290 mln lat temu drapieżnik zwymiotował. Naukowcy zeskanowali grudkę i zaniemówili

Niepozorna bryłka piaskowca z Niemiec okazała się skamieniałym śladem po dawnej uczcie drapieżnika sprzed setek milionów lat.

Badacze prześwietlili ją mikrotomografem i zobaczyli w środku 41 drobnych kości. Ta nieatrakcyjna grudka pozwala dziś zajrzeć do pradawnego łańcucha pokarmowego, ułożonego długo przed pojawieniem się dinozaurów.

Skamieniałe wymiociny sprzed 290 milionów lat

Znalezisko pochodzi z geoparku Thüringen Inselsberg w środkowych Niemczech. Warstwy skał, w których je odnaleziono, datuje się na wczesny perm, czyli okres między około 290 a 248 milionami lat temu. To czas, gdy na lądach nie biegały jeszcze dinozaury, a krajobraz tworzyły prymitywne lasy, rozlewiska rzek i pierwsze bardziej zaawansowane kręgowce lądowe.

Naukowcy początkowo myśleli, że trzymają w ręku po prostu grudkę skalną naszpikowaną kośćmi. Dokładna analiza ujawniła jednak, że mają do czynienia z czymś o wiele ciekawszym – z tzw. regurgitalitem, czyli skamieniałą zawartością żołądka, którą drapieżnik zwrócił.

Regurgitalit to rodzaj bromalitu – skamieniałych pozostałości po procesie trawienia. W przeciwieństwie do koprolitów (skamieniałych odchodów), zawiera słabiej nadtrawione kości i znacznie mniej otaczających je związków fosforu.

Według autorów badania opublikowanego w czasopiśmie naukowym Nature jest to najstarszy znany przykład takiego znaleziska z typowo lądowego środowiska. Wcześniej podobne obiekty znajdowano głównie w skałach dawnego dna morskiego, gdzie warunki sprzyjają zachowaniu delikatnych struktur przez miliony lat.

Co siedziało w brzuchu permskiego potwora

Kluczowym narzędziem w analizie stała się mikro-CT, czyli wysokorozdzielcza tomografia komputerowa. To technika podobna do medycznego prześwietlenia, ale o znacznie większej dokładności. Pozwala zajrzeć do wnętrza skamieniałości bez jej niszczenia.

Po zeskanowaniu bryłki badacze „rozwinęli” jej zawartość w komputerze niczym wirtualną mapę. Okazało się, że w środku tkwi 41 drobnych kości należących co najmniej do trzech różnych zwierząt. Zidentyfikowano między innymi:

• część górnej szczęki zwierzęcia przypominającego wczesne gady,
• elementy kończyn dwóch innych czworonogów lądowych (tetrapodów),
• kości ułożone blisko siebie, częściowo w tym samym kierunku, jakby ktoś wymieszał je w jednym „worku” – żołądku.

Takie ułożenie sugeruje, że kości przeszły przez układ pokarmowy jednego drapieżnika. Zwierzę najpierw rozgryzło i połknęło swoje ofiary, a później zwymiotowało nieprzetrawione, twardsze fragmenty szkieletu, które szybko zostały zasypane osadami na dawnej równinie zalewowej.

Kto był permskim królem polowania

Badacze próbowali ustalić, czyja to była „pamiątka po posiłku”. W grę wchodzą dwa duże drapieżniki, zaliczane do wczesnych krewnych ssaków: Dimetrodon teutonis oraz Tambacarnifex unguifalcatus. Oba gatunki uchodziły w tym ekosystemie za szczytowe drapieżniki.

Choć większość kości należy do niewielkich czworonogów, to sylwetka potencjalnego „sprawcy” wyglądała zupełnie inaczej. Dimetrodon, znany z charakterystycznego żagla na grzbiecie, przypominał z daleka gada, ale w rzeczywistości bliżej mu do linii prowadzącej do ssaków. Tambacarnifex był natomiast smuklejszym, wyspecjalizowanym łowcą.

Z analizy wynika, że w menu permskiego łowcy znajdowały się zarówno większe roślinożerne zwierzęta, jak i dużo mniejsze, ruchliwe ofiary. Taka strategia żywieniowa – chwytanie wszystkiego, co da się upolować – przypomina współczesne zachowanie wielu dużych drapieżników, np. wilków czy krokodyli.

Bryłka z Niemiec pokazuje, że szczytowe drapieżniki sprzed 290 mln lat polowały nie tylko na masywne ofiary, ale równie chętnie sięgały po małe czworonogi.

