Wojciech Mikołuszko Pancerne żółwie
Przetrwały oziębienia i ocieplenia klimatu, wybuchy wulkanów i upadek meteorytu. Nawet obecnie, jeśli uzyskują odpowiednią pomoc, niektóre gatunki żółwi potrafią zawrócić znad krawędzi zagłady i odżyć na nowo.
To, że „żółwi playboy” wreszcie wrócił do domu, opisywano niemal na całym świecie. Choć przeżył już ponad 100 lat i spłodził blisko 800 dzieci, to jurności nadal mu nie brakuje. BBC, które przygotowało o nim materiał, zakończyło go życzeniami: „Smacznego śniadania, Diego. Uratowałeś gatunek”.
Jeszcze bowiem 60 lat temu na świecie żyło ledwie 14 żółwi słoniowych z wyspy Española. Ten niewielki skrawek lądu, liczący marne 60 km kw., jest częścią rozrzuconego wokół równika na Pacyfiku archipelagu Galapagos. To tu, we wrześniu 1835 r., wylądował młody Karol Darwin. Obserwacje zwierząt na oddalonych o blisko 1000 km od najbliższego kontynentu wyspach doprowadziły do krystalizacji w jego głowie teorii ewolucji drogą doboru naturalnego. Kluczem miało być badanie grupy ptaków z grupy łuszczaków, zwanych dziś ziębami Darwina. Choć były do siebie bardzo podobne i wyglądały na blisko spokrewnione, to znacznie różniły się kształtem dziobów i stylem życia.
Darwin doszedł do wniosku, że te kilkanaście gatunków zięb z Galapagos musiało powstać z paru osobników jednego gatunku, które przybyły tu kiedyś z Ameryki Południowej. W nowym miejscu zróżnicowały się, dostosowując się poprzez serie drobnych zmian do rozmaitych lokalnych warunków. Ten właśnie proces miał być sednem ewolucji drogą doboru naturalnego.
Wygryzły je kozy
Nieco w tle za sławą zięb Darwina trzymały się żółwie słoniowe. A one przecież też były inspiracją do powstania teorii ewolucji drogą doboru naturalnego. Nawet nazwa wysp, Galapagos, pochodzi od hiszpańskiego słowa galápago, czyli żółw. Bo też te gady były najbardziej spektakularnymi zwierzętami na archipelagu. Z długością dochodzącą do 1,5 m, ponadmetrową wysokością i co najmniej 200-kilogramową wagą plasują się w grupie jednych z największych żółwi świata. Wszystkie pochodzą prawdopodobnie od znacznie mniejszego gatunku, którego kilka osobników z Ameryki Południowej na archipelag Galapagos przyniósł prąd morski. Na miejscu, tak jak i zięby Darwina, żółwie w drodze ewolucji zwiększyły rozmiary, zróżnicowały się i rozprzestrzeniły na kilkanaście wysp.
Początkowo uważano je jedynie za podgatunki żółwia słoniowego (Chelonoidis nigra). Z czasem obserwacje oraz badania genetyczne udowodniły, że zasługują na miano niezależnych gatunków. Utworzono więc dla nich kilkanaście nowych nazw. Jedna z nich przypadła żółwiom zamieszkującym wyspę Española. Od dawnej nazwy tego kawałka lądu, Hood, nazwano je Chelonoidis hoodensis. Z początkiem XIX w. żyło ich tam blisko 2,5 tys. Stały się jednak ofiarą marynarzy ze statków wielorybniczych. Wielkie, powolne żółwie stanowiły łatwy cel i przynosiły mnóstwo pożywnego mięsa i oleju. Ich liczba szybko więc spadała. Całkowity krach nadszedł z chwilą, gdy na wyspę wypuszczono kozy. Swym nienasyconym apetytem zniszczyły kruchy ekosystem Españoli. Roślinożernym żółwiom słoniowym zaczęło brakować pożywienia.
