Tematy seminariów - rok 2007

• Piątek, 14 grudnia 2007: godz. 10:00
dr Łucja Fostowicz-Frelik (IPAL):

Paleogeńska radiacja zajęczaków Ameryki Północnej

Rząd zajęczaków (Lagomorpha) obejmuje dwie rodziny: zającowate (Leporidae) i szczekuszkowate (Ochotonidae). Współcześnie znanych jest 11 rodzajów (w większości monotypowych) zajęcy i królików oraz jeden rodzaj szczekuszki (Ochotona) z 30 gatunkami. Najwcześniejsi przedstawiciele zajęczaków pochodzą ze środkowego eocenu tak Azji, jak i Ameryki Północnej. Uważa się jednak, iż grupa ta jest pochodzenia azjatyckiego. Wskazuje na to bardziej prymitywny charakter znalezisk z tego kontynentu oraz wyłącznie azjatyckie pochodzenie g. kredowo/paleogeńskich Mimotonidae, grupy siostrzanej zajęczaków.

W zapisie kopalnym północnoamerykańskich Lagomorpha zaznaczyły się dwie główne radiacje adaptatywne skorelowane z okresami największych przemian faunistycznych kenozoiku: radiacja eoceńska prymitywnych grup (Palaeolaginae i Archaeolaginae), których przedstawiciele w większości wymarli przed końcem miocenu oraz radiacja mioceńska, w rezultacie której wyłoniła się większość współczesnych rodzajów. Dominującą grupą paleogeńskich zajęczaków były zającowate, w tym rodzaj Palaeolagus, uważany za jeden z najbardziej prymitywnych i w analizach filogenetycznych sytuujący się jako takson zewnętrzny w stosunku do współczesnych przedstawicieli zarówno zającowatych jak i szczekuszkowatych oraz ich wspólnego przodka. Rodzaj Palaeolagus jest licznie reprezentowany w eoceńsko-oligoceńskich stanowiskach lądowej fauny Ameryki Północnej. Budowa szkieletu, jakkolwiek ogólnie typowa dla całego rzędu (charakteryzującego się dużym konserwatyzmem budowy) wykazuje kilka cech swoistych, zwłaszcza w budowie kości ramieniowej oraz konstrukcji stępu, wskazujących na większą swobodę pronacji kończyny przedniej oraz giętkość stopy a co za tym idzie, większej plastyczności środowiskowej zwierzęcia. W świetle adaptacji ruchowych wydaje się, iż Palaeolagus był rodzajem związanym ze środowiskiem obrzeży lasów a nie typowo górskim (naskalnym), jak sugerował Gambaryan. Innymi rodzajami zającowatych, które pojawiły się podczas pierwszej wielkiej radiacji były, między innymi Archaeolagus i Hypolagus, należące do podrodziny Archaeolaginae. Przedstawiciele tej grupy wykazują dużą rozpiętość przystosowań kursorialnych, w szczególności wymarły rodzaj Hypolagus, do którego zalicza się obecnie 24 gatunki.

Szczegółowa analiza funkcjonalna szkieletu paleogeńskich zającowatych, z uwzględnieniem metod statystycznych i fenetycznych, jest jednym z tematów badawczych, które będą realizowane podczas pobytu w Carnegie Museum of Natural History (Pittsburgh, USA), finansowanego w ramach stypendium zagranicznego dla młodych doktorów (program Kolumb) Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Badania dotyczyć będą również słabo poznanych pokrewieństw wczesnych zajęczaków, homoplazji cech uzębienia oraz znaczenia taksonomicznego cech szkieletu pozaczaszkowego w grupie.

