Przed czterystu milionami lat istniały tylko dwie masy kontynentalne. Na północy Laurussia, zwana Eurameryką (współczesna Europa i Ameryka Północna), na południu Gondwana (m.in. dzisiejsza Ameryka Południowa, Afryka, Półwysep Indyjski, Antarktyda). Paleontolodzy od lat eksplorują dewońskie (sprzed 419–359 mln lat) odsłonięcia Laurussii. Badając m.in. epibionty (niewielkie organizmy żyjące na innych organizmach), odtwarzają warunki środowiskowe panujące w dawnych oceanach i morzach. Analizując ich liczebność i zróżnicowanie, można prześledzić na przykład wahania zasolenia, tempo sedymentacji, a nawet produktywność.

Zbieranie skamieniałości w Madene el Mrakib, region Maider. Od lewej: dr Michał Jakubowicz (UAM) oraz kierownik wyprawy dr hab. Michał Zatoń, prof. UŚ

Wiele szczegółów dewońskich epibiontów poznano podczas badań nad zespołami zasiedlającymi przede wszystkim muszle ramienionogów (inaczej brachiopody, czyli drobne, małżopodobne morskie bezkręgowce) i szkielety koralowców, pochodzących z różnych rejonów Laurussii, wiedza o tego typu organizmach zasiedlających faunę muszlową Gondwany jest natomiast znikoma.

Geolog dr hab. Michał Zatoń, prof. UŚ z Instytutu Nauk o Ziemi na Wydziale Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Śląskiego po obronie pracy doktorskiej skupił swoje zainteresowania na rozwoju i paleoekologii niewielkich organizmów zasiedlających twarde podłoże, w tym szkielety innych organizmów. Tematowi temu poświęcił pracę habilitacyjną pt. Organizmy twardego podłoża: taksonomia, paleoekologia i paleośrodowisko (2013). W latach 2011–2015 kierował projektem pt. Dynamika rozwoju organizmów twardego podłoża w świetle kryzysu biotycznego fran-famen (późny dewon) na obszarze Rosji (NCN, Opus 1). Analiza literatury naukowej ujawniła wówczas, że obraz zmian ewolucyjnych i ekologicznych drobnej fauny jest dosyć dobrze rozpoznany w obrębie północnych terenów (Laurussii), prakontynent Gondwany okazał się natomiast praktycznie białą plamą w tej dziedzinie. Dla naukowca stało się to wyzwaniem i inspiracją. Tak powstał projekt pt. Paleoekologia i rozwój środkowodewońskich organizmów twardego podłoża na szelfie północnej Gondwany (NCN, Opus 16), którego realizacja rozpoczęła się w ubiegłym roku.

Maroko – raj dla paleontologów

Wyprawa do Maroka mogła dojść do skutku dopiero na przełomie stycznia i lutego, czyli w tzw. okresie terenowym, kiedy panuje dogodna temperatura, a opady deszczu są znikome.

– To jest teren trudny nawet dla dobrego sprzętu. W miesiącach deszczowych byłoby trudno poruszać się po gliniastym, nierównym podłożu, dodatkowo zalanym przez okresowe rzeczki i strumienie – wyjaśnia prof. Michał Zatoń, kierownik projektu. W pięcioosobowym zespole uczestniczy trzech geologów z Uniwersytetu Śląskiego (oprócz kierownika są to dr Michał Rakociński i mgr Krzysztof Broda) oraz dwóch badaczy z Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu mających ogromne doświadczenie w temacie dewonu Maroka (prof. dr hab. Błażej Berkowski i dr Michał Jakubowicz).

Usytuowane w północnej części Gondwany Maroko jest rajem dla geologów, ponieważ – jak wyjaśnia prof. M. Zatoń – wszystko jest tam odsłonięte, nie ma wegetacji, krzaków, które cokolwiek by zasłaniały, i w zasadzie nie trzeba kopać. Punktem startowym był Marrakesz, skąd wypożyczonym samochodem terenowym geolodzy udali się 500 km na wschód do Arfud (wschodni Antyatlas). Miejsce znane jest z potężnej liczby odsłonięć z okresu dewońskiego, choć są tam także odsłonięcia skał starszych i młodszych.

Widok na wzgórza obszaru Maider we wschodnim Antyatlasie

Rajskie dla paleontologów warunki kuszą nie tylko zbieraczy skamieniałości, którzy wywodzą się z rodzimej społeczności; do Antyatlasu ściągają tłumy z całego świata. Choć zazwyczaj miejscowi poszukiwacze skamieniałości potrafią całkowicie wyeksploatować złoże, tym razem ich działania przyniosły nieocenione korzyści. Zbieracze w pogoni za cennymi okazami trylobitów i innych skamieniałości wydrążyli w skałach ciągnące się kilometrami sztuczne rowy, odrzucając na boki bezwartościowe (ich zdaniem) odpady, a to właśnie one okazały się dla badaczy bezcenne. Naukowcy każdego dnia zmieniali miejsca eksploracji. Na ich trasie znalazło się wiele lokalizacji, m.in. Hamar Laghdad, którego krajobraz tworzy szereg spektakularnych kopców mułowych z okresu wczesnodewońskiego, Madene el Mrakib w regionie Maider, Jebel Bou Ifarherioun czy środkowodewońska rafa Aferdou wznosząca się nad równiną obszaru Maider (wschodni Antyatlas). Najlepszymi miejscami do poszukiwań skamieniałości były dla nich jednak Madene el Mrakib i Aferdou el Mrakib.

