Rybi kształt tych zwierząt zwrócił uwagę już badaczy pionierów – pierwszy gatunek, który został rozpoznany prawidłowo jako morski gad, otrzymał nazwę Ichthyosaurus communis, czyli „rybojaszczur pospolity”. Jego szkielet znalazła w 1811 r. nastoletnia wówczas kolekcjonerka skamieniałości Mary Anning. Miało to miejsce w zatoce Lyme Regis w południowej Anglii. Tamtejsze klify do dziś dostarczają licznych szczątków mieszkańców wczesnojurajskiego morza (np. na plaży można znaleźć kręgi tych gadów, wypreparowane ze skał i wygładzone przez morskie fale). Sama nazwa „ichtiozaur” weszła do użycia w 1821 r. – a więc dwie dekady wcześniej niż słowo dinozaur.
Te morskie gady występowały w całej gamie rozmiarów. Ciała najmniejszych miały zaledwie kilkadziesiąt centymetrów długości, największych – nawet ponad 15 metrów. Rekordzistą jest zapewne Shonisaurus popularis z późnego triasu. Najbardziej okazałe osobniki dorastały do 18 metrów, z czego na czaszkę przypadały trzy metry. Waga – około 40 ton!
NAGŁA ŚMIERĆ PRZY PORODZIE
Ichtiozaury panowały w morzach i oceanach świata od triasu po środkową kredę, czyli od 245 do 90 mln lat temu. Ich skamieniałości znajdujemy dziś na całym świecie.
Prawdopodobnie intensywnie migrowały na skalę globalną, tak jak wiele gatunków współczesnych waleni. I podobnie jak one, z powodu wymuszonych przez ewolucję zmian w budowie ciała nie umiały już wychodzić na ląd – cały ich cykl życiowy odbywał się w wodzie.
Ichtiozaury znad Wisły
W Polsce nie ma złóż mezozoicznych morskich kręgowców takich jak w Niemczech. Zwykle znajdowano tylko pojedyncze kręgi o charakterystycznym przekroju oraz zęby i fragmenty szczęk. W 2009 r. pewna licealistka znalazła szczękę niewielkiego triasowego ichtiozaura pod Tarnowskimi Górami. Szczęki i zęby znane są też z późnojurajskich wapieni jury polskiej (okolice Częstochowy i Wielunia). Podobne skamieniałości odkryto również w złożach fosforytowych koło Annopola nad Wisłą (Instytut Paleobiologii Polskiej Akademii Nauk oraz Wydział Biologii i Nauk o Ziemi Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej prowadzą tam obecnie prace poszukiwawcze). W czasach ichtiozaurów nasze tereny pokrywały płytkie morza – gady te rzadko się tu pojawiały, a nawet jeśli któryś zginął, jego zwłokami gorliwie zajmowali się padlinożercy. Dlatego znaleziska np. z Annopola są tak fragmentaryczne – szkielety ichtiozaurów najpierw rozwłóczyli amatorzy padliny, a potem prądy morskie.
Dotyczyło to także kluczowej kwestii, czyli rozmnażania. Ichtiozaury z pewnością były żyworodne, a może nawet jajożyworodne. Na tę opcję wskazują znaleziska z czarnych łupków bitumicznych w okolicach Holzmaden w południowych Niemczech. Odkryto tam doskonale zachowane szczątki ichtiozaurów, które po śmierci opadły w pozbawiony tlenu muł na morskim dnie. Dzięki temu były chronione przed padlinożercami i bakteriami. Niektóre osobniki zginęły nagłą śmiercią – np. samica w trakcie porodu, z której ciała wystaje do połowy ichtiozaurzy noworodek.
OKO NA KAŁAMARNICE
W niemieckim „morskim parku jurajskim” znalazły się też okazy tych drapieżnych gadów z dobrze zakonserwowaną treścią żołądkową. Uczeni zidentyfikowali w niej m.in. haczyki z ramion ówczesnych głowonogów (kałamarnic i belemnitów). Podobnie jak dzisiejsze kaszaloty, które zmagają się w głębinach oceanicznych z megakałamarnicami, ichtiozaury zapewne też głęboko nurkowały w poszukiwaniu takiego pokarmu. Świadczą o tym charakterystyczne cechy ich budowy – lekkie kości oraz ogromne oczy, doskonale przystosowane do widzenia w ciemnościach głębin.
