ko�ci tym s"ynnym stanowisku. pierwiastki wyp"ukane z gleby przez wo- z tego samego okresu, le��ce w brzegu Jest ono znane przede wszystkim d�: wype"niaj� zw"aszcza pory, sp�ka- Sekwany poni�ej poziomu w�d grunto- z licznych pozosta"o�ci kr�gowc�w nia i jamki w tkance kostnej, tworz� wych, zachowa"y cz��ciowo struktur� towarzysz�cych szcz�tkom praludzi, kompleksy z pozosta"� substancj� orga- histologiczn�, natomiast znajdowane jednych z najwcze�niej odkrytych we niczn�, ulegaj� adsorpcji na kryszta"ach powy�ej niego ca"kowicie j� zatraci"y wschodniej Afryce. W tych osadach hydroksyapatytu, czyli uwodnionego fos- [ilustracje na dole na stronie 69]. W obu jeziornych warstwa okre�lana jako foranu wapnia (g"�wnego sk"adnika mi- przypadkach widoczne s� �lady dzia- pok"ad I (Bed I) datowana jest na neralnego ko�ci), lub zostaj� w nie wbu- "alno�ci bakterii w postaci kanalik�w 1.8 1.7 mln lat (odpowiednio w jej dowane, je�li kryszta"y si� rozpuszcz�, biegn�cych w poprzek pierwotnych sp�gu i stropie). Wyst�puj� w tym po- a nast�pnie zajdzie ich rekrystalizacja. struktur kostnych. Nawiasem m�wi�c, k"adzie dwa poziomy obfituj�ce w ska- Procesy te prowadz� do rozlicznych zawarto�� azotu w ko�ciach jest sko- mienia"o�ci, bardzo bliskie stratygra- modyfikacji strukturalnych i chemicz- relowana z ilo�ci� pozosta"ego ko- ficznie. Z jednego pochodz� szcz�tki nych hydroksyapatytu. Najcz�stsze to lagenu, zale�n� z kolei od �rodowis- Australopithecus boisei, z drugiego podstawienie jon�w wapniowych jona- ka pogrzebania i poziomu aktywno�ci Homo habilis, hominida o mniej ma- mi sodowymi, strontowymi, magnezo- bakteryjnej. sywnej budowie. Po przebadaniu zna- wymi lub pierwiastk�w ziem rzadkich Podczas mineralizacji ko�ci "atwo lezionych wraz z nimi skamienia"o�ci (cezu, lantanu, uranu, toru), jon�w fos- wbudowuj� si� w nie pierwiastki ci��- gryzoni okaza"o si�, �e mamy do czy- foranowych w�glanowymi, krzemiano- kie, takie jak uran i tor, oraz pierwiast- nienia z dwiema faunami: jedn�, znaj- wymi lub fosforowymi, a jon�w hydrok- ki ziem rzadkich. Ich obecno�� pozwa- dowan� ni�ej w profilu geologicznym, sylowych fluorkowymi, chlorkowymi la niekiedy ujawni� redepozycj�, czyli z licznymi szcz�tkami przedstawicieli lub w�glanowymi. Wp"ywa to na wiel- mechaniczne przemieszczenia osad�w, rodziny myszowatych (Muridae), i dru- ko�� cz�steczek i ich interakcje che- podczas kt�rych ko�ci zostaj� niekie- g�, po"o�on� wy�ej zawieraj�c� po- miczne. Hydroksyapatyt jest do�� do- dy kilkakrotnie ods"oni�te, rozproszo- zosta"o�ci myszoskoczkowatych (Ger- brze rozpuszczalny, gdy� jego kryszta"y ne, a nast�pnie pogrzebane ponownie billidae). Na podstawie znajomo�ci maj� ma"� obj�to��, stykaj� si� zatem na wt�rnym z"o�u. Dochodzi w�wczas trybu �ycia tych zwierz�t wywniosko- z wod� stosunkowo du�� powierzch- zwykle do przemieszania szcz�tk�w roz- wano, �e podczas tworzenia si� osad�w ni�. Zast�pienie jon�w fosforanowych maitych zespo"�w fauny: je�li s� r�w- g�rnej cz��ci pok"adu I teren by" bar- w�glanowymi, kt�re s� wi�ksze, powo- nowiekowe, m�wimy