– Nie musiałem niczego szukać, wszystko leżało na powierzchni. Nigdy w życiu czegoś takiego nie widziałem. W Rosji zebrałem dużo materiału, ale w Maroku stwierdziłem, że tego ogromu okazów już chyba nic nie pobije – wspomina z uśmiechem szef zespołu.

Materiał badawczy

Jedynym problemem pozostał wybór i limit, bo nie wszystko przecież można przetransportować do Polski. Kryterium losowe sprzyja analizom statystycznym. Pod lupą badaczy znalazły się organizmy inkrustujące, czyli wspomniane epibionty, znane ze środowisk morskich już od okresu kambryjskiego. Zaczęły się one pojawiać znacznie obficiej dopiero w okresie dewońskim, co było zapewne spowodowane rozkwitem na dnie morskim różnorodnych organizmów szkieletowych, takich jak koralowce czy ramienionogi. Epibionty, chociaż niewielkich rozmiarów ze względu na wapienny (głównie kalcytowy) szkielet, doskonale zachowały się w zapisie kopalnym, dostarczając istotnych informacji na temat ich zróżnicowania i ekologii.

Paleontologa interesowały głównie muszle ramienionogów, które w dewonie osiągnęły szczyt swojego rozwoju i były bardzo powszechne. Nie muszle jednak, a ich zawartość – organizmy, które je zasiedlały – stanowią główny obiekt badawczy naukowca. Dostarczają nie tylko informacji na temat ich ekologii, lecz również trybu życia gospodarza. Różne ich rozmieszczenie na muszli gospodarza może świadczyć o ich wzajemnych relacjach, a więc można uzyskać interesujące informacje na temat ich natury symbiotycznej: czy były komensalami (czyli organizmami pozostającymi w stosunku symbiozy z innym organizmem żywiącymi się produktami pokarmowymi niewykorzystanymi przez ten organizm), czy może pasożytami. To wszystko widać w zapisie kopalnym, z którego paleontolog czyta niczym z księgi.

Koralowce Rugosa i Tabulata – mieszkańcy dewońskiego morza w Ouihlane

W zbiorach geologa znalazły się także szkielety koralowców zarówno ze środowiska płytszego (rafowego), jak i głębszego (talusu), czyli materiału powstałego z niszczenia rafy. Zestawienie ich ze skamieniałościami z Laurussii pozwoli prześledzić i porównać zróżnicowanie epibiontów i przebieg interakcji zachodzących pomiędzy nimi. Badacze uzyskają więc odpowiedź, czy np. w Stanach Zjednoczonych i Europie przebiegały one tak samo, podobnie, a może zupełnie inaczej niż w Maroku.

Wyjaśnienie zawierają skamieniałości, które już wkrótce trafią do sosnowieckich paleontologów. Drogę z Maroka przemierzyły transportem samochodowym, który już dotarł do Poznania. Zanim jednak ujawnią swoje tajemnice, czeka je bardzo dokładna, ale wymagająca precyzji kąpiel. Często, aby nie uszkodzić materiału, trzeba użyć igły preparacyjnej. Następnie każdy element będzie mierzony za pomocą siatki planktonowej (oczko ma wielkość 1 mm2), która umożliwi objęcie całego areału i ustalenie dokładnego rozmieszczenia poszczególnych organizmów. W celu określenia ilości i zróżnicowania każdy epibiont trafi pod binokular, później czeka go identyfikacja. To zadanie prof. Michała Zatonia. Pobrane próby skalne będą badane także pod kątem środowiska, w jakim żyły organizmy. W Poznaniu geolodzy przeprowadzą datowanie – umożliwią im to konodonty, czyli mikroskopijne ząbki należące do wymarłych organizmów morskich.

Geolodzy planują cykl publikacji naukowych, ponieważ są przekonani, że pojawi się wiele wątków pobocznych, a ponieważ badania wypełnią istotną lukę poznawczą na temat paleobiologii i paleoekologii dewońskich epibiontów zasiedlających morza północnej Gondwany, mogą stać się inspiracją do dalszych badań w rejonach tego prakontynentu.

Wiedza o uwarunkowaniach procesów ekologicznych zachodzących kilkaset milionów lat temu jest współczesnemu badaczowi niezbędna, pozwala bowiem prognozować przebieg zjawisk zachodzących we współczesnym świecie oraz wpływ zmian środowiska nie tylko na kierunek, tempo, ale także na ich dynamikę.

– Wprawdzie paleontolodzy patrzą w przeszłość, ale nie stronią od teraźniejszości – zapewnia prof. Michał Zatoń.