---

• Poniedziałek, 3 grudnia 2007: godz. 9:30
mgr Małgorzata Bieńkowska (WG UW):

Ichtiotafocenozy z Karpat Zewnętrznych (formacja menilitowa, oligocen, Polska)

Wyniki badań nad tafonomią ichtiofauny, która pochodzi z mniej lub bardziej cienkich poziomów łupków (m. in. menilitowych), margli oraz wapieni, z sześciu stanowisk (Błażowa, Jamna Dolna 1, Jamna Dolna 2, Rudawka Rymanowska, Wola Czudecka, Wujskie) utworów oligoceńskich Karpat Zewnętrznych, pozwalają na porównanie badanych zespołów ryb (ichtiotafocenoz) i określenie ich genezy. Genezę dwóch wśród tych zespołów poprzedni autorzy wiązali z masowymi pomorami ryb. Materiał badawczy obejmuje ponad 1700 szkieletów o różnym stopniu kompletności, należących do 20 rodzin ryb promieniopłetwych (wyłącznie Teleostei). Analiza tafonomiczna obejmowała: ocenę stopnia dezintegracji szkieletu; ocenę sposobu zachowania szkieletów, które uległy dezintegracji; określenie sposobu zachowania kręgosłupa (np. prosty/wygięty/złamany), płetw i szczęk; określenie ułożenia szkieletów względem utworów macierzystych; identyfikację rzadkich stanów zachowania.

Wszystkie z badanych 19 zespołów ryb powstawały w wyniku długotrwałego gromadzenia się martwych (śniętych) ryb w miejscu ostatecznego ich pogrzebania, przy niskim tempie akumulacji, w warunkach anoksycznych zarówno w osadzie jak i w wodach przydennych. Wyjątkowo dobrym stanem zachowania szkieletów ryb wyróżniają się dwa zespoły ryb pochodzące z wapieni (poziom korelacyjny wapieni z Tylawy). Prawdopodobnie spowodowane było to przenikaniem wapnia do tkanek miękkich w miejscu pogrzebania i zatrzymaniu w nich procesu gnilnego, co umożliwiało w konsekwencji krystalizację węglanu wapnia. W czasie powstawania innych typów litologicznych (łupków, margli) szkielety ryb ulegały mniej lub bardziej dezintegracji w wyniku procesu gnilnego w środowisku spokojnym. Sporadyczne przypadki mogą wskazywać na oddziaływanie bądź prądów przydennych, bądź nekrofagów. Stan zachowania szkieletów świadczy, że ryby raz pokryte osadem nie były redeponowane, mogą więc stanowić pożyteczne narzędzie stratygraficzne. Każda z badanych 19 tafocenoz, wykazuje cechy wskazujące na masowe śnięcia ryb (duże zagęszczenie osobników lub obecność osobników z rozwartymi szczękami lub znaczny udział osobników młodocianych), ale żadna z nich nie posiada takich cech, które wskazywałyby na to jednoznacznie. Prawdopodobnym jest, że tylko część osobników w badanych zespołach pochodzi z masowych pomorów, reszta to osobniki zmarłe niejednocześnie, ze starości lub z powodu innych przyczyn. Uogólniając, wszystkie badane ichtiotafocenozy mają charakter zespołów mieszanych, w których zawarte są cechy zarówno nekrocenozy, jak i tanatocenozy. Z drugiej strony towarzysząca ichtiofaunie w kilku stanowiskach flora i fauna, w tym znajdywane ostatnio szczątki obunogów oraz namiecionych z lądu ważek, a nawet ptaków wskazuje, że tafocenozy w tych stanowiskach powstawały z nagromadzenia organizmów z bardzo rozmaitych środowisk i zapewne dostarczonych na dno basenu w różnym czasie, a zatem dokumentują istotnie ich naturę jako typowych nekrocenoz. Rzadkie stany zachowania: ryba połykająca mniejszą od siebie, oraz ryba zawierająca mniejszą od siebie w jamie brzusznej reprezentują przejawy drapieżnictwa, nie notowane dotychczas z formacji menilitowej Polski.