o przemieszaniu dziej otwarty, a klimat suchszy ni� wte- duje zaburzenia jego sieci krystalogra- przestrzennym, je�li z r��nych okres�w dy, kiedy osadza" si� ni�szy poziom. ficznej i jej os"abienie. Natomiast o diachronizmie. Wniosek ten ekstrapolowano na cz"o- wymiana jon�w hydroksylowych hy- wiekowate z tych samych warstw: star- droksyapatytu na fluorkowe prowadzi Stanowisko modelowe szy, Australopithecus boisei, �y" za- do powstania znacznie trwalszych KO�CI Z W�WOZU OLDUVAI w Tanzanii [ilu- pewne w �rodowisku le�nym, nato- kryszta"�w frankolitu (w�glanu fluoro- stracja na stronie 68] s� wyra�nie wzbo- miast m"odszy, Homo habilis, w su- apatytu) i w"a�nie z tego minera"u zbu- gacone w stront i bar, pierwiastki obfi- chym, otwartym, jak sawanna czy lasy dowane s� najcz��ciej skamienia"e ko- cie wyst�puj�ce w karbonatytowych galeriowe. �ci. Ich fosylizacja zale�y zatem od popio"ach wulkan�w Afryka�skich Ro- rozpuszczalno�ci wzgl�dnej obu tych w�w Tektonicznych (Doliny Ryftowej). Po�ytek z tafonomii odmian apatytu w okre�lonym �rodo- Popio"y te stanowi"y niew�tpliwie znacz- SK�AD FAUNY PRZE�UWACZY, oceniony na wisku osadowym. n� cz�� niesionego przez �wczesne wo- podstawie bada� ich ko�ci znalezionych Minera"y wype"niaj� te� przestrzenie dy materia"u osadowego, w kt�rym zo- w pok"adzie I, nie potwierdzi" jednak powsta"e po rozpadzie kolagenu i innych substancji organicznych. Procesy te za- JE�LI CHCESZ WIEDZIE� WI�CEJ le�� od czynnik�w fizykochemicznych �rodowiska pogrzebania. Na przyk"ad Diagenetical changes in Pleistocene small mammals bones from Olduvai Bed I. C. Denys, C. Wil- liams, Y. Dauphin, P. Andrews i Y. Fernandez-Jalvo; Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoeco- obecno�� w nim �elaza i manganu, logy, tom 126, s. 121-134, 1996. o czym �wiadcz� brunatne lub czarne Diagenetic evolution of mammal bones in two french Neolithic sites. H. Bocherens i in.; Bulletin przebarwienia powierzchni skamienia"o- de La Societe G�ologique de France, tom 168 (5), s. 555-564, 1997. Diagenetic alterations of micromammal fossil bones from Olduvai Bed I of the lower Pleistocene �ci, wskazuje na warunki tlenowe, za� sequence at Olduvai Bed I, in Tanzania. Y. Dauphin, C. Williams, P. Andrews, C. Denys i Y. Fer- podwy�szone st��enie uranu w warstwie nandez-Jalvo; Journal of Sedimentary Research, tom 69, s. 612-621, 1999. Owls, caves and fossils. P. Andrews; Natural History Museum Publications, Londyn 1990. korowej na zasadowe. Mo�na zatem Small mammal taphonomy of Gran Dolina, Atapuerca (Burgos), Spain. Y. Fernandez-Jalvo i P. odtworzy� warunki �rodowiskowe, w ja- Andrews; Journal of Archeological Sciences, tom 19, s. 407-428, 1992. kich �y"y wymar"e zwierz�ta i dosz"o do Taphonomy: a new branch of Paleontology. I. Efremov; Pan-American Geologist, tom 74, s. 81-93, 1940. pogrzebania ich szcz�tk�w. Taphonomy and palaeoecology of Olduvai Bed I (Pleistocene, Tanzania). Y. Fernandez-Jalvo, C. De- Od czynnik�w �rodowiska zale�y te� nys, P. Andrews, T. Williams, Y. Dauphin i L. Humphrey; Journal of Human Evolution, tom 34, przetrwanie lub zanik struktury kostnej. s. 137-172, 1998. 