David Attenborough: Życie na Ziemi

David Attenborough jest najbardziej znanym popularyzatorem wiedzy przyrodniczej na świecie, twórcą filmów przyrodniczych, który z kamerą objechał świat, pokazał nam całe królestwo zwierząt i przeanalizował każdą większą grupę w kontekście roli, jaką odegrała w długim spektaklu życia, od jego początku aż po dzień dzisiejszy. „Życie na Ziemi”, czyli najwspanialsza historia na świecie to książka, która powstała w wyniku trwających trzy lata podróży i badań, które towarzyszyły realizacji tych filmów (z mat. Wydawcy).

Wydawnictwu Naukowemu PWN dziękujemy za udostępnienie fragmentu do publikacji. Zachęcamy do lektury całej książki.

ROZDZIAŁ PIERWSZY

Bezgraniczna różnorodność

Odkrycie nieznanego zwierzęcia wcale nie jest takie trudne. Wystarczy spędzić jeden dzień w tropikalnym lesie Ameryki Południowej, przewracając kłody, zaglądając pod korę, przetrząsając wilgotną ściółkę liści, a wieczorem poświecić lampą rtęciową na biały ekran, a, w ten czy inny sposób, zbierze się setki niewielkich stworzeń różnego rodzaju. Ćmy, gąsienice, pająki, chrząszcze o długich ryjkach, świecące żuki, niegroźne motyle udające osy, osy przypominające mrówki, chodzące patyki, liście, które otwierają skrzydła i latają – różnorodność będzie ogromna, a istnieje całkiem duże prawdopodobieństwo, iż któreś z tych stworzeń będzie nieznane nauce. Trudność stanowić będzie znalezienie specjalistów, znających te grupy na tyle dobrze, by móc wskazać, które zwierzę jest nowym gatunkiem.

→ Bioróżnorodność czy technologia? Na co postawić, żeby przetrwać? • Marie-Monique Robin, Sonia Priwieziencew

Nikt nie jest w stanie powiedzieć, ile dokładnie gatunków zwierząt znajduje się w tych gorących, wilgotnych, słabo oświetlonych dżunglach. Zawierają one najbogatsze i najbardziej zróżnicowane zbiorowisko zwierząt i roślin, jakie można znaleźć na Ziemi. Występuje tu wiele głównych typów stworzeń – małpy, gryzonie, pająki, kolibry, motyle – a każde z nich reprezentowane jest przez różnorodne formy. Jest tu ponad czterdzieści różnych gatunków papug, ponad siedemdziesiąt różnorakich małp, trzysta gatunków kolibrów i dziesiątki tysięcy motyli. Nie zachowując wystarczającej ostrożności, można zostać pokąsanym przez sto różnych rodzajów komarów.

Piszemy o Ludziach, a nie o władzy

Pokazujemy prawdę o przyczynach, nie o skutkach. Jesteśmy Twoim głosem. Wspieraj niezależność!

Przekaż darowiznę i stań się naszym współwydawcą

W 1832 roku młody Anglik, Karol Darwin, dwudziestotrzyletni przyrodnik pracujący na pokładzie HMS „Beagle”, statku wysłanego przez Admiralicję[2] w Londynie w podróż badawczą dookoła świata, trafił do takiego właśnie lasu w okolicach Rio de Janeiro. W ciągu jednego dnia na niewielkim obszarze zebrał sześćdziesiąt osiem różnych gatunków małych chrząszczy. Zdumiało go istnienie tak wielkiej różnorodności jednego typu stworzeń. Nie szukał ich specjalnie, więc, jak napisał w swoim dzienniku, było to „wystarczające, by wyobrażenie o tym, jaki rozmiar osiągnie w przyszłości kompletny katalog zakłóciło spokój umysłu entomologa”. Typowym poglądem w jego czasach było to, iż wszystkie gatunki są niezmienne i iż każdy z nich został stworzony przez Boga oddzielnie. W tamtym czasie Darwin był daleki od bycia ateistą – wszakże uzyskał stopień naukowy z teologii na Uniwersytecie w Cambridge – głęboko zastanawiała go jednak ta ogromna różnorodność form żywych.

