Jurajski „półwąż, półjaszczurka” zmienia naszą wiedzę o ewolucji gadów

Na wyspie Skye w Szkocji naukowcy natrafili na coś, czego nie mogli zrozumieć — skamieniałość, która nie pasuje do żadnej znanej kategorii. Ten jurajski gad miał ciało jaszczurki z nogami, ale czaszkę i zęby prawdziwego drapieżnika. Przez dekady sądziliśmy, że ewolucja węży szła prostą drogą: od jaszczurkowatych przodków, przez formy z coraz mniejszymi nogami, aż do beznogich węży. Ten fossil zmienia wszystko.

Na szkockiej wyspie Skye znaleziono skamieniałość, która wygląda jak krzyżówka węża z jaszczurką.

Naukowcy muszą przemyśleć układanie drzewa rodowego gadów.

Nowy gatunek dostał nazwę Breugnathair elgolensis i ma około 167 milionów lat. Choć na pierwszy rzut oka przypomina niegroźnego jaszczurka, jego czaszka i zęby zdradzają zaawansowanego drapieżnika, który nie mieści się w prostych szkolnych podziałach na „węże” i „jaszczurki”.

Najdziwniejszy gad Jurajski? Ma nogi, ale głowę jak wąż

Skamieniałość odkryto w 2015 roku na klifach wyspy Skye w środkowej części okresu jurajskiego. To czas, kiedy po Ziemi chodziły już dinozaury, a pierwsze gatunki z grupy łuskonośnych dopiero zaczynały się różnicować. Do tej grupy zaliczamy dziś wszystkie jaszczurki i węże.

Breugnathair miał około 40 centymetrów długości, mniej więcej tyle, co mały kot. Posiadał dobrze rozwinięte kończyny, więc zdecydowanie nie był beznogim gadem przypominającym dzisiejsze węże. A jednak jego czaszka opowiada zupełnie inną historię.

Skamieniały gad z wyspy Skye łączy sylwetkę jaszczurki z uzębieniem i kształtem głowy typowym dla węży, co burzy prosty obraz ich ewolucji.

Czaszka Breugnathaira jest wydłużona, a szczęki masywne, uzbrojone w zakrzywione, głęboko osadzone zęby – bardzo podobne do tych, które znamy u współczesnych węży dusicieli. To właśnie ten paradoks: „jaszczurka z głową jak u węża”, najbardziej zaskoczył zespół badawczy.

Jak naukowcy odczytują historię zapisaną w kościach

Szkielet Breugnathaira zachował się w zaskakująco dobrym stanie, choć był częściowo rozproszony w skale. Zespół z National Museums Scotland i Uniwersytetu w Cambridge wykorzystał tomografię synchrotronową, czyli bardzo precyzyjne prześwietlenia wiązką promieniowania z akceleratora cząstek. Dzięki temu dało się „zajrzeć” do środka skały, nie niszcząc cennych fragmentów.

W efekcie badacze zrekonstruowali niemal każdą kostkę czaszki. Analiza pokazała ciekawy miks cech:

• zęby osadzone głęboko, silnie zakrzywione – jak u wyspecjalizowanych węży-drapieżników,
• część kości czaszki przypominająca raczej prymitywne gady, nie zbliżona do dzisiejszych węży,
• mocne, w pełni wykształcone kończyny, zdolne do aktywnego poruszania się po lądzie.

Takie połączenie zaskoczyło paleontologów. Początkowo podejrzewali, że w skale znajdują się szczątki dwóch różnych zwierząt. Dopiero dokładne ułożenie kości i analiza przestrzenna wykazały, że to jeden osobnik – osobliwy gad, który nie pasuje idealnie do żadnej z dzisiejszych grup.

Gad między jaszczurką a wężem

Breugnathair zalicza się do wymarłej rodziny parwiraptorów – drapieżnych łuskonośnych, których pozycja w drzewie genealogicznym pozostaje niejasna. Jedni badacze widzą w nim wczesnego krewnego węży, inni sugerują, że to boczna linia, która dawno wygasła.

Zdaniem badaczy ten gad mógł polować na niewielkie ofiary: małe ssaki w typie wczesnych gryzoni, prymitywne ssakokształtne, jaszczurki czy owady. Zęby przygotowane do chwytania śliskiej, wiercącej się zdobyczy sugerują aktywnego, ruchliwego łowcę, a nie leniwego padlinożercę.

Breugnathair pokazuje, że przejście od jaszczurki do węża nie polegało wyłącznie na stopniowym zanikaniu kończyn. Zmiany w czaszce i sposobie polowania mogły wyprzedzić utratę nóg o miliony lat.