70 �WIAT NAUKI STYCZE� 2003 istnienia jakichkolwiek r��nic mi�dzy tymi dwoma poziomami. Zdaniem pa- leontologa Richarda Pottsa, nagroma- dzenia skamienia"o�ci w Olduvai powsta- w Puszczaj� lody Antarktydy "y wskutek dzia"alno�ci cz"owieka oraz mi�so�erc�w, takich jak hieny czy lwy, w Jak dieta doskonali"a i nie mia"y na to wp"ywu �adne lokalne zmiany klimatu. nasz m�zg Tymczasem sk"ad gatunkowy oraz stan zachowania szcz�tk�w gryzoni, w Najja�niejsze b"yski owado�ernych i nietoperzy, wykrytych ostatnio w dziewi�ciu cienkich war- we Wszech�wiecie stwach le��cych w obr�bie pok"adu I (trzech po"o�onych bli�ej sp�gu i sze- w Zagadka pl�sawicy Huntingtona �ciu bli�ej stropu), by" do�� silnie zr��- nicowany. Na pierwszy wp"yn�"y nie- w Skamienia"o�ci w�tpliwie specyficzne upodobania pokarmowe rozmaitych drapie�nik�w. najstarszych zwierz�t Odmienny w poszczeg�lnych warstwach sk"ad szcz�tk�w gryzoni, typowych w Nowe terapie �wiat"em dla siedlisk otwartych i suchych b�d� zwartych, wilgotniejszych �rodowisk w Fraktalne malarstwo le�nych, potwierdza jednak hipotez� o zmianach klimatu. Ko�ci te r��ni� si� ponadto stopniem wyg"adzenia, z"usz- czenia, sp�kania i innymi �ladami wp"y- wu czynnik�w atmosferycznych. Za- warto�� pierwiastk�w ziem rzadkich oraz sodu r�wnie� �wiadczy o istnie- niu siedliska bardziej zalesionego (i redukcyjnego) podczas powstawania warstw po"o�onych bli�ej sp�gu ni� stro- pu pok"adu I. Te r��nice �rodowiskowe wynik"y prawdopodobnie z niewielkich zmian powierzchni i g"�boko�ci pra- dawnego jeziora, spowodowanych by� mo�e odmiennymi warunkami kli- matycznymi. Wydaje si� te�, �e wbrew hipotezie Pottsa odegra"y one jednak pewn� rol� w zachowaniu element�w szkieletowych. Ka�da skamienia"o�� i stanowisko pa- leontologiczne powsta"y wskutek na"o- �enia si� wielu proces�w (rozpadu ko��- ca, rozk"adu, diagenezy), zachodz�cych od �mierci zwierz�cia do ostatecznej mineralizacji jego szcz�tk�w. Nie za- wsze da si� odtworzy� wszystkie me- chanizmy, kt�re doprowadzi"y do po- wstania konkretnego z"o�a, ale wiele z nich ju� poznano, a badania tafono- miczne s� coraz dok"adniejsze. Rzu- caj� te� nowe �wiat"o na zale�no�ci, ja- kie zachodzi"y zar�wno mi�dzy zwie- rz�tami a �rodowiskiem w przypad- ku starszych ods"oni�� jak i mi�dzy nimi a lud�mi w przypadku stanowisk Zamawiam roczniki �wiata Nauki na p"ycie CD archeologicznych. w cenie 29,90 z"* za zaliczeniem pocztowym. T"umaczy" Imi� i nazwisko: Karol Sabath Adres: Tel.: Podpis: * koszt wysy"ki na terenie kraju jest wliczony w cen� p"yty lub e-mail: swiatnauki@wsip.com.pl W sprzeda�y wysy"kowej w cenie 29,90 z". Zam�wienie na kuponie nale�y wysy"a� na adres: �wiat Nauki , 00-965 Warszawa, Al. Jerozolimskie 124/138, P. poczt. nr 9

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
01 Czy to zbieg okoliczności czy zaplanowane akcje
=== WIERSZYKI OKOLICZNOSCIOWE === ?zdomni
przemowienie okolicznosciowe pdf
=== WIERSZYKI OKOLICZNOSCIOWE === My, wszyscy

więcej podobnych podstron