Na początku lat 60. XX w. na świecie pozostało tylko 12 samic i dwa samce tego gatunku. Były tak rozrzucone po wyspie, że szanse na ich skuteczne rozmnażanie się spadły niemal do zera. Wszystkie żółwie słoniowe z Españoli wyłapano więc i przeniesiono do ośrodka hodowlanego na wyspie Santa Cruz. Odkryto też, że kolejny samiec trafił kiedyś do zoo w San Diego w Kalifornii. Ściągnięto go zatem do ośrodka hodowlanego i nadano imię Diego. I to on właśnie okazał się najbardziej rozbudzonym seksualnie samcem z całej trójki. Z wigorem płodził kolejnych potomków. Dzięki temu program odbudowy żółwia słoniowego z Españoli odniósł zdumiewający sukces. Ok. 2 tys. urodzonych w niewoli gadów zostało przetransportowanych na ich rodzimą wyspę, z której wcześniej usunięto wszystkie kozy. Populacja żółwi rozkwitła. A w czerwcu tego roku i sam Diego, ojciec 40 proc. nowych żółwiątek, został przewieziony na Españolę, którą ostatni raz widział 80 lat wcześniej.
Do rycia czy do pływania?
Choć żółwie słoniowe z Españoli odbudowały populację dzięki ludziom, to taka akcja nie udałaby się z każdym gatunkiem na Ziemi. Żółwie mają bowiem w sobie wyjątkową wytrwałość i odporność. W czasie 240 mln lat (tyle żyją na Ziemi) poradziły sobie z lodowcami, globalnym ociepleniem, gigantycznymi wybuchami wulkanów, a nawet z meteorytem, jaki 66 mln lat temu wybił dinozaury.
– Kluczem do ich niezwykłego sukcesu jest pancerz – mówi dr Tomasz Szczygielski z Instytutu Paleobiologii PAN w Warszawie. – Świetnie chroni żółwie przed drapieżnikami. Jest też uniwersalnym rozwiązaniem problemów z poruszaniem się. Sprawdza się zarówno na lądzie, jak i w wodach słodkich oraz słonych.
Pancerz sprawia, że energia wykorzystywana do ruchu nie jest tracona. Z takim problemem zmagają się liczne gady, jak jaszczurki, węże czy hatterie. Podczas ruchu ich giętkie ciało traci energię na wyginanie się na boki i tarcie o podłoże. U żółwi lądowych kończyny, wsparte o pancerz z jednej strony, a o podłoże z drugiej, całą siłę wykorzystują na efektywne przesuwanie się do przodu. U morskich z kolei pozwalają pływać metodą tzw. podwodnego lotu. – Kończyny działają u nich jak skrzydła u ptaków, co jest bardzo efektywnym systemem poruszania się pod wodą – tłumaczy dr Szczygielski. – Do tego pancerz pełni funkcję rezerwuaru rozmaitych jonów oraz tlenu, który jest wiązany w kościach i stopniowo oddawany do krwi podczas nurkowania. Dzięki temu morskie żółwie mogą tak długo przebywać pod wodą.
Te właściwości oraz plastyczność zachowań żółwi sprawiają, że potrafią one wykorzystywać najrozmaitsze środowiska. – Większość żółwi zawsze była słodkowodna – opowiada dr Tomasz Szczygielski. – Ale zawsze są też linie lądowe i morskie. W sytuacji wielkich kryzysów życia zawsze ileś z nich przeżywa i na nowo podbija pozostałe środowiska.
Naukowiec już od blisko 10 lat bada, skąd ten unikatowy pancerz żółwi się wziął. – Wciąż brakuje form przejściowych, które by w pełni wyjaśniały pochodzenie tych zwierząt – mówi dr Szczygielski.
Może z tego powodu nie ma nawet pewności, po co pojawił się pancerz. Nieliczne skamieniałości prażółwi wskazują, że najpierw doszło do usztywnienia tułowia przez jego skrócenie i poszerzenie żeber. Część naukowców twierdzi, że przydawało się to przy ryciu w ziemi i ułatwiało kopanie nor.
Ale tak samo by to działało, gdyby prażółw żył w wodzie i swój częściowy pancerz wykorzystywał do pomocy w pływaniu. – Pod pewnymi względami biomechanika rycia jest podobna do życia w wodzie – twierdzi dr Tomasz Szczygielski. – W obu tych środowiskach medium jest gęstsze od powietrza. Usztywnienie kręgosłupa było więc korzystne zarówno przy pływaniu, jak i kopaniu. Do tego spodnia część pancerza pojawiła się przed całkowitym rozwinięciem się grzbietowej skorupy, co nie wydaje się użyteczne na lądzie, ale może chronić przed atakiem z głębin lub ułatwiać nurkowanie na zasadzie balastu.