---

• Poniedziałek, 5 listopada 2007: godz. 9:30
doc. Ryszard Wrona (IPAL):

Chitinozoa z górnego syluru i dolnego dewonu Podola, Ukraina

Prezentowane palinomorfy Chitinozoa pochodzą z dobrze udokumentowanej geologicznie i paleontologicznie sekwencji osadów syluru i dewonu, odsłaniającej się w stromych brzegach Dniestru i jego dopływów na Podolu (Nikiforova et al. 1972; Drygant 1984, 1994; Tsegelnjuk et al. 1983). Odsłonięcia te, a w szczególności profil nie zaburzonych osadów obejmujących granicę miedzy systemami sylurskim i dewoński, który odsłania się we wsi Volkowtsy (Wołkowce), zostały zgłoszone jako ewentualny profil stratotypowy granicy syluru i dewonu (Nikiforova 1977, Abushik et al. 1985, Koren' et al. 1989).

Mikroskamieniałości Chitinozoa, zbudowane z chitinopodobnej substancji organicznej zyskują coraz większe znaczenie (obok graptolitów, trylobitów i konodontów) jako doskonałe narzędzie biostratygraficzne i korelacyjne dla osadów dolnego paleozoiku (Paris et al. 2000; Verniers et al. 1995). W oparciu o świeżo zebrane próby i wypreparowane chemicznie kolekcje Chitinozoa opisałem i zilustrowałem na nowo, na podstawie obserwacji w elektonowym mikroskopie skaningowym gatunki, które były opisane dawniej na podstawie wyrywkowych badań (Obut 1973, Tsegelnjuk 1982, Paris & Grahn 1996). Wykazałem także przydatność tych palinomorfów dla biostartygrafii sylursko-dewońskich osadów basenu Dniestru i ich korelacji z obszarami sąsiednimi, w szczególności Polski, Estonii i Barrandianu. Obfity i zróżnicowany gatunkowo zespół Chitinozoa obejmujący następujące gatunki: Urnochitina urna, Calpichitina annulata, and C. velata, Linochitina cf. klonkensis, Eisenackitina aff. E. krizi, Eisenackitina sp., Vinnalochitina cf. suchomastensis, Cingulochitina sp., Ancyrochitina cf. ancyrea, Ancyrochitina sp., pozwala na wyróżnienie górnej części piętra przydol w najwyższej części formacji skalskiej (warstwy dzwenygorodzkie) w odsłonięciu we wsi Volkovtsy (Wołkowce, dawniej Dnestrove). Natomiast w wyższej części warstw dzwenygorodzkich stwierdziłem obecność dewońskiego zespołu Chitinozoa.

Zespół Chitinozoa typowy dla najniższego dewońskiego piętra lochkow, obejmującego gatunki przewodnie takie jak: Eisenackitina bohemica, E. elongata, Cingulochitina sp., Calpichitina annulata, Margachitina catenaria. Ancyrochitina lemniscata, Ancyrochitina sp. aff. A. aurita, Ancyrochitina sp., Pterochitina megavelata, Linochitina ex. gr. ervensis, Angochitina tsegelnjuki, Anthochitina ex. gr. superba, Anthochitina radiata., znalazłem w wapieniach i łupkach horyzontu borszczowskiego w warstwach chudykowieckich (Khudykivtsy) oraz mitkowskich (Mytkivtsy). Granica pomiędzy sylurem a dewonem została wyznaczona w profilu odsłaniającym się w szurfie wykopanym we wsi Wołkowce (odsłoniecie nr 64, wg pracy: Nikiforova et al. 1972) na podstawie pojawienia się graptolitów M. uniformis angustidens i przebiega wewnątrz pakietu szaro-zielonych łupków mułowcowych i margli zawierających charakterystyczne soczewki czarnych lub ciemnoszarych wapieni, które określane są jako warstwy dzwenygorodzkie i chudykowieckie. Granica ta może być także wyznaczona na podstawie pierwszego pojawienia się (FAD) chitinozoowego gatunku indeksowego Eisenackitina bohemica i Margachitina catenaria, oraz ostatniego wystąpienia (LAD) gatunku indeksowego Urnochitina urna i Linochitina cf. klonkensis. Współwystępowanie w zespole tak charakterystycznych gatunków jak: Calpichitina annulata, C. velata i Eisenackitina bohemica, E. elongata, Margachitina catenaria, oraz Anthochitina ex. gr. superba,wyznacza poziom zespołowy obejmujący osady, w których zawarta jest granica systemów syluru i dewonu.

