Dzieje życia 3. Świat przedlodowy. Jerzy Dzik. Instytut Paleobiologii PAN Instytut Zoologii UW

Transkrypt

1 Dzieje życia 3. Świat przedlodowy Jerzy Dzik Instytut Paleobiologii PAN Instytut Zoologii UW 2015

2 PITEKANTROP zasiedlanie Europy Neanderthal Taubach Ochtendung Ehringsdorf Steinheim Sima de Los Huesos 0,35 Ma Bilzingsleben jaskinie w przekopie kolejowym przez Sierra de Atapuerca głównym źródłem wiedzy w Europie imigracje ku północy w Eurazji od co najmniej 1 mln lat Mauer Pakefield HOLSTEIN Lindner (1992) najcieplejszy był Holstein Gran Dolina 0,8 Ma McManus (2004)

3 owoc HOLSTEIN interglacjał mazowiecki maksymalny zasięg lądolodu podczas zlodowacenia 0,5 Ma Azolla i Pterocarya przed 0,4 Ma w interglacjałach Ber (2005) Nowiny Żukowskie Pterocarya Juglandaceae SEM Dyakowska (1952) Azolla Salviniales megaspora TEM

4 Ber (2005) KOMPLEKS KROMERSKI długa epoka umiarkowania przedział czasu poza zasięgiem radiometrycznych technik datowania Eemian użyteczna racemizacja aminokwasów ekspansja człowieka do Europy Ferdynandów B Cromerian Complex liczne zdarzenia klimatyczne utrudniają korelację Janczyk-Kopikowa (1975)

5 ŚWIAT sprzed zlodowaceń Celtis Ulmaceae zlodowacenia interglacjały we wczesnym czwartorzędzie gatunki ciepłolubne zamiast lasów sosnowych mieszane z orzechami włoskimi Ponurzyca datowanie nieprecyzyjne Billups (2004) Lindner (1992) Baraniecka (1975)

6 DATOWANIE ewolucyjne Mimomys Arvicolidae zapis ewolucji trawożernyche gryzoni o złożonej budowie trzonowców Chalin & Laurin (1986) pozwala na korelacje wiekową w epokach poza zasięgiem datowań radiometrycznych i dendrochronologii datowanie ewolucyjne jest mało precyzyjne, ale pewne

7 ZWIERZĘTA z innego świata Smilodon Felidae ostatnie tygrysy szablozębe napadały na wielkie dyluwialne ssaki Ameryki Płn w Europie przed pierwszym zlodowaceniem typ przystosowawczy szablozębego drapieżnika na szczycie piramidy troficznej właściwy dla długotrwale stabilnych ekosystemów heidelberskie stadium pitekantropa miało szansę się z nimi zetknąć

8 POCZĄTKI człowieka Homo erectus 1,8 Ma Gruzja zmienność dowodzi ewolucji w jednogatunkowym ciągu pierwsze narzędzia kamienne 2,6 mln lat (pewne 1.7) Lordkipanidze et al. (2013) narzędzie 1,76 Ma Etiopia Lepre at al. (2011) przed czwartorzędem ludzie tylko w Afryce Homo habilis 2,6 Ma Etiopia

9 EURAZJA bez człowieka im dawniej przed 0,5 Ma, tym cieplej cykliczność Milanković a bez istotnego wpływu na klimat Mai (1989) klimat odmienny od dzisiejszego Billups (2004) Lindner (1992)

10 PLIOCEN w Polsce Pieskowa Skała Ojców Liquidambar Sassafras klimat podobny do południowych Chin dominacja erozji nad sedymentacją erozja chemiczna kras Zatoka Ha Long w Wietnamie dawnej florze Europy w epokach lodowych zaszkodził układ gór

11 PLIOCEN kontrowersyjna granica początek plejstocenu na rewersji magnetycznej Matuyama 2,59 Ma granica wyznaczona w odsłonięciu stratotypowym początek plejstocenu stratotyp granicy czwartorzędu Monte San Nicola, Sycylia klimat globalnie ciepły i wilgotny na początku przerwanie Słupów Herkulesa Fedorov et al. (2013) początek pliocenu

