Morskie mięczaki oszukały przeznaczenie, ale tylko na chwilę

Kiedy 66 mln lat temu w Ziemię uderzyła asteroida wielkości miasta, konsekwencje były globalne: pożary, zakwaszenie oceanów, spadek temperatury, zapaść planktonu i zerwanie łańcuchów pokarmowych. Na granicy kredy i paleogenu zniknęło około 75 proc. gatunków — w tym belemnity, rudysty, wielkie gady morskie oraz głowonogi o spiralnych muszlach. Te ostatnie uchodziły za modelową ofiarę katastrofy: sądzono, że zniknęły natychmiast.

Przez większą część XX w. granica K–Pg była przedstawiana z niemal laboratoryjną precyzją. Jednak nie wszyscy naukowcy akceptowali ten porządek. Jednym z nich był Marcin Machalski z Instytutu Paleobiologii PAN, który od lat bada rozwój i wymieranie amonitów. – Podejrzenie, że było inaczej, pojawiło się już dawno — mówi Machalski. — Nie byliśmy pierwsi. W kilku miejscach na świecie skamieniałości mezozoicznych głowonogów występują powyżej słynnej warstwy iłu impaktowego. Tłumaczono to jednak przez lata jako efekt redepozycji — tzw. zombie fossils.

Hipoteza późniejszej ekshumacji

W Danii, w Stevns Klint – klifie z osadami z końca kredy i początku paleogenu – na blisko 20 km odsłania się zapis jednego z najważniejszych momentów w dziejach Ziemi. Na tle jasnych wapieni ledwo widoczna jest cienka, ciemna warstwa: boundary clay z anomalią irydową, geochemicznym podpisem kosmicznego impaktu. – I tam właśnie amonity pojawiają się powyżej iłu, w którym zapisane są ślady kosmicznego uderzenia i prawdopodobnie także wulkanizmu dekańskiego – stwierdza Machalski. Znalezisko to narusza dotychczasowe przekonanie o natychmiastowym ich wymarciu.

Hipoteza redepozycji podsuwa myśl, że muszle mogły zostać ekshumowane i przeniesione do młodszych osadów. Mechanizm jest znany z geologii. Nie dotyczy jednak tego zespołu Ammonoidea, mówi Machalski. – W najwyższej kredzie mamy tysiące kalcytowych skamieniałości: ramienionogi, mszywioły, otwornice. Obok nich występują naturalne odlewy i odciski głowonogów, bo ich aragonitowe muszle zdążyły się rozpuścić. Jeśli te formy powyżej granicy byłyby przeniesione, powinny przejść przez granicę razem z tym kredowym „towarzystwem”.

Aragonit jest mniej trwały niż kalcyt. Jeżeli coś było transportowane erozyjnie, najpierw powinien więc zniknąć mniej odporny minerał. Tymczasem w młodszych osadach widać głowonogi o spiralnych muszlach, ale nie widać bardziej odpornych skamieniałości kredowych zbudowanych właśnie z kalcytu. – Dzięki badaniom mikroskopowym, w tym z użyciem, skaningowego mikroskopu elektronowego, mogliśmy sprawdzić, czy muszle przeszły pośmiertny transport — mówi badacz. – Okazy leżą in situ. To nie są martwi wędrowcy z poprzedniej epoki.

Organizmy te naprawdę przeżyły impakt. – Minimalny czas trwania ich populacji oszacowaliśmy na 68 tys. lat – opowiada Machalski. – Nie upierałbym się przy tej liczbie. Ważne jest, że mówimy o datowaniu opartym na nowych zespołach otwornic, czyli o tysiącach lat, a nie dniach czy miesiącach.

Opóźnione wymieranie

Role zegara stratygraficznego pełnią szybko ewoluujące otwornice planktoniczne. W Stevns Klint pozwalają zobaczyć klasyczny film: bujność planktonu przed katastrofą, gwałtowne załamanie, a następnie powolne odtwarzanie ekosystemu w nowej epoce. W czasie tej odbudowy amonity wciąż występowały. Badacze zdawali się więc mieć do czynienia z paradoksem – biologicznie okresem zbyt krótkim na ewolucję nowych form, stratygraficznie zbyt długim, by mówić o wymarciu natychmiastowym. Paleontolodzy mają na to określenie: dead clade walking (linia ewolucyjna skazana na zagładę). – Nie widzimy śladów nowej radiacji głowonogów. To ten sam zestaw gatunków przedłużony w czasie.

Tylko skoro przetrwał on sam impakt i pierwszą zapaść ekosystemów, dlaczego ostatecznie zniknął? Przyczyn szuka się w biologii ich wczesnych stadiów rozwojowych. Amonity wytwarzały bowiem maleńkie larwy planktoniczne o delikatnych, wapiennych skorupkach, które unosiły się przy powierzchni oceanu. Po uderzeniu meteorytu doszło do zakwaszenia tego właśnie środowiska. Gdy formy młodociane przestały się rozwijać, populacja utraciła zdolność odnawiania. – Ale w Stevns Klint coś ewidentnie opóźniło ten proces — mówi Machalski.

Zagadka ostatecznej zagłady

Proste opowieści bywają złudne. W masowej świadomości wymierania opisywane są jak wyłączniki światła: jeden moment, jeden impuls. W rzeczywistości to sekwencje zdarzeń rozciągniętych w czasie. Przypadek duński dowodzi, że są patchworkami lokalnych trajektorii. Jedne linie ewolucyjne giną natychmiast, inne z opóźnieniem, jeszcze inne wracają w zmienionej formie. Dinozaury znikają, ptaki przeżywają. Belemnity odchodzą, część głowonogów powraca. Plankton wapienny przeżywa kryzys, ale potem się odbudowuje A owi spiralni mieszkańcy kredowych mórz przeżywają krótko – i tylko w jednym basenie.

– Największą wartością naszej publikacji nie jest samo „udowodnienie przetrwania”, tylko to, że można zacząć formułować nowe hipotezy i testować je w terenie oraz w zapisie skalnym – stwierdza Machalski. – Interesują mnie dwie rzeczy: dlaczego ten konkretny basen stał się ostatnią ostoją amonitów i co ostatecznie doprowadziło do ich zagłady.