51. Czy zasada Orwella sprawdza się w przypadku dinozaurów?
Czas trwania: 00:33:16
YouTube
Apple Podcasts
Spotify
Transkrypcja
Podcast CORDIScovery – odcinek nr 51 – Czy zasada Orwella sprawdza się w przypadku dinozaurów?
Poniższy tekst jest tłumaczeniem transkrypcji przygotowanej przez SI.
00:00:00:00 - 00:00:16:01
Abigail Acton
Witamy słuchaczy i słuchaczki podcastu CORDIScovery!
00:00:16:03 - 00:00:42:09
Abigail Acton
Dzień dobry. Zapraszam do wysłuchania nowego odcinka podcastu CORDIScovery! Z tej strony Abigail Acton. W swojej powieści „Folwark zwierzęcy” Orwell napisał: „Cztery nogi – dobrze, dwie nogi – źle”. Czy tyranozaur zgodziłby się z tym stwierdzeniem? A może to właśnie dwunożność dała im przewagę ewolucyjną? Hipoteza tak zwanej „wyższości lokomotorycznej” została pierwotnie zaproponowana jako wyjaśnienie tego, co odróżniało dinozaury od innych grup z okresu triasu, co prawdopodobnie pomogło dwunożnym gatunkom przetrwać do czasu jury.
00:00:42:14 - 00:01:04:20
Abigail Acton
Czy hipoteza ta jest jednak prawdziwa? Badanie sposobu poruszania się współczesnych ptaków, krokodyli i innych zwierząt pozwala nam poznać lepiej biomechanikę wymarłych zwierząt i wpływ, jaki miała na ich przetrwanie. Oprócz sposobu poruszania się, także sposób, w jaki dinozaury oddziaływały na swoje otoczenie, kształtował otaczający je świat, a wspólny rozwój gatunków i ekologii na przestrzeni wieków pozwala lepiej zrozumieć współczesne ekosystemy.
00:01:05:00 - 00:01:29:20
Abigail Acton
Czego więc może nauczyć nas ten świat, który przeminął miliony lat temu? Według szacunków na świecie istnieje przeszło 8ִ milionów gatunków, które dostarczają nam pożywienia, a także korzystnie wpływają na nasze samopoczucie i zdrowie. Nadal jednak niewiele wiemy o tym, gdzie i dlaczego powstaje oraz zanika różnorodność biologiczna. Co zatem możemy zrobić, aby chronić kolebki rozwoju przyszłej różnorodności biologicznej? Czy symulacje i modelowanie paleoklimatyczne mogą okazać się użyteczne? Ze względu na to, że żyjemy w epoce masowego wymierania gatunków,
00:01:29:20 - 00:01:56:16
Abigail Acton
potrzebujemy wszelkich możliwych rozwiązań i odpowiedzi. W ich poszukiwaniu pomogą nam nasi dzisiejsi goście, którzy skorzystali z unijnego wsparcia na prowadzenie badań naukowych i realizowanie innowacyjnych rozwiązań. John Hutchinson jest członkiem Royal Society i jednym z czołowych badaczy w dziedzinie biomechaniki ewolucyjnej. Podejście stosowane przez badacza łączy metody doświadczalne i obliczeniowe, w tym symulacje, pozwalając mu na badanie hipotez dotyczących budowy, funkcji i wydajności układu mięśniowo-szkieletowego.
00:01:56:18 - 00:01:57:22
Abigail Acton
Dzień dobry, John.
00:01:57:24 - 00:01:59:01
John Hutchinson
Dzień dobry. Cieszę się, że mogę tu gościć.
00:01:59:03 - 00:02:19:01
Abigail Acton
Miło mi, że zdecydowałeś się do nas dołączyć. Davide Foffa jest badaczem w stopniu doktora, zajmującym się paleobiologią na Uniwersytecie w Birmingham. Wykorzystuje dane paleontologiczne, aby badać pochodzenie i rozwój ekosystemów na przestrzeni dziejów oraz w trakcie ważnych wydarzeń ewolucyjnych, takich jak masowe wymierania. Dzień dobry, Davidzie.
00:02:19:05 - 00:02:20:06
Davide Foffa
Dzień dobry. Dziękuję za zaproszenie.
