PDF

DZIEJE ŻYCIA
Jerzy Dzik
Instytut Paleobiologii PAN
Instytut Zoologii UW
2016
Copyright statement
This presentation has been prepared for a university
lecture, thus for a non-profit activity. Pictures included,
modified to various degree, have been copied from the
internet and literature without indicating the original
source, which is frequently difficult to trace. Whoever
finds her/his rights violated, is kindly requested to notify
the author ([email protected]); the questioned picture
will be immediately withdrawn.
Unlimited use of the slides in teaching is welcomed
provided that the user takes full responsibility for it.
ZALICZENIE
fakultetu i wykładu
www.biol.uw.edu.pl/ewolucja
[email protected]
zaliczenie fakultetu na podstawie udziału w ćwiczeniach
(nie więcej niż 3 nieobecności) i końcowej prezentacji
zaliczenie wykładu na podstawie ustnego kolokwium
w terminie uzgodnionym indywidualnie
Dzieje życia 1.
Środowisko życia
człowieka
Jerzy Dzik
Instytut Paleobiologii PAN
Instytut Zoologii UW
2016
UZASADNIENIE
aktualizmu geologicznego
uniformitarianizm
James Hutton
(1726–1797)
Charles Lyell
(1797–1875 )
od miliardów lat warunki środowiskowe
pozostają w zakresie tolerancji organizmów
ich zmiany były skutkiem procesów tektonicznych
cykliczności astronomicznej
i czynników losowych
czy wiedzę o świecie dzisiejszym można zastosować do pradawnego?
KLIMAT
nie jest niezmienny
zmiana zasięgu
lodowca Mer de Glace od
XVIII do XX w.
systematyczne zmiany klimatu
mogą być zauważone
jedynie w historycznej perspektywie
o ich przyczynę przywykło się
obwiniać cywilizację
rok 1914
przejściowa
zmiana trendu
ale głębokie zmiany następowały i przed rewolucją przemysłową
Held (2013)
ZMIANY KLIMATU
historyczne
Liu et al. (2013)
"mała epoka lodowa"
"ocieplenie średniowieczne"
stare drzewa pamiętają
odmienny klimat „szwedzkiego potopu”
– „małej epoki lodowej”
cystersi z Morimond cywilizując Polskę
od 1143 roku uprawiali tu winorośl –
„ocieplenie średniowieczne”
to raczej klimat kontrolował rozwój cywilizacji
ŚRODOWISKO
Ziemi Świętej
Kushnir & Stein (2010)
imperium otomańskie
wyprawy krzyżowe
poziom wód
Morza Martwego
inwazja Arabów
świat helleński
wielkie cywilizacje rozkwitały
dzięki sprzyjającym warunkom
upadały wraz ze zmianą klimatu
odwieczne migracje ludów za chlebem
Enzel et al. (2003)
upadek Mezopotamii
KOPALNE
Allentoft et al. (2015)
indoeuropejskie DNA
indoeuropejscy nomadzi z Azji nad Wołgę; stamtąd ekspansja
w Europie Śr. zmieszali się z neolitycznym podłożem
kluczowy wynalazek wozu z konnym zaprzęgiem
PIERWSI
las reglowy
rolnicy w Polsce
początki rolnictwa
zanik tajgi i tundry
ocieplenie klimatu
imigracja ludów rolniczych wynikła
z nastania odpowiednich warunków
i ich zaniku w kraju pochodzenia
pierwsi rolnicy przybyli ze względu na klimat
profil pyłkowy Tarnawy Wyżnej
w Bieszczadach
Ralska-Jasiewiczowa (1989)
NEOLIT
zaludnianie i cywilizowanie Europy
susza przygnała z Bliskiego
Wschodu 8-7 tys. lat temu
sytuacja przyrodnicza była
odmienna od dzisiejszej
znaczną część Skandynawii
pokrywały wody
pełnosłonego morza
kto pierwszy uprawiał polską rolę?
kierunek ekspansji
ludów rolniczych
Lazaridis et al. (2013)
PCA struktury genetycznej
grup etnicznych
NEOLITYCZNE
DNA
Baskowie potomkami
pierwszych rolników?
