Gigantyczny dicynodont z triasu Śląska

16 May, 2016
Gigantyczny dicynodont z triasu Śląska
[Read it in English herein!] [¡Léalo en español aquí!] [plik pdf v. 07.06.2016]
Ilustrację sporządził Dmitry Bogdanov na licencji CC BY 3.0: źródło
Giganci z triasu Śląska
Krępe zwierzę widniejące na obrazku przykuwa uwagę jako najmłodszy w sensie wieku
geologicznego, a zarazem największy przedstawiciel dicynodontów. Dicynodonty
stanowiły jedną z gałęzi gadów ssakokształtnych, do których należeli ponadto
przodkowie ssaków, więc i odlegli przodkowie człowieka. Niedługo zanim dicynodonty
zniknęły pod koniec późnego triasu, wyewoluowały formy gigantyczne jak gatunek
odkryty na stanowisku w Lisowicach na Śląsku.
W ciągu ostatnich 10 lat Lisowice zrodziły wiele ciekawych znalezisk, z których
najbardziej znanymi są dwaj giganci: (1) Wciąż nie nazwany, krępy, 5–6 metrowej
długości dicynodont jest największym ze znanych roślinożerców swoich czasów. (2)
Również największym w swojej epoce był mięsożerny dinozaur Smok wawelski zbliżonej
5–6 metrowej długości. Stanowisko w Lisowicach ukazuje ekosystem z noryku lub
retyku, z końcówki okresu triasowego, sprzed około 208 milionów lat. Epoka gadów
ssakokształtnych już się kończyła, pozostawiając jednakże w spuściźnie wczesne ssaki,
a dinozaury niedawno zaczęły się rozpowszechniać.
Dicynodont pozostawił paleontologom swoje kości, tropy i odchody, których badania
wciąż trwają. Zrekonstruujmy wstępnie to zwierzę i jego tryb życia w triasowym
środowisku Lisowic.
Nisza ekologiczna dicynodonta
W 2011 roku podczas mojej wizyty na stanowisku, paleontolog Grzegorz Niedźwiedzki
pokazał mi liczne i zagadkowe, owalne struktury o ciemnoszarej barwie, w większości
poniżej 10 cm długości. Znalezisko wydało się ekscytujące, gdyż mowa była o możliwych
koprolitach, czyli skamieniałych odchodach dicynodonta. Koprolity roślinożerców (lub
ich opisy) są wyjątkowo rzadkie w światowej skali, przede wszystkim jednak
skamieniałości te stanowią bezcenne źródło informacji o diecie i fizjologii wymarłych
zwierząt, których szczątki kostne odnajdujemy. Trzy lata później ukazała się na temat
tego materiału wstępna publikacja, której jestem pierwszym autorem we współpracy z
Krzysztofem Owockim i Grzegorzem Niedźwiedzkim.
Choć
przypuszczalne
koprolity
zawierają
materię
organiczną,
większość z nich makroskopowo
ukazuje bardzo niewiele szczątków
roślinnych.
Roślinną dietę
ich
wytwórcy
potwierdziły
analizy
izotopów węgla (δ13C) i azotu (δ15N).
W koprolitach obecnych jest kilka
rodzajów pyłków, jak również tkanki
roślin nagonasiennych. Są również
bardzo rzadkie okazy innego typu
przepełnione fragmentami drewna.
Analizy sedymentologiczne, to znaczy
badania zdeponowanych osadów, oraz
analizy geochemiczne tych warstw
skalnych sugerują, że Lisowice reprezentowały środowisko podobne do dzisiejszych
mokradeł Everglades na Florydzie. Brak zdrewniałych elementów roślinnych w
ogromnej większości koprolitów gigantycznego dicynodonta można najprościej
wytłumaczyć spożywaniem miękkiej roślinności.
Porównajmy teraz dicynodonta do hipopotama. Choć hipopotamy spożywają miękką
roślinność wodną, jedynie ten pokarm nie może zaspokoić potrzeb żywieniowych tych
pokaźnych zwierząt. Hipopotamy nocą opuszczają więc wodę, by jeść trawy, ale te w
triasie jeszcze nie istniały. Tutaj ciekawe okazują się te nieliczne koprolity zawierające
dużo drewna. W roku 2007 Karen Chin opisała bogate w drewno koprolity
roślinożernego dinozaura Maiasaura z kredy Montany. Choć u dzisiejszych zwierząt
wydawałoby się to dziwnym zwyczajem, Karen Chin zasugerowała, że wytwórcy
koprolitów intencjonalnie spożywali zgniłe drewno, wstępnie rozłożone przez grzyby i
zwróciła uwagę na brak traw w kredowych ekosystemach. Gnijące drewno mogło być
łatwo dostępne na mokradłach Lisowic.