00:02:20:12 - 00:02:40:14
Abigail Acton
Dzień dobry. Sara Varela jest paleoekolożką i główną badaczką na Wydziale Biologii Uniwersytetu w Vigo w Hiszpanii. Zajmuje się związkiem między klimatem a życiem na Ziemi oraz sposobem, w jaki przeszłe zmiany klimatu wpłynęły na zasięgi geograficzne i ścieżki ewolucyjne gatunków. Dzień dobry, Sara.
00:02:40:21 - 00:02:42:18
Sara Varela
Abigail. John i David - miło was widzieć. To prawdziwa przyjemność.
00:02:43:13 - 00:02:45:01
Abigail Acton
Pozwól, że zacznę od ciebie, John.
00:02:45:03 - 00:03:10:21
Abigail Acton
W ramach projektu DAWNDINOS badaliście doświadczalnie czynniki takie jak ruchy szkieletu w trzech wymiarach, siły działające na kończyny i aktywacje mięśni u ptaków i krokodyli, aby przewidzieć, w jaki sposób mogło poruszać się dziesięć organizmów w ery późnego triasu, a także sprawdzić, czy wyniki odpowiadają oczekiwanym modelom wskazującym na wyższość lokomotoryczną. Zanim zacząłeś pracę nad tym zagadnieniem, jakie były przekonania dotyczące czynników, które przyczyniły się do sukcesów dinozaurów i co tak naprawdę oznaczał wówczas sukces?
00:03:10:23 - 00:03:43:01
John Hutchinson
Od lat 80. XX wieku wśród paleontologów panował konsensus, który zakładał, że dinozaury przetrwały masowe wymieranie pod koniec triasu blisko 200 milionów lat temu i nadal się różnicowały, stając się dominującymi gatunkami na lądzie w okresie jury i kredy. Miało to mieć miejsce wyłącznie w wyniku przypadku lub zbiegu okoliczności, niezwiązanego z żadnymi konkretnymi przystosowaniami. Można powiedzieć, że dinozaury miały po prostu szczęście.
00:03:43:01 - 00:03:49:16
John Hutchinson
Takie było wówczas główne założenie. Nie było wiele prac, które zakładały inną hipotezę.
00:03:49:18 - 00:04:06:05
Abigail Acton
Rozumiem. Mimo to zawsze myśleliśmy o ewolucji jako o procesie adaptacji, doskonalenia organizmów i wypełniania pewnej niszy ekologicznej. Wydaje się dziwne, że nie braliśmy tego pod uwagę jako czegoś, co może także odnosić się do naprawdę dawnych czasów.
00:04:06:07 - 00:04:31:17
John Hutchinson
Na tym właśnie polega dylemat. Przetrwanie masowego wymierania jest samo w sobie sukcesem. Z drugiej strony ewolucja to nie tylko przystosowanie. Istnieją także zdarzenia losowe, które nie mają z nią nic wspólnego. Na przykład zdolność organizmu do zachowania się w określony sposób może być świetna, a może też okazać się bezużyteczna, gdy pojawi się w złym miejscu i czasie.
00:04:31:19 - 00:04:41:13
Abigail Acton
Cóż. Faktycznie, nie da się ukryć. Zatem mamy do czynienia albo z czymś wyjątkowym, albo ze szczęśliwym trafem. Jak udało ci się zbadać powiązania między różnorodnością układów lokomotorycznych a przetrwaniem?
00:04:41:15 - 00:05:04:20
John Hutchinson
Jak już wspomniałaś, najpierw przeprowadziliśmy badania na żyjących współcześnie zwierzętach, które są blisko spokrewnione ze zwierzętami epoki triasu, a nawet ich potomkami, w tym na ptakach i krokodylach. Zrobiliśmy to, aby lepiej je zrozumieć, a także aby sprawdzić, jak sprawnie możemy modelować i symulować ruchy tych zwierząt w porównaniu ze zgromadzonymi danymi.