Lapończycy sprzed
neolitu?
myśliwi
przedneolityczni
ludy neolitu
europejskiego
Baskowie
Sardyńczycy
ludy myśliwsko-zbierackie z początków stabilizacji klimatu
NIEDAWNOŚĆ
Van Zeist & Bottema (1977)
umiarkowania
Norfolk
Bennett (1983)
w północnej strefie klimatu umiarkowanego
koniec zlodowaceń to koniec dominacji
roślin zielnych nad drzewami
kolejno imigrowały gatunki o coraz
wyższych wymaganiach termicznych
globalne zmiany mają swoisty wyraz w regionach
Iran
LASY DESZCZOWE
są efemeryczne
Walker & Chen (1987)
ka
zapis pyłkowy
z Queensland,
Australia
środowisko lasów deszczowych
uformowało się przed około 6 tys. lat
i nigdy nie było stabilne
było podobnie na każdym z kontynentów
Lynch's Crater
Kershaw (1976)
AMAZONIA
to nie raj
Laguna Loma Linda,
Columbia
Carajas, Brazylia
Bush & Oliveira (2006)
ekosystemy leśne i sawannowe przemieszczały
się wraz z klimatem
w czasach historycznych i prehistorycznych
odwieczność i pierwotność puszczy amazońskiej to mit
Behling & Hooghiemstra
(2000)
dzisiejszy zasięg
DZISIEJSZA FLORA
a klimat Europy
Hewitt (1996)
Demesure et al. (1996)
nieukorzeniony fenogram DNA
chloroplastów i interpretacja
polodowcowej ekspansji buka
Fagus sylvatica
strefowy i niestabilny klimat powodował
przemieszczanie ekosystemów
i okresowo zamykał je w refugiach
genetyka populacji daje obraz uproszczony
interpretacja danych
palynologicznych
Magri et al. (2006)
hipotezy filogeograficzne testowalne na gruncie paleobiologii
Bolfíkovà & Hulva (2012)
FILOGEOGRAFIA
fauny europejskiej
genetyczne odmienności
populacji jeża Erinaceus i
interpretacja dróg jego imigracji
zlodowacenie Skandynawii
przemieściło fauny i flory na południe
ale południkowe rozprzestrzenienie
jest zadziwiająco dawne
Sommer (2006)
stanowiska
archeologiczne
stanowiska
plejstoceńskie
tylko dane kopalne dają wgląd w rzeczywiste następstwo zdarzeń
TUR
przodek bydła
Pushkina (2007)
Bos primigenius
Bos primigenius
(B. taurus)
Bos trochoceros
tur Bos primigenius w Europie od 400 ka
wcześniej na Kaukazie jako B. trochoceros
Bos trochoceros
van Vuur (2002)
dziś jako Bos taurus (po 1627 wyłącznie)
PRAŻUBR
epok lodowych
Bison bison antiquus
Rancho La Brea
przodkiem leśnego żubra i stepowego
bizona był plejstoceński Bison priscus
o znacznie dłuższych rogach
liczba znalezisk
z niego też amerykański B. latifrons
Bison priscus 11 ka
Alaska
Zazula (2009)
Roberts (1989)
B. bison bison
AMERYKA PŁN EURAZJA
B. bison antiquus
B. priscus
B. bison bonasus
B. priscus
czas geologiczny (ka)
DZIEJE KONIA
dziedzictwo epok lodowych
Equus caballus
liczba znalezisk
koń Equus caballus jest
pochodzenia amerykańskiego
ale w Ameryce nie przetrwał
końca epoki lodowej
wymarcie
udomowienie
AMERYKA PŁN
EURAZJA
Roberts (1989)
czas geologiczny (ka)
mustangi są wtórnie zdziczałymi końmi konkwistadorów
NIEDŹWIEDZIE
dziedzictwo epok lodowych
Ursus spelaeus
roślinożerny Ursus spelaeus
i niedźwiedź brunatny
Ursus arctos pochodzą od
plioceńskiego Ursus etruscus
Hewitt (1996)
>45 ka kamczacka? populacja
brunatnego dała początek
polarnemu Ursus maritimus
Ingólfsson & Wiig (2008)
brunatny współistniał z jaskiniowym
Ursus maritimus
45 ka Spitsbergen
LEW
Panthera leo spelaea
dziedzictwo epok lodowych
jaskinia Chauvet 35 ka
Tseng et al. (2013)
lew Panthera leo i
tygrys Panthera tigris są
osteologicznie nieodróżnialne od
plejstoceńskiego lwa jaskiniowego
Panthera leo spelaea
grzywa cechuje samce z populacji sawannowych i pustynnych
JELENIE
epoki lodowej
Megaloceros giganteus
12-10,6 ka (na Syberii do 7 ka)
rozpiętość poroża do 3,65 m
Björn Kurtén (1924-1988)
ogromny jeleń irlandzki Megaloceros
krewniakiem daniela Dama
plejstoceński przodek
łosia Alces alces
miał dłuższe rogi
Lister (1982)
poroże jest ograniczeniem
RENIFERY
pozostałość epoki lodowej
12,2 ka
Moča, Słowacja
paleolityczne
mikrolity
Šefčaková et al. (2011)
myśliwska kultura (np. Madeleine)
związana z ekosystemem
tundrowym jednorodnym
od Hiszpanii po Alaskę
przodkowie rasy żółtej?