Koprolity dicynodonta są dość liczne na stanowisku w Lisowicach i nie wyklucza się, że
dicynodont żył w stadach, choć odchody zwierząt bywają liczne wokół źródeł wody
pitnej. W roku 2013 opisano z triasu Argentyny pokaźne nagromadzenia
dicynodontowych koprolitów. Zespół badaczy pod kierownictwem Lucasa Fiorelli
zasugerował, że odchody były zrobione we wspólnych latrynach, podobnie jak to czynią
niektóre dzisiejsze ssaki, zwłaszcza duzi roślinożercy. Również hipopotamy tworzą
niewielkie stada.
Fizjologia dicynodonta
Poniżej podaję tytuły kilku z licznych prac niemieckich fizjologów, które stanowią dla
mnie źródło naukowej inspiracji i umożliwiły wstępnie zarysować fizjologię
dicynodonta z Lisowic w publikacji z roku 2014. Na moim blogu będę przy wielu
okazjach pokazywał znaczenie skamieniałych odchodów dla zrozumienia fizjologii
wymarłych zwierząt.
Aby powiedzieć coś o fizjologii dicynodonta, na początek zauważmy, że dzisiejsze gady
cechuje długie przetrzymywanie pokarmu w przewodzie pokarmowym, tj. wolny
metabolizm. Ssaki natomiast zwykły wpierw rozdrabniać pokarm w jamie ustnej, który
następnie szybko przechodzi przez przewód pokarmowy. Poszczególne grupy ssaków
również różnią się pomiędzy sobą strategią trawienną. Zjeść więcej, nie zawsze znaczy
zyskać więcej. Ze wzrostem konsumpcji szybsze jest bowiem przejście pokarmu przez
przewód pokarmowy i w konsekwencji słabsze jest jego trawienie. Dla przykładu,
hipopotam jest w stanie dziennie spożyć 45–50 kg paszy (mam na myśli suchą masę).
Każdy dodatkowy kilogram paradoksalnie przyczyniłby się do straty energetycznej, nie
zysku, także hipopotamy spędzają ledwie 30% doby na jedzeniu. Zjawisko to ma
mniejsze znaczenie u słoni, które spędzają 75% doby na jedzeniu.
Jednakże jeść więcej, oznacza wybrzydzać mniej i spożywać pokarm niższej jakości.
Poza omówionymi wyjątkami, pokarm dicynodonta z Lisowic zwykł być nisko włóknisty
i stąd wydaje się, że niewiele jadł. Istotne jest, że dicynodont nie posiadał zębów. U
dzisiejszych ssaków roślinożernych lepsza obróbka pokarmu w jamie ustnej umożliwia
wzrost całkowitej konsumpcji. Można to zaobserwować zestawiając różne grupy ssaków,
lub też ssaki z gadami. Wnioskujemy, że dicynodont spożywał względnie niewielkie
ilości paszy i długo przetrzymywał ją w przewodzie pokarmowym. U tego gada
ssakokształtnego widać więc strategię typową bardziej dla gadów, niż ssaków, choć
zarazem może uzasadniać ona porównanie do hipopotama, który jest zwierzęciem mało
aktywnym.
Koprolity dicynodonta z Lisowic zawierają sporo ziaren kwarcu. Twarde obiekty
pozbawione wartości odżywczej, które znalazły się w przewodzie pokarmowym, zwane
są gastrolitami. Zwykło się podkreślać rolę gastrolitów w rozdrabnianiu cząstek
pokarmowych w żołądku niektórych zwierząt. Wydaje się jednak, że brakuje podstaw,
by wnioskować o niej w przypadku dicynodonta z Lisowic. Ziarna mineralne w
koprolitach są raczej drobne i mogły być przypadkowo chłonięte w dużych ilościach na
mokradłach z paszą lub ze zmąconej wody. Zadziwiające są ilości piasku i drobnego
żwiru, które można znaleźć w żołądkach hipopotamów, czasem osiągając trzecią część
wagi ich (mokrej) zawartości.
Na koniec zauważmy, że jako strategia umożliwiająca wydłużenie przetrzymania
pokarmu w przewodzie pokarmowym, a tym samym lepsze jego trawienie, może
posłużyć wzrost rozmiarów ciała. Rozmiar ciała dicynodontów rósł w toku ich ewolucji
w triasie, a ostatni ich przedstawiciel czyli dicynodont z Lisowic był istnym gigantem.