W procesie powstawania pancerza uczestniczyły zarówno kości z wewnętrznego szkieletu żółwi, jak i mozaika płytek kostnych. W trakcie ewolucji żebra poszerzyły się i przesunęły na zewnątrz łopatek. W pancerz wrosły też czubki kręgów grzbietu.
Jednego z najstarszych, a może i najstarszego na świecie żółwia, u którego skorupa jest już całkowita, znaleziono w Polsce, w miejscowości Poręba na Śląsku. Jego skamieniałości liczą 215 mln lat (późny trias) i zostały przez dr. Tomasza Szczygielskiego oraz promotora jego pracy doktorskiej prof. Tomasza Suleja uznane za nowy gatunek. Uczeni nadali mu nazwę Proterochersis porebensis.
– Mamy ponad 300 okazów, w tym 4 całe pancerze – opowiada paleontolog. – Największy z nich ma prawie 0,5 m długości, choć pewne fragmenty sugerują, że pancerz mógł osiągać nawet do 70 cm. Za życia Proterochersis porebensis musiał więc mierzyć ponad 1 m. W skamieniałych odchodach tego żółwia znaleźliśmy szczątki ryb. To wskazuje, że przynajmniej część swojego życia te zwierzęta spędzały w wodzie.
W toku dalszej ewolucji zmniejszała się liczba elementów w pancerzu żółwi. – To automatycznie prowadziło do zmniejszania liczby połączeń między płytami skorupy – dodaje dr Szczygielski. – Co przekładało się na zwiększenie wytrzymałości mechanicznej całego pancerza i tym samym lepiej chroniło przed atakami drapieżników. Szwy między kośćmi są bowiem najsłabszymi punktami, gdy dochodzi do rozrywania i przebijania pancerza.
Około 170 mln lat temu (środkowa jura) żółwie nauczyły się jeszcze chować głowę pod pancerz. Od tego momentu do dzisiaj zasadnicze elementy pancerza już się nie zmieniały.
Ozdobny goni błotnego
Obecnie Ziemię zamieszkuje 356 gatunków żółwi. To wydaje się niedużo w porównaniu z 3,3 tys. gatunków węży czy 5,6 tys. jaszczurek. Część gatunków żółwi jest jednak szeroko rozprzestrzenionych po całym świecie. Zamieszkują głównie rejony tropikalne, choć żółw skórzasty dociera nawet do obszarów polarnych. Mimo to, jak stwierdził na łamach „Scientific Reports” zespół pięciu naukowców z Australii kierowany przez Jamesa U. Van Dyke’a z Western Sydney University, blisko połowa dziś żyjących gatunków żółwi jest narażona na niebezpieczeństwa. Giną z powodu przełowienia na cele konsumpcyjne oraz na hodowlę jako zwierzaki domowe. Na drogach są rozjeżdżane przez samochody. Inwazyjne gatunki drapieżników wyjadają im jaja lub młode. Żółwie morskie zderzają się z łodziami i zaplątują w sieci rybackie i śmieci. Wielu gatunkom grożą nowe choroby, a czasem również… inne żółwie.
Tak stało się w Polsce, gdzie jedyny rodzimy gatunek tych zwierząt, żółw błotny, jest wypierany ze swoich siedlisk przez żółwia ozdobnego. Do Polski sprowadzono go z Ameryki jako zwierzę domowe. Niestety, część osób, znudzona hodowlą, wypuszczała swych podopiecznych na wolność. To była fatalna decyzja dla miejscowego gatunku. Żółwie ozdobne konkurowały bowiem z żółwiami błotnymi i wypierały je z ich siedlisk.
Ale nasz rodzimy gatunek nie jest skazany na wymarcie, choć potrzebuje pomocy. A wtedy i on, podobnie jak żółw słoniowy z Españoli, ma szansę zawrócić znad przepaści i odżyć na nowo. W końcu należy do jednej z najbardziej wytrzymałych grup zwierząt na Ziemi. n