00:05:04:20 - 00:05:48:00
John Hutchinson
Udało nam się zatem dotrzeć do etapu weryfikacji i sprawdzania jakości naszych modeli i symulacji. To zwiększyło naszą pewność co do skuteczności tego podejścia. Następnie opracowaliśmy modele i symulacje wymarłych zwierząt, korzystając z procedury, którą doskonaliłem przez 25 lat kariery. Zaczynaliśmy od kości, a następnie dodawaliśmy coraz więcej danych, aby zbudować model całego ciała dinozaura lub innego zwierzęcia z mięśniami i innymi tkankami, a potem instruowaliśmy komputer, aby symulował sposób poruszania się danego zwierzęcia na podstawie anatomii i fizjologii wprowadzonych do modelu symulującego ruch.
00:05:48:00 - 00:06:02:11
John Hutchinson
To pozwoliło nam porównywać ruchy różnych gatunków podczas różnych zachowań – chodzenia, biegania i skakania, a także sprawdzać, czy któreś z nich radzą sobie lepiej z wykonywaniem określonych czynności. To prowadzi nas do kwestii wyższości lokomotorycznej.
00:06:02:13 - 00:06:05:18
Abigail Acton
Dobrze. To naprawdę fascynujące. Co udało się wam ustalić?
00:06:05:20 - 00:06:29:13
John Hutchinson
Wyniki są naprawdę zdumiewające. Kiedy zaczynaliśmy prace w ramach projektu, zrozumieliśmy, że podejście oparte na symulacjach jest naprawdę bardzo trudne. Istniejące metody dotyczące biomechaniki człowieka dopiero dojrzewały. W przypadku paleontologii oraz badań innych zwierząt wręcz raczkowały.
00:06:29:13 - 00:06:35:04
Abigail Acton
Rozumiem. Kiedy wspomniałeś biomechanice ludzkiej, czy chodzi między innymi o zagadnienia dotyczące opieki zdrowotnej? Tak.
00:06:35:05 - 00:06:49:11
John Hutchinson
Modelowanie i symulowanie ruchu człowieka ma na celu udoskonalenie sposobu, w jaki ludzie mogą poruszać się w przypadku chorób, z którymi się borykają, np. osób po udarach, cierpiących na mózgowe porażenie dziecięce i inne zaburzenia. To główny obszar badań.
00:06:49:13 - 00:06:54:18
Abigail Acton
Tak? Niewiele ma to wspólnego z paleontologią. Jak zatem wyglądały początki prac?
00:06:54:21 - 00:07:16:12
John Hutchinson
Dostosowaliśmy te metody do badania żyjących współcześnie wymarłych zwierząt. Dzięki temu uczyliśmy się nowych rzeczy - nasze metody były na tyle nowatorskie, że musieliśmy włożyć sporo pracy, aby się ich nauczyć i dostosować je do organizmów innych niż ludzkie. Ze względu na to, że wszystkie metody były ściśle dostosowane do organizmów ludzkich, musieliśmy w pewnym sensie wyważyć szereg otwartych drzwi.
00:07:16:12 - 00:07:38:01
John Hutchinson
Ale udało się. Udało nam się poczynić pewne postępy, ale nie udało nam się zasymulować wszystkiego, co chcieliśmy symulować - okazało się, że wymaga to ogromnych ilości pracy. Ale na szczęście nie jestem jeszcze zbyt stary na kontynuowanie prac. Tak. Analizujemy teraz dane - zgromadziliśmy ich tak dużo, że przez kolejne dekady będziemy mogli pracować w oparciu o to, co udało nam się zebrać.
00:07:38:01 - 00:07:52:03
Abigail Acton
Świetnie. Jakim zwierzętom przyglądaliście się bliżej? Chodzi mi o to, że... Wspomniałeś, że badaliście krokodyle i ptaki. Wydaje mi się, że były wśród nich także inne zwierzęta gruboskórne, takie jak nosorożce. Jak w rzeczywistości wyglądały wasze prace? Zgaduję, że nie złapaliście po prostu nosorożca czy krokodyla. Jak wyglądało wasze podejście do tego zagadnienia?
00:07:52:06 - 00:07:56:19
John Hutchinson
Tak się składa, że mieliśmy w laboratorium ptaki i krokodyle, zatem...
00:07:57:00 - 00:07:58:12
Abigail Acton
Krokodyle.