Super silne trawienie miękkiego pokarmu mogłoby wyjaśniać generalnie wysokie
rozdrobnienie resztek roślinnych w koprolitach dicynodonta (choć po części znaczenie
miały niszczące procesy podczas przemiany świeżych odchodów w skałę). U ssaków po
wstępnym pogryzieniu tkanki spożytych roślin nie ulegają znaczącej redukcji
rozmiarem przechodząc przez przewód pokarmowy. U dzisiejszych gadów
roślinożernych, które cechuje dużo dłuższe trawienie, resztki spożytych roślin
faktycznie zostają rozdrobnione w wyniku trawienia. Pomimo tej redukcji szczątki w
odchodach gadów wciąż są średnio większych wymiarów niż w odchodach
roślinożernych ssaków (o podobnej masie ciała). Dzisiejsze gady roślinożerne, jak
niektóre jaszczurki, są jednak zwierzętami bardzo małymi i żadnego z nich nie można
porównać z gigantycznym dicynodontem z Lisowic.
Jak zauważył w 2011 roku zespół Grzegorza Niedźwiedzkiego, wraz ze wzrostem
rozmiarów ciała dicynodontów podczas ich ewolucji, rósł też rozmiar drapieżników.
Ślady zębów na kościach dicynodonta z Lisowic sugerują ponadto, że był on pod presją
wspomnianego mięsożernego dinozaura Smok wawelski. Jest bardzo interesujące jak
innowacje fizjologiczne, nowe strategie pokarmowe i zajmowanie nowych nisz
ekologicznych wpisywały się w ten wyścig pomiędzy roślinożercami, a drapieżnikami.
Piotr Bajdek
Literatura
Bajdek, P., Owocki, K., and Niedźwiedzki, G. 2014. Putative dicynodont coprolites from
the Upper Triassic of Poland. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 411: 1–
17. doi: 10.1016/j.palaeo.2014.06.013
Chin, K. 2007. The paleobiological implications of herbivorous dinosaur coprolites from
the Upper Cretaceous Two Medicine Formation of Montana: why Eat Wood? Palaios 22:
554–566. doi: 10.2110/palo.2006.p06-087r
Clauss, M., Streich, W.J., Schwarm, A., Ortmann, S., and Hummel, J. 2007. The
relationship of food intake and ingesta passage predicts feeding ecology in two different
megaherbivore groups. Oikos 116: 209–216. doi: 10.1111/j.2006.0030-1299.15461.x
Dzik, J., Sulej, T., and Niedźwiedzki, G. 2008. A dicynodont-theropod association in the
latest Triassic of Poland. Acta Palaeontologica Polonica 53 (4): 733–738. doi:
10.4202/app.2008.0415
Fiorelli, L.E., Ezcurra, M.D., Hechenleitner, E.M., Argañaraz, E., Taborda, J.R.A.,
Trotteyn, M.J., Belén von Baczko, M., and Desojo, J.B. 2013. The oldest known communal
latrines provide evidence of gregarism in Triassic megaherbivores. Scientific Reports 3,
3348. doi: 10.1038/srep03348
Fritz, J., Hummel, J., Kienzle, E., Streich, W.J., and Clauss, M. 2010. To chew or not to
chew: fecal particle size in herbivorous reptiles and mammals. J. Exp. Zool. A Ecol.
Genet. Physiol. 313A (9): 579–586.
Martin, R.B. 2005. Transboundary Species Project. Background Study: Hippopotamus.
Namibia Nature Foundation, Windhoek.
Niedźwiedzki, G., Gorzelak, P., and Sulej, T. 2011. Bite traces on dicynodont bones and
the early evolution of large terrestrial predators. Lethaia 44: 87–92. doi: 10.1111/j.15023931.2010.00227.x
Niedźwiedzki, G., Sulej, T., and Dzik, J. 2012. A large predatory archosaur from the Late
Triassic of Poland. Acta Palaeontologica Polonica 57 (2): 267–276. doi:
10.4202/app.2010.0045
Schwarm, A., Ortmann, S., Wolf, C., Streich, W.J., and Clauss, M. 2009. More efficient
mastication allows increasing intake without compromising digestibility or
necessitating a larger gut: comparative feeding trials in banteng (Bos javanicus) and
pygmy hippopotamus (Hexaprotodon liberiensis). Comp. Biochem. Physiol. A 152 (4):
504–512.
Wings, O., Hatt, J.M., Schwarm, A., and Clauss, M. 2008. Gastroliths in a pygmy
hippopotamus (Hexaprotodon liberiensis Morton 1844) (Mammalia, Hippopotamidae).
Senckenbergiana biologica 88 (2): 345–348.
Written by Piotr Bajdek Leave a comment Posted in po polsku Tagged with coprolites,
dicynodonts, ecology, herbivores, Lisowice, physiology, Poland, Triassic