Okazuje się, że żywiczne wydzieliny, które z czasem twardniejąc tworzą bursztyn, pojawiły się w świecie znacznie różniącym się od tego, który kojarzymy z jurajskimi jaszczurami. Świecie, w którym nie było jeszcze dinozaurów, a nawet zanim owady stały się dominującymi roślinożercami.
Bursztyn sprzed 385 milionów lat
W złożach węgla w odległym północno-zachodnim regionie Chin, paleontolodzy dokonali odkrycia setek mikroskopijnych fragmentów bursztynu. Co w tym niezwykłego? Datowanie! Te maleńkie znaleziska pochodzą ze środkowego dewonu, sprzed 385 milionów lat. To nie tylko 65 milionów lat wcześniej niż poprzedni rekord, ale także 150 milionów lat przed pojawieniem się pierwszych dinozaurów! Badanie, którego wyniki opublikowano w prestiżowym czasopiśmie „Science Advances”, jest przełomem, na który czekaliśmy.
„Znaczenie tego odkrycia nie polega wyłącznie na tym, że rekord jest starszy” – wyjaśnia paleontolog Cihang Luo z Chińskiej Akademii Nauk, pierwszy autor nowego badania. „Poprzednie potwierdzone znaleziska bursztynu pochodziły z późnego karbonu i były prawdopodobnie związane z roślinami nasiennymi. Nasz bursztyn pochodzi ze środkowego dewonu, zanim rośliny nasienne w ogóle się pojawiły i zróżnicowały”.
Czytaj także: W Ekwadorze odkryto bursztyn sprzed 112 milionów lat, który zawiera kompletny ekosystem
To zmienia wszystko. Oznacza to, że roślina nienasienna, naczyniowa – czyli taka, która posiadała już tkanki przewodzące wodę i składniki odżywcze, ale jeszcze nie wytwarzała nasion – była już zdolna do produkcji chemicznie złożonej żywicy terpenoidowej.
Jak bursztyn ratował życie na Ziemi?
Bursztyn to jedna z ikon prehistorii. Powstaje ze skamieniałej żywicy drzewnej, która przez miliony lat twardnieje, zamieniając się w ten wspaniały, ciepło zabarwiony kamień szlachetny. Ale to nie tylko piękny wygląd. Bursztyn może zachować, często w perfekcyjnych szczegółach, najmniejsze detale świata, który istniał, gdy wyciekał z drzewa – od materii roślinnej, takiej jak pyłek, po uwięzione bezkręgowce, a nawet kręgowce, takie jak jaszczurki i maleńkie dinozaury (lub ich części).
Takie okazy są niezwykle cenne dla paleontologów, ponieważ dostarczają informacji o prehistorycznych ekosystemach. Jednak ten konkretny przypadek opowiada nam znacznie więcej – mianowicie o ewolucji samych roślin. „To odkrycie dostarcza bezpośredniego dowodu kopalnego, pokazującego, że wyrafinowana biosynteza żywicy pojawiła się znacznie wcześniej, niż wcześniej sądzono” – powiedział Luo.
Produkcja żywicy mogła być kolejną ważną innowacją – obok ewolucji drzew, drewna, liści i głębszych systemów korzeniowych – która pomogła wczesnym roślinom naczyniowym przetrwać i rozprzestrzenić się w środowiskach lądowych. Dawała im tarczę ochronną przed czynnikami zewnętrznymi, umożliwiając im kolonizację lądów w krytycznym okresie ewolucji.
Mikroskopijne dowody z epoki dinozaurów (i wcześniej)
Starożytna żywica nie została znaleziona w postaci błyszczących, złocistych bryłek, które mogłyby zdobić naszyjnik. Naukowcy odkryli 241 maleńkich fragmentów o wielkości od zaledwie 0,1 do 1,5 milimetra, wydobytych z 10 kilogramów węgla pochodzącego z formacji Hujiersite. Były tak małe, że trzeba było je lokalizować za pomocą światła ultrafioletowego, które sprawiło, że fluorescencyjnie świeciły na tle otaczającej skały.
