DZIEJE ŻYCIA. Jerzy Dzik. Instytut Paleobiologii PAN Instytut Zoologii UW

Transkrypt

1 DZIEJE ŻYCIA Jerzy Dzik Instytut Paleobiologii PAN Instytut Zoologii UW 2016

2 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violated, is kindly requested to notify the author (dzik@twarda.pan.pl); the questioned picture will be immediately withdrawn.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.

3 ZALICZENIE fakultetu i wykładu dzik@twarda.pan.pl 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

4 Dzieje życia 1. Środowisko życia człowieka Jerzy Dzik Instytut Paleobiologii PAN Instytut Zoologii UW 2016

5 UZASADNIENIE aktualizmu geologicznego uniformitarianizm James Hutton ( ) Charles Lyell ( ) 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?

6 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 rok 1914 o ich przyczynę przywykło się obwiniać cywilizację przejściowa zmiana trendu ale głębokie zmiany następowały i przed rewolucją przemysłową Held (2013)

7 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

8 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 Enzel et al. (2003) upadek Mezopotamii odwieczne migracje ludów za chlebem

9 KOPALNE indoeuropejskie DNA Allentoft et al. (2015) indoeuropejscy nomadzi z Azji nad Wołgę; stamtąd ekspansja w Europie Śr. zmieszali się z neolitycznym podłożem kluczowy wynalazek wozu z konnym zaprzęgiem

10 PIERWSI rolnicy w Polsce las reglowy początki rolnictwa zanik tajgi i tundry ocieplenie klimatu imigracja ludów rolniczych wynikła z nastania odpowiednich warunków i ich zaniku w kraju pochodzenia profil pyłkowy Tarnawy Wyżnej w Bieszczadach Ralska-Jasiewiczowa (1989) pierwsi rolnicy przybyli ze względu na klimat

11 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

12 Lazaridis et al. (2013) NEOLITYCZNE DNA PCA struktury genetycznej grup etnicznych Baskowie potomkami pierwszych rolników? Lapończycy sprzed neolitu? myśliwi przedneolityczni ludy neolitu europejskiego Baskowie Sardyńczycy ludy myśliwsko-zbierackie z początków stabilizacji klimatu

13 NIEDAWNOŚĆ umiarkowania Van Zeist & Bottema (1977) Norfolk Iran 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

14 LASY DESZCZOWE są efemeryczne ka Walker & Chen (1987) Kershaw (1976) 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

15 AMAZONIA to nie raj Laguna Loma Linda, Columbia Carajas, Brazylia Bush & Oliveira (2006) ekosystemy leśne i sawannowe przemieszczały się wraz z klimatem Behling & Hooghiemstra (2000) w czasach historycznych i prehistorycznych odwieczność i pierwotność puszczy amazońskiej to mit

16 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 dzisiejszy zasięg genetyka populacji daje obraz uproszczony interpretacja danych palynologicznych hipotezy filogeograficzne testowalne na gruncie paleobiologii Magri et al. (2006)

17 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

18 TUR przodek bydła Pushkina (2007) Bos trochoceros Bos primigenius Bos primigenius (B. taurus) 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)

19 liczba znalezisk PRAŻUBR epok lodowych Bison bison antiquus Rancho La Brea przodkiem leśnego żubra i stepowego bizona był plejstoceński Bison priscus o znacznie dłuższych rogach z niego też amerykański B. latifrons Bison priscus 11 ka Alaska B. bison bison Roberts (1989) Zazula (2009) AMERYKA PŁN EURAZJA B. bison antiquus B. priscus B. bison bonasus B. priscus czas geologiczny (ka)

20 liczba znalezisk DZIEJE KONIA dziedzictwo epok lodowych koń Equus caballus jest pochodzenia amerykańskiego ale w Ameryce nie przetrwał końca epoki lodowej wymarcie udomowienie Equus caballus Roberts (1989) AMERYKA PŁN EURAZJA mustangi są wtórnie zdziczałymi końmi konkwistadorów czas geologiczny (ka)

21 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

22 LEW dziedzictwo epok lodowych Panthera leo spelaea jaskinia Chauvet 35 ka lew Panthera leo i tygrys Panthera tigris są osteologicznie nieodróżnialne od plejstoceńskiego lwa jaskiniowego Panthera leo spelaea Tseng et al. (2013) grzywa cechuje samce z populacji sawannowych i pustynnych

23 JELENIE epoki lodowej Björn Kurtén ( ) Megaloceros giganteus 12-10,6 ka (na Syberii do 7 ka) rozpiętość poroża do 3,65 m ogromny jeleń irlandzki Megaloceros krewniakiem daniela Dama plejstoceński przodek łosia Alces alces miał dłuższe rogi Lister (1982) poroże jest ograniczeniem

24 RENIFERY pozostałość epoki lodowej paleolityczne mikrolity 12,2 ka Moča, Słowacja Šefčaková et al. (2011) myśliwska kultura (np. Madeleine) związana z ekosystemem tundrowym jednorodnym od Hiszpanii po Alaskę Guthrie (1990) przodkowie rasy żółtej? przed ich ekspansją Skandynawia pokryta lądolodem malowidła w jaskini Lascaux 15 ka

25 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 bałtyckie jezioro lodowe podobna sytuacja i w innych północnych regionach

26 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

27 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

28 BERINGIA łączność międzykontynentalna Beringia Beringia przez niskie opady śniegu część Syberii i Alaski były wolne od lodu umożliwiając migrację to przejaw ostatniej z epok lodowych

29 WEICHSELIAN miniona epoka lodowa pustynia sawanna tajga las liściasty 9 ka lądolód i pustynia zimny step wysokoproduktywna tundra 21 ka w Europie najzimniej było 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

30 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)

31 NOSOROŻCE epok lodowych Coelodonta antiquitatis Coelodonta antiquitatis tundrowy dowodem zawartość żołądka okazu ze Staruni miał leśnego krewniaka na południu drugi okaz ze Staruni 1929

32 NOSOROŻCE interglacjałów Pushkina (2007) nosorożec sumatrzański Dicerorhinus sumatrensis w interglacjałach leśny Dicerorhinus kirchbergensis również pokrewny dzisiejszemu nosorożcowi sumatrzańskiemu pokrewieństwa molekularne mamuty i nosorożce współistniały z ludźmi

33 KROMANIOŃCZYCY łowcy mamutów kultura Solutré w trakcie, Aurignacian w początkach ostatniego zlodowacenia człowiek z Cro-Magnon w Europie od 40 tys. lat temu; anatomia nowoczesna czaszka z Cro-Magnon 28 ka szałas z Mezynia k. Czernihowa 18 ka Hohle Fels Venus z Willensdorf Conard et al. (2009)

34 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