Rzadki wgląd w lądowy łańcuch pokarmowy

Dlaczego to znalezisko wywołało takie poruszenie wśród paleontologów? Bo skamieniałe treści żołądkowe z dawnych środowisk lądowych należą do absolutnych rzadkości. Kości pozostawione na powierzchni zwykle szybko się rozkładały, były rozwlekane przez padlinożerców albo niszczone przez erozję. Aby powstał regurgitalit, musi wydarzyć się mały „cud geologiczny” – szybkie przykrycie osadem w odpowiednich warunkach chemicznych.

Ta pojedyncza grudka dostarcza bezpośrednich wskazówek o relacjach drapieżnik–ofiara w jednym z najstarszych znanych ekosystemów lądowych. W normalnych okolicznościach naukowcy muszą domyślać się łańcucha pokarmowego, porównując rozmiary czaszek, typ zębów czy ślady ugryzień na kościach. Tutaj dostają gotowy „zrzut ekranu” z permskiego dnia na równinie zalewowej.

Co ważne, wszystkie trzy zidentyfikowane ofiary żyły na tym samym obszarze i trafiły do żołądka drapieżnika w bardzo krótkim odstępie czasu. Skamieniała bryłka dokumentuje więc realne współwystępowanie gatunków, a nie tylko ich obecność w tej samej formacji skalnej oddzielonej dziesiątkami tysięcy lat.

Jak takie dane zmieniają obraz przeszłości

Łańcuch pokarmowy z permskiej równiny z Niemiec pokazuje, że już na długo przed dinozaurami lądowe ekosystemy były złożone. Funkcjonowały w nich:

• szczytowe drapieżniki polujące na różne klasy ofiar,
• niewielkie, szybkie czworonogi – zarówno roślinożerne, jak i wszystkożerne,
• zróżnicowane środowiska – od nadrzecznych błot po suche fragmenty terenu.

Tego typu znaleziska pozwalają też sprawdzać hipotezy dotyczące ewolucji strategii żywieniowych. Okazuje się, że „elastyczna dieta”, tak typowa dla wielu obecnych mięsożerców, pojawiła się znacznie wcześniej, niż do tej pory sądzono.

Co to są bromality i dlaczego fascynują naukowców

Skamieniałe treści przewodu pokarmowego kryją ogromny zestaw informacji o dawnych ekosystemach. Naukowcy dzielą je na kilka kategorii. Najbardziej znane są koprolity, czyli skamieniałe odchody. Regurgitality – takie jak opisana bryłka z Niemiec – reprezentują z kolei wymiociny.

Wspólnym mianownikiem jest to, że bromality dokumentują zachowanie, a nie tylko samą obecność zwierzęcia. Z klasycznej kości możemy wyczytać, jak wyglądał szkielet, czasem także mięśnie czy krew. Z bromalitu da się odczytać jadłospis, sposób polowania i konkurencję między gatunkami.

Dla paleontologów to wręcz kopalnia informacji, bo:

• pokazuje, kto kogo zjadał,
• pozwala zestawić rozmiary drapieżnika i ofiar,
• zdradza tempo trawienia (poziom nadtrawienia kości),
• daje szansę na odkrycie gatunków znanych tylko z najdrobniejszych fragmentów.

W opisanym przypadku bez skamieniałej treści żołądkowej małe tetrapody z równiny permskiej być może w ogóle nie trafiłyby do naukowych katalogów albo uchodziłyby za zupełnie odrębne, niespowiązane ze sobą elementy fauny.

Czego uczy nas jedna niewielka grudka skały

Historia tej bryłki z niemieckiego piaskowca pokazuje, jak bardzo mylące może być pierwsze wrażenie przy pracy ze skamieniałościami. To, co wygląda jak chaotyczny zbiór kości, po dokładniejszym zbadaniu staje się zapisem konkretnego zdarzenia: polowania, posiłku i wymiotów dużego drapieżnika sprzed milionów lat.

Dla laików może to brzmieć jak mało apetyczny szczegół z życia dawnego potwora, ale dla geologów i biologów to materiał lepszy niż niejedna kość czaszki. Dzięki niemu da się prześledzić relacje między gatunkami, a także porównać dawne ekosystemy z tymi obecnymi. Widać, że wiele schematów – rola szczytowych drapieżników, presja na małe, ruchliwe ofiary, elastyczna dieta – powtarza się niezależnie od epoki.

W praktyce każde podobne znalezisko może stać się punktem odniesienia dla przyszłych badań. Jeżeli w innych częściach globu naukowcy trafią na kolejne regurgitality z tego samego okresu, będzie można złożyć szerszy obraz tego, jak wyglądało życie na lądach przed dinozaurami. Na razie w niemieckim geoparku trwają dalsze prace terenowe – bo skoro udało się natrafić na jedną taką grudkę, istnieje spora szansa, że w skałach kryją się następne rozdziały tej samej permskiej historii.