Skały, w których je znaleziono, zostały już wcześniej dokładnie datowane na 385 milionów lat temu. Pytanie brzmiało: czym jest fluorescencyjny materiał? „Nasza pierwsza reakcja to ekscytacja, a zaraz potem ostrożność” – wyjaśnił Luo. „Identyfikacja bursztynu z około 385 milionów lat temu byłaby czymś niezwykłym, więc początkowo traktowaliśmy te cząstki po prostu jako żywicopodobny materiał organiczny, zanim założyliśmy, że są to prawdziwe bursztyny”. Dopiero po przeprowadzeniu dokładnych testów optycznych, spektroskopii w podczerwieni i spektrometrii mas, naukowcy byli pewni, że ich znaleziska mają chemiczne cechy charakterystyczne dla żywic typu iglastego.
Świat bez owadów, ale z ogniem i grzybami
Naukowcy nie byli w stanie dokładnie ustalić, jaka rodzina wymarłych drzew produkowała tę żywicę. Sugerują jednak, że w ówczesnym ekosystemie istniało wystarczająco dużo zagrożeń, aby rośliny potrzebowały zdolności obronnych. Zanim owady stały się głównymi roślinożercami, pożary lasów i pasożytnicze grzyby mogły być już wystarczająco niebezpieczne, by faworyzować produkcję żywicy. Była to adaptacja, która okazała się niezwykle trwała.
„Węgiel zawierający bursztyn wskazuje na wilgotne, bogate w materię organiczną środowisko, prawdopodobnie z rozproszonymi stanowiskami wczesnej roślinności naczyniowej. Grzyby i stawonogi lądowe były już obecne, ale lądowe sieci pokarmowe były znacznie mniej złożone niż w późniejszych lasach” – powiedział Luo. „Był to krytyczny okres, kiedy rośliny stawały się wyższe, rozwijały drewno i głębsze korzenie, przekształcając fizyczną strukturę kontynentów. Te maleńkie cząstki bursztynu powstały podczas tej ważnej transformacji ekologicznej”.
Czy to rekord? Poszukiwania trwają
Istnieje wiele powodów, by sądzić, że mogą istnieć jeszcze starsze bursztyny, zauważa Luo. Badania molekularne pokazują, że rośliny prawdopodobnie posiadały geny do wytwarzania związków chemicznych żywic, zwanych terpenami, znacznie wcześniej niż w środkowym dewonie. Ponadto naukowcy zaznaczają w swojej pracy, że rozmiar ziaren jest typowy dla bursztynu z ery paleozoicznej, która obejmuje środkowy dewon, ale rozciąga się dalej wstecz, aż do 540 milionów lat temu.
Czytaj także: W Bałtyku znaleziono skamieniałość sprzed 30 milionów lat. Wygląda niczym modliszka
Jest więc możliwe, że inne starożytne bursztyny zostały już odkryte i czekają na odpowiednią sekwencję testów, aby się ujawnić. „Najbardziej obiecujące miejsca do poszukiwań to wczesnodewońskie, bogate w materię organiczną węgle, łupki węglowe i drobnoziarniste osady, które zachowały obfite kutikule roślinne i poddane zostały stosunkowo niewielkim zmianom termicznym” – wyjaśnił Luo. „Wczesny bursztyn był prawdopodobnie mikroskopijny, wysoce zlokalizowany i łatwo mylony z inną materią organiczną, co może wyjaśniać, dlaczego został pominięty”.
Połączenie przesiewania ultrafioletem, starannej ekstrakcji mikroskopowej, spektroskopii w podczerwieni i organicznej analizy geochemicznej może ujawnić jeszcze starsze rekordy. Historia bursztynu, a co za tym idzie, historii życia na Ziemi, wciąż czeka na swoje kolejne rozdziały.
