Gigant sprzed drzew: tajemnicze kolosy, które rządziły pradawną Ziemią

Setki milionów lat przed pierwszymi lasami po lądzie chodziły organizmy tak ogromne i dziwne, że dziś trudno je w ogóle sklasyfikować.

Naukowcy od XIX wieku próbują zrozumieć, czym były pionowe kolumny wysokości kilku metrów, sterczące z prawie nagiego lądu. Najnowsze analizy sugerują, że nie pasują ani do roślin, ani do grzybów, ani do żadnej współczesnej grupy organizmów.

Planeta bez drzew i samotne kolumny wśród mchów

Około 400 milionów lat temu ląd wyglądał zupełnie inaczej niż dzisiaj. Nie było lasów, nie było drzew, nie było nawet wysokich krzewów. Roślinność ograniczała się do niziutkich mchów, porostów i prostych pędów, które sięgały zaledwie do kostek hipotetycznemu spacerowiczowi.

Na tym tle wyrastały one: ogromne pionowe struktury, sięgające ponad 7,5 metra wysokości. Z daleka przypominały pojedyncze, masywne pnie wyrastające z niemal gołej ziemi. Dla ówczesnej fauny i roślinności musiały być niczym drapacze chmur.

Te przedziwne organizmy, znane dziś jako Prototaxites, należały do największych form życia lądowego w swoim czasie, choć nikt nie wie, czym dokładnie były.

Pierwsze skamieniałości tych struktur opisano już w 1843 roku. W połowie XIX wieku naukowcy nadali im nazwę Prototaxites, sugerując, że mają coś wspólnego z prymitywnym „jemiołowatym” drzewem. Dalsze badania szybko obaliły tę interpretację. Została nazwa i masa pytań bez odpowiedzi.

Dlaczego Prototaxites spędza naukowcom sen z powiek

Skamieniałe fragmenty Prototaxites pokazują mozaikową, cętkowaną strukturę wewnętrzną. Nie przypomina ona ani dobrze znanych tkanek roślin, ani typowych struktur grzybni. Pod mikroskopem widać sieć rurek, ale ich układ sprawia wrażenie chaotycznego, pozbawionego porządku znanego z wielu współczesnych organizmów.

Taka budowa od początku wprowadzała zamieszanie w klasyfikacji. Raz dominowała hipoteza, że to gigantyczne glony lądowe, innym razem – że to wielkie porosty, a później – że niezwykle masywne grzyby. Żadna z tych wersji nie wytrzymała do końca konfrontacji z danymi.

Nie roślina, nie klasyczny grzyb – co więc?

Przez lata dwóch głównych kandydatów rywalizowało o miano „tożsamości” Prototaxites: gigantyczny grzyb albo zupełnie osobna, wymarła linia życia. Najnowsza praca opublikowana w Science Advances przesuwa szalę w stronę tej drugiej opcji.

Badacze porównali skamieniałości Prototaxites z innymi, pewnymi grzybami znalezionymi w tych samych skałach. Analizowali ich budowę i ślady związków chemicznych, które zwykle zdradzają przynależność do konkretnej grupy.

Układ rurek w Prototaxites różni się od grzybni: rozgałęzia się chaotycznie, bez charakterystycznego, uporządkowanego wzoru typowego dla wielu grzybów.

Jeszcze istotniejszy jest brak chitiny, czyli substancji budującej ściany komórkowe większości grzybów. W innych skamieniałych grzybach z tego samego stanowiska ślady chitiny znaleziono bez problemu. Tu – nic.

To skłoniło część zespołu do wniosku, że Prototaxites faktycznie mogą reprezentować całkowicie odmienną gałąź drzewa życia. Inni naukowcy zachowują dystans i twierdzą, że może chodzić o bardzo nietypowego, wymarłego grzyba, który wyewoluował własne rozwiązania budulcowe.

Jak wyglądał ten pradawny kolos

Na podstawie skamieniałości i osadów z tych samych warstw geologicznych badacze tworzą wizualizacje dawnych ekosystemów. Na nich Prototaxites pojawia się jako masywna, ciemna kolumna, czasem lekko rozszerzająca się ku górze. U podnóża takie struktury otaczają niskie rośliny, mchy i proste pędy.

Trzeba jednak pamiętać, że to tylko rekonstrukcje. Kolor, faktura powierzchni czy ewentualne dodatkowe struktury (np. rozgałęzienia w górnej części) wciąż pozostają w sferze domysłów. Skamieniałości zwykle zachowują głównie „szkielet” organizmu, nie jego wygląd zewnętrzny w pełnym detalu.