W ciągu następnych trzech lat, „Beagle” opłynął wschodnie wybrzeże Ameryki Południowej, okrążył Przylądek Horn i ponownie ruszył w kierunku północnym wzdłuż wybrzeża Chile. Ekspedycja wypłynęła następnie na Pacyfik, aż w odległości tysiąca kilometrów od kontynentu dotarła do samotnego archipelagu Galapagos. Pytania Darwina dotyczące stworzenia gatunków powróciły, jako iż na tych wyspach zobaczył całkiem nową ich różnorodność. Był zafascynowany odkryciem, iż zwierzęta z Galapagos były ogólnie rzecz biorąc podobne do tych, które widział na kontynencie, ale różniły się od nich szczegółami. Żyły tu kormorany, czarne, długoszyje ptaki nurkujące, podobne do tych latających nisko nad brazylijskimi rzekami, ale na Galapagos ich skrzydła były tak małe, a pióra tak skarłowaciałe, iż utraciły one zdolność lotu. Były tu legwany, duże jaszczurki z grzebieniem łusek biegnących wzdłuż grzbietu. Te na kontynencie wspinały się na drzewa i jadły liście. Tutaj, na wyspach, gdzie roślinność jest ograniczona, żywiły się wodorostami, chwytając się podwodnych skał dzięki nadzwyczaj długich i mocnych pazurów. Żółwie również były bardzo podobne do form znanych ze stałego lądu, ale te z wysp były wielokrotnie większe, osiągając tak gigantyczne rozmiary, iż mogłyby być ujeżdżane przez człowieka. Brytyjski wicegubernator Galapagos powiedział Darwinowi, iż choćby w obrębie archipelagu istnieje pewne zróżnicowanie: żółwie na każdej z wysp były nieco inne, tak iż można było odróżnić, z której wyspy pochodzą. Te, które żyły na względnie dobrze nawodnionych wyspach, gdzie mogły żywić się nisko rosnącą roślinnością, miały delikatnie wygiętą krawędź skorupy tuż nad szyją. Ale te, które pochodziły z bardziej suchych wysp, gdzie musiały unosić swe głowy, by sięgać gałęzi kaktusów lub liści drzew, miały znacznie dłuższe szyje i mocno wygięty pancerz, co umożliwiało im wyciągnięcie jej niemal pionowo w górę.

W umyśle Darwina zaczęło kiełkować podejrzenie, iż gatunki nie były ustalone raz na zawsze. Być może jedne mogły przekształcić się w inne.

Być może ptaki i gady z kontynentalnej Ameryki Południowej dotarły na Galapagos tysiące lat temu, jako pasażerowie na gapę na roślinnych tratwach, które spływały rzekami do morza. Gdy już tam przybyły, zmieniały się, wraz z każdym kolejnym pokoleniem dostosowując się do swych nowych domów, aż stały się dzisiejszymi gatunkami.

Różnice między nimi a ich kuzynami ze stałego lądu były niewielkie. Skoro jednak takie zmiany miały miejsce, czyż nie było możliwe, iż efekt kumulacji trwającej wiele milionów lat byłby tak wielki, iż mógłby doprowadzić do poważniejszych przeobrażeń w królestwie zwierząt? Może ryby wykształciły umięśnione płetwy i wypełzły na ląd, by stać się płazami; może płazy z kolei rozwinęły wodoszczelną skórę i stały się gadami; a może choćby niektóre małpokształtne stworzenia przyjęły postawę wyprostowaną i stały się przodkami człowieka.

W istocie, pomysł ten nie był całkowicie nowy. Wielu przed Darwinem sugerowało, iż całe życie na Ziemi jest ze sobą powiązane. Rewolucyjnością myśli Darwina było dostrzeżenie mechanizmu, który powodował te zmiany.