---

• Piątek, 16 lutego 2007: godz. 10:00
lic.biol. Anna Łach (Wydział Biologii i Geologii U.W.):

Zegar molekularny a rekonstrukcje filogenetyczne – spojrzenie krytyczne

Hipoteza zegara molekularnego (ang. the molecular clock hypothesis) zmieniła spojrzenie na procesy kierujące makro- i mikroewolucją, oraz dostarczyła współczesnej biologii niezwykle użytecznego narzędzia. Hipoteza ta postuluje, że tempo ewolucji makromolekuły (białka lub kwasu nukleinowego) mierzone liczbą zmian w sekwencji aminokwasowej lub podstawień nukleotydowych jest względnie stałe w czasie we wszystkich liniach rodowch. Stwierdzenie to ma dwie ważne implikacje: po pierwsze, jeżeli makrocząsteczki ewoluują w stałym tempie, to można ten fakt zastosować do datowania rozejścia się gatunków i innych wydarzeń ewolucyjnych w podobny sposób, jak datuje się wydarzenia geologiczne za pomocą tempa rozpadu izotopów promieniotwórczych. Po drugie, stopień zróżnicowania tempa pomiędzy liniami ewolucyjnymi dostarcza informacji ułatwiających zrozumienie mechanizmów ewolucji molekularnej.

Szacunkowe datowania wydarzeń ewolucyjnych za pomocą zegara molekularnego są niezwykle kontrowersyjne, zwłaszcza jeżeli stoją w sprzeczności z danymi uzyskanymi z bardziej tradycyjnych źródeł, takich jak zapis kopalny. Konflikt ten został wyraźnie zarysowany w trakcie debaty nad czasem powstania głównych typów zwierząt, określonym na podstawie pierwszego pojawienia się licznych skamieniałości we wczesnym kambrze, czyli tzw. eksplozji kambryjskiej. Innym spornym momentem w ewolucji życia jest zastąpienie dinozaurów przez współczesne ptaki i ssaki, tradycyjnie datowane na wczesny paleogen, po hipotetycznym zderzeniu obiektu pozaziemskiego z Ziemią ok. 65 mln lat temu. W obu przypadkach datowania oparte na danych molekularnych sięgają dwukrotnie dalej wstecz niż te uzyskane na podstawie globalnego zapisu kopalnego. Analiza sekwencji DNA została wykorzystana jako dowód przemawiający za uznaniem tych „eksplozywnych” radiacji za artefakt spowodowany niezachowaniem się wczesnych etapów ewolucji królestwa Animalia. Z kolei wielu paleontologów sugeruje, że rozbieżność pomiędzy danymi paleontologicznymi i molekularnymi wynika z niedokładności zegarów molekularnych.

Obecnie wiadomo, że nie należy zakładać uniwersalnej dla wszystkich organizmów liniowej zależności pomiędzy odległością genetyczną a czasem, ponieważ okazało się, iż z powodu wielu czynników mogących wpływać na tempo ewolucji molekularnej (tempo utrwalania mutacji, tempo metabolizmu, rozmiary ciała, kalibracja) mogą one być różne. Ta złożoność jest wyzwaniem, aby w nowych metodach uwzględniać zróżnicowanie tempa ewolucji w poszczególnych gałęziach filogenezy, a także różnice w ewolucji w obrębie samej sekwencji.