Rola ekologiczna: gigantyczny „czyściciel” pradawnych krajobrazów

Choć pochodzenie Prototaxites wywołuje dyskusje, ich tryb życia wydaje się nieco łatwiejszy do opisania. Wcześniejsze badania sugerują, że mogły pełnić funkcję podobną do dzisiejszych grzybów rozkładających martwą materię organiczną. Innymi słowy – sprzątały resztki dawnego ekosystemu.

Taka rola ma sens. W okresie, gdy ląd zdobywały pierwsze rośliny, powstawało mnóstwo martwej biomasy: obumierających pędów, prostych łodyg, warstw organicznych osadów. Ktoś musiał je rozkładać, uwalniając składniki odżywcze z powrotem do gleby.

• Prototaxites mogły rozkładać martwe rośliny i mikroorganizmy.
• Przyczyniały się do tworzenia żyznych gleb dla późniejszych lasów.
• Stanowiły pionowe struktury, dające cień i mikrośrodowiska dla innych organizmów.
• Mogły wpływać na obieg węgla w atmosferze poprzez przetwarzanie ogromnych ilości materii organicznej.

Pojawia się jednak trudne pytanie: jak taki gigant radził sobie z dostępem do energii w środowisku, w którym nie było jeszcze gęstych lasów? Dzisiejsze duże organizmy lądowe – drzewa czy masywne grzyby – korzystają z bogatego węglowodanami otoczenia. W dewońskim krajobrazie warunki wyglądały skromniej.

Misterium energii: jak „nakarmić” siedmiometrowy organizm

Naukowcy przyznają, że bilans energetyczny tego organizmu ciągle im zgrzyta. Z jednej strony mamy ogromną konstrukcję, która musiała utrzymać pion i utrzymać tkanki przy życiu. Z drugiej – prymitywne ekosystemy, w których roślinność raczej raczkowała niż dominowała.

Bez jasnego wyjaśnienia, skąd Prototaxites brały tyle energii, każda wizja ich trybu życia pozostaje w dużej mierze hipotetyczna.

Rozważa się kilka możliwości: od bardzo wolnego tempa wzrostu, przez wyspecjalizowane mechanizmy pobierania substancji odżywczych, aż po współpracę z innymi mikroorganizmami. Na przykład część naukowców sugeruje, że struktury tego typu mogły tworzyć coś w rodzaju wielkoskalowych „porostów”, gdzie jeden organizm zapewniał konstrukcję, drugi – zdolność do fotosyntezy.

Prototaxites na tle historii życia

W momencie, gdy na scenę wkroczyły drzewa, rola Prototaxites mogła zacząć tracić sens. Pionową przestrzeń zajęły rośliny zdolne do fotosyntezy w koronach, a obieg materii organicznej uległ zmianie. Tajemnicze kolumny znikają ze skał mniej więcej wtedy, gdy młode lasy zaczynają już kształtować krajobraz.

Co nam mówi ten zaginiony gigant o życiu na Ziemi

Prototaxites przypominają, że ląd nie zawsze należał do drzew i zwierząt, które znamy z podręczników. Zanim powstały znajome ekosystemy, lądy przechodziły eksperymentalne fazy, zdominowane przez formy życia, które nie doczekały się potomków w dzisiejszej biosferze.

Dla biologów ewolucyjnych to kuszący trop: możliwe, że granice między głównymi „królestwami” życia, jakie dziś znamy (rośliny, zwierzęta, grzyby), były kiedyś mniej wyraziste. Być może istniały linie, które łączyły cechy kilku grup, po czym wygasły, nie zostawiając następców.

Warto też zwrócić uwagę na aspekt geochemiczny. Gigantyczne organizmy rozkładające materię mogły wpływać na obieg węgla i skład atmosfery. W czasach, gdy na lądach dopiero tworzyły się gleby, takie procesy mogły mieć duże znaczenie dla dalszego rozwoju klimatu i późniejszego rozkwitu lasów.

Dla czytelnika przyzwyczajonego do myślenia, że „życie to rośliny, zwierzęta i ewentualnie grzyby”, historia Prototaxites jest dobrym przypomnieniem, że Ziemia przechodziła etapy, w których katalog typów organizmów wyglądał zupełnie inaczej. Jeśli w dewonie istniały gigantyczne kolumny wymykające się klasyfikacji, można zadać sobie pytanie, co jeszcze kryje się w zapisie skał, a także jak bardzo różnorodne mogą być ekosystemy na innych planetach, gdzie ewolucja poszła zupełnie inną drogą.