12 PLIOCEN katastrofalne początki Gibraltar Sycylia Morze Środziemne wypełnione 5,33 Ma tempo zapełniania dyskusyjne wyschnięte od zamknięcia Gibraltaru 5,6 Ma dramatyczne odmienne środowiska życia Garcia-Castelanos et al. (2009)

13 Gibbons (2009) DWUNOŻNOŚĆ człowieka Ardipithecus 4,6 Ma Homo Sahelanthropus 5 Ma Pan tropy z Laetoli 3,8 Ma Australopithecus tropy w tufie z Laetoli dowodem dwunożności 3,5 Ma zaczątki pionowej postawy 4,6 Ma dwunożność znacznie dawniejsza od człowieczeństwa

14 PRZESMYK PANAMSKI zjednoczył fauny Ameryk 15 Ma Kirby at al. (2008) 20 Ma przed ostatnim zlodowaczeniem leniwce w Ameryce Płn opos wczesnoplejstoceńskim imigrantem Ameryka Płn jest ojczyzną wielbłądów, koni i żyraf wymiany faun wielokrotne i o niejasnej naturze czynniki biologiczne zapewne istotniejsze od geograficznych

15 ZALEW PANAMSKI rozdzielał Ameryki wymarcie leniwców w Ameryce Płn opos do Ameryki Płn wymarcie lam w Ameryce Płn króliki i wiewiórki do Ameryki Płd psy, koń, tapir, lamy i jelenie do Ameryki Płd pancerniki, leniwce, kapibara i Phorusrhacus do Ameryki Płn skunks, pekari i koń do Ameryki Płd przed pliocenem fauny obu Ameryk ewoluowały osobno Ameryka Płd stanowiła jedność z Antarktydą i Australią niegdyś żyły tam stekowce i torbacze w różnych środowiskach dobór naturalny działa odmiennie Billups (2004) Lindner (1992)

16 STRATEGIE ekologiczne w niestabilnym środowisku poważne inwestycje w szlak somatyczny są nieopłacalne oportuniści inwestują w szlak płciowy: liczne potomstwo, krótki cykl życiowy, niewielkie rozmiary ciała długotrwała stabilność środowiska oznacza wzmożoną konkurencję o zasoby i premiuje ekologicznych specjalistów: złożona anatomia, długi cykl życiowy, nieliczne potomstwo, opieka rodzicielska przed epokami lodowymi środowisko było mniej zmienne niż dziś

17 MURAWA rezygnacja z odstraszania solanina Solanaceae od miocenu 25 mln lat wytwarzanie glikozydów i alkaloidów kosztowne (modyfikacje szlaku ligniny) kofeina Cameliaceae od kredy 70 mln lat presja na oszczędzanie azotu rośliny zielne są oportunistami w niestabilnym środowisku; inwestycje w toksyny nieopłacalne spasanie nie wpływa dramatycznie na produkcję skutek podobny do pożaru ewolucja kwiatowych to wyścig zbrojeń z roślinożercami

18 PRZEŻUWACZE przedstepowe Dicroceros miocen 15 Ma Eotragus miocen 15 Ma ekspansja stepu antylopy amerykańskie Merycodus powstanie murawy w plejstocenie trawożercami stały się także słonie (mamuty)

19 GENEZA permanentny scypuł rogów i poroża okapi Okapia Giraffidae zrzucana corocznie pochwa rogowa rogi żyraf pokryte skórą zdzierany scypuł Antilocapra antylopa amerykańska u form pośrednich zdzieraną lub rogowaciejącą u wyższych przeżuwaczy permanentna okrywa rogowa albo zrzucane poroże wśród nieparzystokopytnych dziś rogi tylko u nosorożców Heffelfinger et al. (2004)

20 PIERWSI trawożercy stale rosnące zęby Władimir O. Kowalewski ( ) nieparzystokopytne poprzednikami wydajniejszych od nich przeżuwaczy stale rosnące zęby do obróbki niskokalorycznego pokarmu