Konsekwentne analizy coraz większej ilości danych molekularnych z zastosowaniem zegara molekularnego bezlitośnie rozwiały nadzieje badaczy na znalezienie jednoznacznych odpowiedzi na pytania związane z ewolucją życia na Ziemi, jej czasem, przebiegiem oraz procesami nią kierującymi. Rasmus Nielsen relacjonując wydarzenia z dorocznego spotkania Society for the Study of Evolution napisał, że „nie ma już zegara molekularnego, ale nie zapomniano też o nim”. Stosowanie coraz bardziej wyrafinowanych metod matematycznych i statystycznych w metodyce zegara molekularnego oraz zrozumienie potencjalnych przyczyn znacznych rozbieżności w datowaniach opartych na danych molekularnych i zapisie kopalnym umożliwia lepszą analizę danych i otrzymywanie bardziej wiarygodnych wyników. Nie należy więc deprecjonować korzyści z zegara molekularnego, zwłaszcza, że w niektórych dziedzinach (np. epidemiologii) są one spektakularne. A zatem pytaniem nie jest to, czy zegar molekularny istnieje, lecz jak uwiarygodnić datowania uzyskane za jego pomocą.

---

• Piątek, 2 lutego 2007: godz. 10:00
doc. dr hab. Andrzej Pisera (IPAL):

Późnoeoceńska fauna gąbek krzemionkowych z południowo-zachodniej Australii

Późnoeoceńskie facje gąbkowe zaliczane do formacji Pallinup, występują na odcinku około 2000 km wzdłuż południowych wybrzeży Australii. Skały tej formacji to głównie spikulity, często wtórnie skrzemionkowane, które zawierają miejscami niezwykle liczną i zróżnicowaną faunę gąbek krzemionkowych. Szczególnie odsłonięcia w Basenie Bremer, w południowo-zachodniej Australii, dostarczają wyjątkowo dobrze zachowanej fauny gąbek litistidowych z igłami ektosomalnymi in situ, a co jeszcze ciekawsze także innych, nielitistidowych Demospongiae zachowanych w całości. Znaczna część okazów wykazuje obecność oryginalnych igieł zbudowanych z opalu z dobrze widocznymi kanałami osiowymi. Fauna ta zdominowana jest przez gąbki litistidowe (około 40 gatunków), Hexactinellida należą do niezwykle rzadkich, Najliczniejsze są litistidy z rodziny Theonellidae (czteroosiowe desmy oraz ektosomalne phyllotriaeny) reprezentowane przez około 10 gatunków. Przedstawiciele rodzimy Pleromidae (= kopalne Megamorina; desmy jako megaklony, ektosomalne dichotriaeny) należą do najliczniej występujących, lecz reprezentowane są jedynie przez 2-3 gatunki. Litistidy z grupy Rhizomorina (współcześnie kilka różnych rodzin; desmy jako rhizoclony) są mniej liczne, lecz bardziej zróżnicowane i reprezentowane przez 8 gatunków. Litistidy z rodziny Corallistidae (kopalne Dicranocladina; desmy jako dikranoklony, ektosomalne dichotriaeny) reprezentowane są przez co najmniej 5 gatunków i są stosunkowo liczne. Rodzina Phymaraphinidae (desmy jako specyficzne tetraklony, ektosomalne phyllotriaeny) są równie liczne jak Pleromidae, lecz reprezentowane jedynie przez 2 lub 3 gatunki. Rodzina Phymatellidae jest mniej częsta, lecz reprezentowana przez około 5 gatunków. Nielitistidowe Demospongiae występują dość często i reprezentowane są przez co najmniej 7 gatunków. Najczęściej występują przedstawiciele rodziny Pachastrellidae (igły choanosomalne jako kaltropy i podobne triaeny). Fauna ta jest wyjątkowa, ponieważ składem przypomina dzisiejsze głębokowodne (200- 700 m ) zespoły gąbkowe z Norfolk Ridge na południe od Nowej Kaledonii, lecz dane geologiczne wskazują, że zasiedlała płytkie i bardzo płytkie środowisko, nie głębsze niż 20 m , położone bardzo blisko brzegu. Na poziomie gatunkowym fauna gąbek litistidowych z eocenu Australii ma charakter endemiczny, a na poziomie rodzajowym i rodzinowym ma charakter pośredni pomiędzy późnokredowymi faunami Europy i współczesnymi faunami rejonu Nowej Kaledonii.

<< powrót