Dlaczego ten gad tak miesza w podręcznikach biologii

Szkolny obraz ewolucji węży bywa uproszczony: najpierw długie jaszczurki z małymi nogami, potem coraz mniejsze kończyny, aż wreszcie ich całkowity zanik. Breugnathair wywraca ten schemat. Nogi ma w pełni ukształtowane, za to szczęki i zęby przypominają już rozwiniętego węża.

To sugeruje, że w okresie jurajskim ewolucja „testowała” różne kombinacje cech. Niektóre linie mogły rozwijać drapieżne czaszki, inne tracić kończyny, jeszcze inne łączyć oba kierunki zmian. Część z tych eksperymentów przetrwała do dziś w formie współczesnych węży i jaszczurek, inne – jak Breugnathair – zakończyły ślepy zaułek.

Badacze zwracają uwagę, że podobne cechy mogą powstać niezależnie u różnych grup zwierząt. To tak zwana konwergencja ewolucyjna. Zwierzęta żyjące w zbliżonym środowisku, polujące w podobny sposób, dochodzą do podobnych rozwiązań anatomicznych, nawet jeśli nie są ze sobą blisko spokrewnione.

Co właściwie oznacza konwergencja ewolucyjna

Żeby łatwiej to sobie wyobrazić, wystarczy spojrzeć na:

• delfiny i rekiny – podobne kształtem ciała, choć jeden to ssak, a drugi ryba,
• nietoperze i ptaki – oba mają skrzydła, ale wykształcone z innych struktur,
• torbacze Australii i łożyskowce z reszty globu – często zajmują zbliżone „zawody ekologiczne”, mimo że dzieli je długa historia.

Breugnathair wpisuje się w ten schemat. Ma wężowe szczęki niekoniecznie dlatego, że stoi na prostej drodze prowadzącej do dzisiejszych węży. Równie dobrze mógł rozwinąć podobne przystosowania niezależnie, ponieważ żył i polował w porównywalny sposób.

Skye – jurajska „kopalnia” skamieniałości

Wyspa Skye od lat przyciąga paleontologów. W tych samych warstwach skał, gdzie spoczywał Breugnathair, znaleziono ślady dinozaurów, szczątki wczesnych ssaków i inne gady. To jedno z nielicznych miejsc w Europie, gdzie tak dobrze zachowały się skały z okresu jurajskiego zawierające drobne kręgowce.

Naukowcy podkreślają, że bez tych znalezisk obraz rozwoju dzisiejszych grup zwierząt byłby znacznie uboższy. Wiele linii ewolucyjnych z tamtego czasu nie zostawiło wyraźnych śladów. Każda kompletna skamieniałość ma więc ogromne znaczenie dla zrozumienia tego, jak powstawała różnorodność gadów.

Dlaczego klasyfikacja na podstawie samych kości przestaje wystarczać

Badanie Breugnathaira obnaża ograniczenia klasycznych metod, które polegają głównie na porównywaniu kształtów kości. W przypadku żyjących dziś zwierząt można dołożyć genetykę i sprawdzić faktyczne pokrewieństwo. Przy wymarłych takiej możliwości już nie ma – pozostaje interpretacja szczątków.

Dlatego część zespołów badawczych tworzy szczegółowe analizy filogenetyczne. Łączą w nich setki cech anatomicznych z danymi molekularnymi żyjących gatunków, żeby „wmontować” skamieniałość w możliwie realistyczne drzewo powiązań. Nawet przy tak zaawansowanych metodach pozycja Breugnathaira nie jest jednoznaczna.

To z kolei zmusza do ostrożności przy rysowaniu prostych schematów typu „ten gatunek jest praprzodkiem tamtego”. Historia ewolucyjna rzadko biegnie po jednej prostej. Częściej przypomina gęstą sieć rozgałęzień, z wieloma liniami, które kończą się przedwcześnie.

Co to zmienia dla zwykłego czytelnika

Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że to bardzo specjalistyczna sprawa. W praktyce takie znaleziska wpływają na to, czego uczą się dzieci w szkole, jakie narracje o przeszłości Ziemi pojawiają się w podręcznikach i książkach popularnonaukowych. Każdy nowy, nietypowy gad z głębokiej przeszłości zmusza do modyfikowania tych opowieści.

Breugnathair przypomina też, że przyroda nie rozwija się według jednego, z góry ustalonego planu. Różne grupy zwierząt próbują różnych „strategii konstrukcyjnych”. Nie każda z nich kończy się sukcesem na miliony lat, ale każda zostawia ślad w postaci skamieniałości, która po długim czasie może trafić w ręce paleontologa i zmienić nasze rozumienie przeszłości.