00:07:58:14 - 00:08:19:24
John Hutchinson
Tak, kilka krokodyli nilowych. Nie były szczególnie duże. Miały około metra długości. Ale... Wciąż były niebezpieczne. Tak. Trzeba było zachować ostrożność. Tak. A ptaki ważyły tylko około 500 gramów. To były pochodzące z Ameryki Południowej małe ptaki z rodziny kusaczy. Wykorzystujemy je w badaniach doświadczalnych, aby uzyskać prawdziwe dane na temat zachowań prawdziwych zwierząt.
00:08:20:01 - 00:08:24:09
Abigail Acton
Zatem filmowaliście zwierzęta? A może skanowaliście i nagrywaliście?
00:08:24:15 - 00:08:47:13
John Hutchinson
Sfilmowaliśmy wykonywane przez nie różne czynności nad urządzeniami pomiarowymi - na przykład jak mocno naciskają na otoczenie. Nagrania obejmowały materiały, które można nazwać filmami rentgenowskimi. Przeprowadziliśmy badania zwierząt przechodzących przez aparaty rentgenowskie, które dzięki kamerom przymocowanym rejestrowały w czasie rzeczywistym, jak porusza się szkielet zwierzęcia.
00:08:47:16 - 00:08:57:21
John Hutchinson
Dzięki temu zgromadziliśmy wysokiej jakości dane dotyczące układu ruchu tych zwierząt, co pozwala nam na lepsze testowanie jakości modeli i symulacji.
00:08:57:22 - 00:09:04:08
Abigail Acton
Rozumiem. Dobrze. Przejdźmy do teropodów - czy możesz wyjaśnić naszym słuchaczom w kilku słowach, czym właściwie jest teropod?
00:09:04:10 - 00:09:33:08
John Hutchinson
Tak. Teropod jest i był dwunożnym, mięsożernym dinozaurem. Zakładamy, że przynajmniej początkowo były mięsożerne. Pochodziły z epoki triasu. Teropody to jedna z pierwszych grup dinozaurów, która pojawiła się i przetrwała erę mezozoiczną. Dała początek dinozaurom takim jak welociraptor i tyranozaur, są też praprzodkami ptaków, które technicznie rzecz biorąc są dinozaurami, ponieważ są potomkami zauropodów.
00:09:33:08 - 00:09:38:17
Abigail Acton
Co udało wam się odkryć na temat rozmiarów ich ciał i zmian w ich rozmiarach, na przykład w związku z kośćmi udowymi?
00:09:38:22 - 00:10:09:03
John Hutchinson
Wiadomo było, że teropody początkowo charakteryzowały się stosunkowo niewielkimi rozmiarami, ale dość szybko - szczególnie w okresie jurajskim, a zwłaszcza w epoce kredy - osiągnęły duże rozmiary. O tym wiedzieliśmy już wcześniej. Odkryliśmy jednak poprzez porównania kości udowych i innych kości z okresu triasu i późniejszych epok, że w kształcie kości zachodziły drastyczne zmiany zależnie od wielkości i sposobu poruszania się zwierząt.
00:10:09:04 - 00:10:15:12
John Hutchinson
Gdybyśmy znali kształt kości zwierzęcia, moglibyśmy w pewnym stopniu ustalić, jak się poruszało.
00:10:15:16 - 00:10:37:22
Abigail Acton
Tak? Zgadza się. I na koniec chcę poruszyć jeszcze jedną kwestię. Słuchałam wczoraj wiadomości i co bardzo ciekawe, w audycji BBC Radio 4 była mowa o niedawnym odkryciu w kamieniołomie w Oxfordshire - 100 śladach stóp zauropodów na dystansie 220 metrów. Pomyślałam wtedy, że to informacja bardzo na czasie, zwłaszcza chwilę przed tym nagraniem.
00:10:37:22 - 00:10:44:09
Abigail Acton
Teraz wiem, że te ślady muszą być źródłem ważnych informacji na temat tego, jak te zwierzęta poruszały się w swoim środowisku.
00:10:44:14 - 00:11:07:04
John Hutchinson
Zdecydowanie. Tak. Jedno zwierzę może zostawić tysiące śladów w ciągu swojego życia, ale na końcu zostawi tylko jeden szkielet, o ile w ogóle ktoś go znajdzie. Ślady są więc bardzo cenne, ale niestety nie mówią nam na pewno, jakie zwierzę je zostawiło ani jak wyglądała jego anatomia - poza budową stóp. Istnieją zatem ograniczenia związane z ich wykorzystaniem.