21 powstanie M. Środziemnego MIOCEN ekspansja roślin z typem C 4 fotosyntezy geneza stepu a eustatyka pierwsze zlodowacenie Grenlandii w późnym miocenie 8 Ma tak dawny światowy zasięg ekosystemu stepu fauna hipparionowa (Hippotherium) pochodzenia amerykańskiego

22 TRZECIORZĘD przemiany faun roślinożerców fauna hipparionowa fermentacja w jelicie środkowym fermentacja w jelicie tylnym fermentacja w jelicie tylnym fermentacja w żołądku fermentacja w żołądku Europa Azja wielbłądy Afryka inne fermentacja w żołądku fermentacja w jelicie tylnym Ameryka Płn Langer (1987)

23 MIOCEN wody brakiczne lądowy w Polsce bagna piaski Sciadopitys tupelo Nyssa wyższa podstawa erozji sedymentacja na lądzie klimat subtropikalny; podobny do Florydy środkowy miocen Ważyńska (1998) morze Legnica Sadowska (1978) w bagnach osadzane masy substancji organicznej

24 kopalnia Szczerców k. Bełchatowa WĘGIEL brunatny wilgotny klimat sprzyjał środowisku lasów bagiennych podwyższenie podstawy erozji umożliwiło osadzenie formacji węglonośnych formacje burowęglowe Piwocki (1992) Taxodium Pinus sectio taeda Glyptostrobus Cryptomeria Cunninghamia Sciadopitys Sequoia pozostały ogromne zasoby energii Schneider 1986

25 BAGNA burowęglowe Taxodium akumulacja materii organicznej na równinach zalewowych z Taxodium Taxodium Glyptostrobus Cunninghamia Pinus sectio taeda Cryptomeria Sciadopitys bagno z Taxodium w Luizjanie Sequoia ekosystemy do dziś lokalnie istniejące Schneider (1986)

26 LAS WOKÓŁ bagien węglowych Cunninghamia Cryptomeria Glyptostrobus Sequoia Taxodium Glyptostrobus Cunninghamia Pinus sectio taeda Cryptomeria Sciadopitys Sequoia dziś to rośliny reliktowe ze wsch. Azji i Ameryki Płn Schneider (1986)

27 SOSNOWE lasy miocenu Taxodium Pinus urani Lubstów k. Konina miocen 15 Ma spektrum środowisk podobne do dzisiejszych południowych USA Glyptostrobus Cunninghamia Pinus sectio taeda Cryptomeria Sciadopitys amerykańska Pinus taeda Sequoia większość iglastych dotrwała do dziś Schneider (1986)

28 Andrews (1908) WIELKIE SSAKI lasów burowęglowych fauny miocenu składem zbliżone do dzisiejszych ale o mniejszym stopniu zaawansowania słoń Gomphotherium angustidens Bełchatów 18 Ma Kowalski & Kubiak (1993) podobna sytuacja w ciepłych morzach

29 MIOCEŃSKIE morze korytnickie zalanie Zapadliska Przedkarpackiego koral Tarbelastraea miocen 15 Ma mioceńskie wyrównanie światowego klimatu koralowce, wieloryby i delfiny żyły pod Kielcami 15 mln lat temu po morzu przedkarpackim pozostała sól w Wieliczce w Paratetydzie indopacyficzne fauny odmienne od atlantyckich Pisera (1997)

30 OCEAN TETYDY i morze Paratetydy Morze Śródziemne i Czarne to resztki Oceanu Tetydy w miocenie morze zalało otoczenie świeżo powstałego górotworu karpackiego końcowe dzieje Oceanu Tetydy Zhang et al. (2014) Ocean Atlantycki był węższy niż dziś

31 MIOCEŃSKI Atlantyk delfin Eurhinodelphis Antwerpia miocen 12 Ma Lambert (2005) Abel (1909) wieloryby mioceńskie nieduże morskie kręgowce podobne jak dziś ale wiele bardziej zaawansowanych ewolucyjnie od dzisiejszych delfiny o kształtach podobnych do najszybszych ryb