Rekordzistami pod tym względem byli przedstawiciele rodzaju Opthalmosaurus. Mieli największe w świecie zwierzęcym oczy, jeśli weźmiemy pod uwagę ich proporcje do wielkości ciała. Wiemy to dzięki zachowanym w stanie kopalnym pierścieniom kostnym, które otaczały rogówkę oka zwierzęcia. Pomagały one utrzymać kształt gałki ocznej w warunkach dużego ciśnienia, jakie panuje w morskich głębinach. Korzyści były ewidentne – im większe oko, tym więcej światła może „przechwycić” i tym wyraźniejszy obraz powstaje w siatkówce.
Pośmiertna podróż
Największe triasowe ichtiozaury z rodzaju Shonisaurus żyły na środku Prapacyfiku. Jednak ich szczątki – około 40 szkieletów – znaleziono nieopodal opuszczonego amerykańskiego miasteczka górniczego Berlin, w górach Shoshone w stanie Nevada, kilkaset kilometrów od dzisiejszych wybrzeży Pacyfiku. Ichtiozaury przywędrowały tam – niczym na pogrzebowej tratwie – na pacyficznej mikropłycie tektonicznej, która pod koniec okresu jurajskiego została wbudowana, wraz z dziesiątkami podobnych płyt, w obszar północnoamerykańskich Kordylierów. Gdyby nie ta pośmiertna podróż, nigdy nie dowiedzielibyśmy się o istnieniu triasowych gigantów świata rybojaszczurów. Shonisaurus jest dziś oficjalną skamieniałością stanu Nevada, a dla ochrony jego szkieletów utworzono Berlin Ichthyosaur State Park.
OD WĘGORZA DO TUŃCZYKA
Jednak pierwsze ichtiozaury, znane z triasowych skał Japonii i Chin, preferowały inną dietę. Polowały głównie na ryby i pokrewne morskie gady, ponieważ żyły w płytkich przybrzeżnych wodach. Miały jeszcze stosunkowo krótkie pyski i długie ciała. Ich kręgosłupy wyginały się na boki jak u węgorzy i taki właśnie był ich styl pływania – wicie się całym ciałem, z płetwami w roli sterów i stabilizatorów.
Późniejsze ichtiozaury, jurajskie i kredowe, usztywniły swoje kregosłupy i zmniejszyły liczbę kręgów. Ich ciała stały się masywne, przybrały wrzecionowaty kształt. Nie przypominały już węgorzy, ale raczej tuńczyki – jedne z szybszych ryb oceanicznych. Siłę napędową takiego ichtiozaura stanowił ogon, poruszający się na boki. Jeśli dodamy do tego wydatną półksiężycowatą płetwę ogonową, mamy komplet przystosowań do pokonywania dużych odległości na otwartym oceanie.
Ścieżki ewolucji są kręte, ale nie zdarza się, by działała ona wstecz. Przodkowie ichtiozaurów, czyli prapłazy, wyszły z wody i nauczyły się oddychać powietrzem atmosferycznym, zastępując skrzela płucami. Transformacja w drugą stronę nie była już możliwa. Ichtiozaury musiały więc opanować tę samą sztukę, co walenie czy krokodyle – wynurzania się w celu zaczerpnięcia oddechu.
PRZYSZŁY ZNIKĄD, ZNIKNĘŁY BEZ POWODU
Pochodzenie tych fascynujących gadów owiane jest mgłą tajemnicy. W przypadku innych zwierząt dysponujemy coraz kompletniejszymi ciągami form przejściowych, np. od ryb do płazów. Ichtiozaury w zapisie kopalnym pojawiają się znienacka – już w pełni uformowane. To oczywiście woda na młyn kreacjonistów, czyli pseudonaukowców nieuznających teorii ewolucji.