przed ich ekspansją Skandynawia pokryta lądolodem
malowidła w jaskini Lascaux 15 ka
Guthrie (1990)
9 ka
BAŁTYK
początki
eustatyka: topnienie lądolodów
izostazja: wznoszenie uwolnionej od
lodu Skandynawii i obniżanie Pomorza
11 ka
dzisiejszy ekosystem nie dawniejszy
niż 6 tys. lat ; za mało czasu dla ewolucji
wciąż nie ma bałtyckich gatunków
podobna sytuacja i w innych północnych regionach
bałtyckie
jezioro
lodowe
JEZIORA LODOWE
północnej półkuli
13 ka
w Ameryce Płn dochodziło
do katastroficznych przełomów
i skierowania wód na południe
10 ka
lądolód spiętrzył rzeki uchodzące
do Oceanu Lodowatego
bałtyckie jezioro lodowe
niski poziom wód oceanicznych ułatwiał migracje międzykontynentalne
ZASIEDLENIE
Ameryk
kultura Clovis
na tle lądolodu
lud najstarszej amerykańskiej kultury
Clovis miał syberyjskie geny
swoiste groty oszczepów z przekątnymi
strużynami, czasem na całą szerokość
Rasmussen et al.
(2014)
grot Clovis
cieśnina Beringa była wówczas pomostem lądowym
BERINGIA
łączność międzykontynentalna
Beringia
przez niskie opady śniegu część
Syberii i Alaski były wolne od lodu
umożliwiając migrację
to przejaw ostatniej z epok lodowych
Beringia
WEICHSELIAN
las liściasty
tajga
miniona epoka lodowa
sawanna
9 ka
pustynia
lądolód i pustynia
zimny step
wysokoproduktywna tundra
21 ka
w Europie najzimniej było 14-16 tys. lat temu
(Vistulicum = Würm)
zlokalizowana daleko na południe od zasięgu polarnej
nocy, ówczesna tundra miała wysoką produktywność
nieaktualistyczne były warunki środowiskowe i swoista fauna
MAMUT
słoń stepotundry
Mammuthus stepowo-tundrowy zmniejszanie
rozmiarów ciała i doskonalenie uzębienia
ostatnie mamuty wymarły na
wyspach Wrangla 3 tys. lat p.n.e.
w interglacjałach Elaphus antiquus
pochodzenia afrykańskiego
Lister & Sher (2001)
NOSOROŻCE
epok lodowych
Coelodonta antiquitatis
Coelodonta antiquitatis tundrowy
dowodem zawartość żołądka
okazu ze Staruni
miał leśnego krewniaka na południu
drugi okaz ze Staruni 1929
NOSOROŻCE
Pushkina (2007)
interglacjałów
nosorożec sumatrzański
Dicerorhinus sumatrensis
w interglacjałach leśny
Dicerorhinus kirchbergensis
również pokrewny dzisiejszemu
nosorożcowi sumatrzańskiemu
mamuty i nosorożce współistniały z ludźmi
pokrewieństwa
molekularne
KROMANIOŃCZYCY
łowcy mamutów
czaszka z Cro-Magnon
28 ka
kultura Solutré w trakcie, Aurignacian
w początkach ostatniego zlodowacenia
człowiek z Cro-Magnon w Europie od
40 tys. lat temu; anatomia nowoczesna
szałas z Mezynia k. Czernihowa 18 ka
Hohle Fels
Conard et al. (2009)
Venus z Willensdorf
WEICHSELIAN
w tropikach
Anhuf et al. (2006)
refugia lasów deszczowych
20 ka
niewielkie refugia puszcz tropikalnych w rejonie
równika
obecna różnorodność może być skutkiem
niedawnego zjednoczenia ekosystemów
zmienność refugiów w cyklu epok lodowych