W ten sposób zastąpił on filozoficzną spekulację szczegółowym opisem procesu, popartym przez liczne dowody, który można było testować i weryfikować. Dzięki temu nie sposób było już dłużej zaprzeczać prawdziwości procesu ewolucji.

Pokrótce, jego argument był następujący: osobniki tego samego gatunku nie są identyczne. Z jaj jednego lęgu, przykładowo żółwia słoniowego, wyklują się młode, u których, w wyniku różnic genetycznych, rozwiną się nieco dłuższe szyje niż u innych. W czasie suszy będą one w stanie dosięgać liści i przetrwać. Ich bracia i siostry z krótszymi szyjami będą głodować i zginą. Tak więc osobniki lepiej dostosowane do otoczenia zostaną wyselekcjonowane i będą w stanie przekazać swoje cechy potomstwu. Po wielu pokoleniach żółwie na suchych wyspach będą miały dłuższe szyje niż te na wyspach nawodnionych – jeden gatunek da początek drugiemu.

→ Elizabeth Kolbert: Szóste wymieranie

Koncepcja ta stała się wyraźna w umyśle Darwina dopiero długie lata po tym, jak już opuścił Galapagos. Przez dwadzieścia pięć lat żmudnie gromadził on dowody na jej poparcie. Opublikował ją dopiero w 1859 roku, w wieku pięćdziesięciu lat. A i tak jego główną motywacją było to, iż inny, młodszy przyrodnik, pracujący w południowo-wschodniej Azji Alfred Wallace, sformułował bardzo podobny pomysł. Książkę, w której Darwin szczegółowo przedstawił swoją teorię nazwał O powstawaniu gatunków drogą doboru naturalnego, czyli o utrzymywaniu się doskonalszych ras w walce o byt.

Od tego czasu teoria doboru naturalnego była debatowana, testowana, udoskonalana, weryfikowana i rozwijana.

Późniejsze odkrycia dotyczące genetyki, biologii molekularnej, dynamiki populacji oraz badań behawioru, nadały jej nowego wymiaru. Pozostaje ona kluczem do naszego pojmowania świata przyrody i uświadamia, iż życie ma długą i nieprzerwaną historię, w trakcie której organizmy roślinne i zwierzęce zmieniały się, pokolenie po pokoleniu, w miarę jak zdobywały wszystkie zakątki świata.

Obecnie istnieją dwa bezpośrednie źródła dostarczające dowodów dla tej historii. Jedno może być znalezione w materiale genetycznym w komórkach każdego żyjącego organizmu. Drugie leży w archiwach naszej planety – w skałach osadowych. Zdecydowana większość zwierząt nie pozostawia po śmierci najmniejszego śladu swojego istnienia. Ich ciało rozkłada się, skorupki i kości ulegają rozsypaniu i zamieniają się w proch. Ale, bardzo sporadycznie, jeden lub dwa osobniki z wielotysięcznej populacji czeka inny los. Jakiś gad utknie w bagnie i umrze. Jego ciało gnije, ale kości pogrążają się w mule. Martwa roślinność dryfuje na dno bagna i przykrywa je. W miarę upływających setek lat gromadzi się tam więcej roślinności, a złoże zamienia się w torf. Zmiany poziomu morza mogą sprawić, iż bagno zostanie zalane, a torf przykryty warstwą piasku. Po długim czasie warstwy torfu zostaną sprasowane i zmienią się w węgiel; gadzie kości wciąż w nim jednak pozostaną. Wskutek ogromnego ciśnienia wywieranego przez nadlegające osady oraz dzięki krążącym w nich roztworom bogatym w minerały, dochodzi do zmian chemicznych w fosforanie wapnia znajdującym się w kościach. Ostatecznie zamieniają się one w kamień, zachowując zewnętrzny kształt, jaki miały za życia zwierzęcia, nierzadko jednak zniekształcony. Czasami choćby szczegółowa struktura komórkowa kości jest zachowana w taki sposób, iż można przyjrzeć się jej przekrojom pod mikroskopem i obserwować kształty naczyń krwionośnych i nerwów, które znajdowały się niegdyś w jej wnętrzu. W bardzo rzadkich przypadkach, można ustalić choćby kolor skóry lub piór.