Nie dostrzegają oni jednak chociażby tego, że kończyny tych najwcześniejszych „węgorzowatych” ichtiozaurów o wiele bardziej przypominają stopy lądowych czworonogów, wyposażone w „normalną” liczbę palców. To wymowne świadectwo pochodzenia od jakichś permskich naziemnych gadów, których jeszcze nie znamy. Bardziej zaawansowane gatunki wyposażone są za to w coś, co do złudzenia przypomina rybie płetwy. Kości uległy spłaszczeniu, połączenia stawowe zostały usztywnione, zwiększyła się też liczba palców i liczba tworzących je członów. Całość została pokryta jednym płatem miękkiej tkanki, co dało w efekcie sztywną opływową konstrukcję podobną do wiosła.
Równie tajemniczo wygląda kres ichtiozaurów. W triasie przybywało ich bardzo szybko, we wczesnej jurze osiągnęły apogeum różnorodności, potem zaczął się ich powolny upadek. W kredzie został już tylko jeden kosmopolityczny rodzaj – Platypterygius, który z kolei wymarł ok. 90 mln lat temu, a więc na długo przedtem, zanim z powierzchni Ziemi zniknęły najsłynniejsze gady mezozoiku, czyli dinozaury. Owszem, pojawiały się doniesienia o „młodszych” szczątkach ichtiozaurów, ale zawsze okazywało się, że albo interpretacja znaleziska była niewłaściwa, albo popełniono błędy przy datowaniu.
Nie wiemy więc, co tak naprawdę zabiło te imponujące gady, tak wspaniale przystosowane do swego środowiska. Jedno jest pewne – wkrótce po ich wymarciu „wolne miejsce” zajęły podobne ekologicznie mozazaury (nazwane tak od rzeki Moza, gdzie znaleziono ich najsłynniejsze szczątki). One z kolei wywodziły się w prostej linii od lądowych waranów. I nie porządziły w morzach zbyt długo – zeszły ze sceny ewolucji razem z dinozaurami, podczas wielkiej katastrofy przed 65 mln lat.
Z wody na ląd i z powrotem
Ryby wyszły na suchy grunt w późnym dewonie, około 375 mln lat temu. Zrobiły to w poszukiwaniu łatwego żeru lub uciekając przed drapieżnikami, od których roiło się w ówczesnych wodach. Paleontolodzy mają liczne dowody pokazujące przebieg ewolucji „od ryby do płaza”. Tak powstały czworonogi (Tetrapoda), do których należymy i my, ludzie. Proces zrywania z H2O przebiegał stopniowo. Płazy są jeszcze od niej uzależnione – mają nagą, pokrytą śluzem skórę, ich skrzek jest miękki i wilgotny, a wczesne fazy rozwoju muszą przebiegać w środowisku wodnym. Gady wybiły się na niezależność – są okryte odporną na wysychanie łuskowatą skórą, a ich jaja chroni sztywna wapienna skorupka (okrywająca zarodek, który zażywa kąpieli w „małym prywatnym stawku” wód płodowych). A jednak w ciągu milionów lat ewolucji wiele grup gadów wracało do wody – i znów, szukając łatwej zdobyczy lub nie chcąc stać się czyimś obiadem (jak widać, ewolucja nierzadko kołem się toczy). Jako pierwsze ze środowiskiem wodnym przeprosiły się permskie mezozaury. Te niewielkie gady pławiły się w śródlądowych morzach południowej części superkontynentu o nazwie Gondwana. W mezozoiku powstało wiele grup wodnych stworzeń, w tym triasowe notozaury, podobne do żółwi plakodonty (o tępych zębach służących do miażdżenia muszli), długoszyje plezjozaury i pokrewne im krótkoszyje pliozaury, niektóre grupy krokodyli oraz żółwi, wreszcie spokrewnione z dzisiejszymi waranami drapieżne mozazaury, bezlitośni zabójcy z kredowych mórz. Najlepiej przystosowane do życia w morzu – czyli wtórnie upodobnione do ryb – okazały się jednak ichtiozaury, czyli „rybojaszczury”.