Najbardziej sprzyjającym miejscem dla powstawania skamieniałości (procesu zwanego fosylizacją) są morza i jeziora, gdzie powoli gromadzące się osady staną się z czasem piaskowcami i wapieniami. Na lądzie, gdzie w większości przypadków skały nie tworzą się, ale raczej są niszczone przez wietrzenie (erozję), osady, takie jak wydmy piaskowe, powstają i zachowują się bardzo rzadko. W wyniku tego, jedynymi organizmami żyjącymi na lądzie, które mają szansę stać się skamieniałościami są te, które przypadkowo wpadły do wody. Dla większości z tych stworzeń jest to los dosyć wyjątkowy, zatem z zapisu kopalnego raczej nigdy nie wyłoni nam się obraz choćby zbliżony do ukazania pełnego zakresu zwierząt i roślin lądowych, jakie istniały w przeszłości. Zwierzęta żyjące w wodzie, takie jak ryby, mięczaki, jeżowce i koralowce, są znacznie bardziej obiecującymi kandydatami do zachowania się w stanie kopalnym. Mimo to, kilka z nich zginęło w warunkach fizycznych i chemicznych niezbędnych do fosylizacji. A spośród nich, tylko niewielka część znalazła się w skałach, które są w tej chwili odsłonięte na powierzchni Ziemi. Z tej garstki większość i tak ulegnie erozji i zniszczeniu zanim zostaną odkryte przez poszukiwaczy kopalnych szczątków. Zadziwiające jest więc to, iż w obliczu tak mizernego prawdopodobieństwa, zebrane skamieniałości są tak liczne, a zapis, którego dostarczają, tak szczegółowy i spójny.

→ Lynn Margulis: Symbiotyczna planeta

→ Trwa szóste wymieranie. Co jest kluczem do naszego przetrwania? • Piotr Skubała, Rafał Górski

Jak możemy określić ich wiek? Od czasu odkrycia promieniotwórczości, naukowcy zdali sobie sprawę, iż skały mają zawarty w sobie zegar geologiczny. Część pierwiastków chemicznych rozpada się wraz z upływem czasu, wytwarzając w tym procesie promieniowanie. Potas zamienia się w argon, uran przekształca się w ołów, a rubid w stront. Możliwe jest oszacowanie szybkości, z jaką to następuje. jeżeli zatem zmierzymy proporcje pierwiastka potomnego do pierwiastka pierwotnego w danej skale, możemy obliczyć czas, w którym powstał oryginalny minerał. Jako iż istnieje kilka takich par pierwiastków, rozpadających się z różną prędkością, możliwe jest przeprowadzenie kontroli krzyżowej.

Technika ta, która wymaga niezwykle wyrafinowanych metod badawczych, na zawsze pozostanie jednak domeną specjalistów. Ale każdy z nas może określić względny wiek wielu skał, stosując prostą logikę. o ile skała leży w warstwach, które nie są w znacznym stopniu naruszone, wówczas dolna warstwa musi być starsza niż górna.

W ten sposób możemy prześledzić historię życia poprzez warstwy skał i, wchodząc coraz bardziej w głąb skorupy ziemskiej, podążać liniami rodowymi zwierząt aż do ich początku.

Przypisy

[2] Dowództwo brytyjskiej Królewskiej Marynarki Wojennej (przyp. tłum.).
[3] Lake Superior, jedno z pięciu Wielkich Jezior Ameryki Północnej (przyp. tłum.).

David Attenborough: Życie na Ziemi, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2024, tłumaczenie Łukasz Czepiński