00:11:07:04 - 00:11:12:22
John Hutchinson
Mimo to są niezwykle ważne, ponieważ odzwierciedlają rzeczywiste zachowania odnotowane w zapisie geologicznym.
00:11:13:02 - 00:11:21:03
Abigail Acton
Cudownie. Można powiedzieć, że dodają kolejny wymiar. Dobrze. Wspaniała sprawa. Ostatnie pytanie - czy zgadzamy się zatem, że dwie nogi dobre, a cztery nogi złe?
00:11:21:05 - 00:11:49:17
John Hutchinson
Myślę, że ta kwestia jest mocno zniuansowana. Podczas badań doszedłem do wniosku, że różne hipotezy dotyczące przyczyn, które spowodowały, że dinozaury przetrwały masowe wymieranie, niekoniecznie wzajemnie się wykluczały. Mogło się zdarzyć, że dinozaury miały szczęście, ale mogły też odnieść sukces, ponieważ miały pewne przystosowania, które pomogły im przetrwać wymieranie triasowe - na przykład były bardziej sprawne fizycznie.
00:11:49:17 - 00:12:06:22
John Hutchinson
Mamy jednak też dowody na to, że stosowały różne strategie wzrostu i rosły dość szybko, być może na wczesnym etapie ewolucji były stałocieplne. Istnieje więc szereg zgodnych hipotez, które niekoniecznie muszą ze sobą konkurować.
00:12:06:22 - 00:12:15:22
Abigail Acton
No cóż, jest w tym pewien sens. Wszystko to w jakiś sposób wpisuje się w większą całość. Naprawdę. Wspaniała sprawa. Dziękuję bardzo. Wyjaśniłeś nam to naprawdę dobrze, John. Serdeczne dzięki. Czy ktoś ma jakieś pytania do Johna? Tak, Davidzie?
00:12:15:24 - 00:12:45:15
Davide Foffa
Myślę, że to bardziej uwaga niż pytanie. Wiemy, że w epoce mezozoiku w różnych okresach wykształciły się zbliżone do siebie rośliny. W triasie mamy więc zasadniczo wszystkie organizmy roślinne, a podobny rozwój obserwujemy także u dinozaurów. Myślę, że to zwraca uwagę na zagadnienie, o którym wspomniałeś - z jednej strony na masowe wymieranie, a z drugiej na powtarzanie podobnych strategii radzenia sobie ze środowiskiem.
00:12:45:16 - 00:12:48:00
Davide Foffa
Nie wiem, czy chciałbyś się do tego jakoś odnieść.
00:12:48:02 - 00:13:15:18
John Hutchinson
Dawniej uważano, że dinozaury były jedynymi członkami tej szerokiej grupy obejmującej krokodyle, ptaki i inne wymarłe zwierzęta, które żyły w triasie i stały się dwunożne. Uważano zatem, że dwunożność, czyli chodzenie i bieganie na dwóch nogach, była cechą dinozaurów. Jednak w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat ludzie zdali sobie sprawę, że niektóre zwierzęta z rodziny krokodyli także stały się dwunożne.
00:13:15:24 - 00:13:36:01
John Hutchinson
Nie jest to tylko kwestia dinozaurów, co prowadzi nas do wniosku, że dwunożność niekoniecznie wpłynęła na sukces dinozaurów. Z pewnością miała miejsce ewolucja konwergentna między niektórymi zwierzętami z rodziny krokodylowatych i dinozaurami. To tylko przykład.
00:13:36:03 - 00:13:50:02
Abigail Acton
Nie wiem, dlaczego wywołało to u mnie taki uśmiech, ale wyobraziłam sobie krokodyla biegnącego na tylnych łapach. Być może powinniśmy się z tego śmiać. Choć z drugiej strony... być może powinniśmy wiać? Nie wiem, trudno powiedzieć. Dobrze. Dziękuję bardzo. Davide, teraz kolej na ciebie.
00:13:50:04 - 00:14:17:20
Abigail Acton
Masowe wymieranie permsko-triasowe doprowadziło do wyginięcia ponad 70% gatunków kręgowców. W ramach projektu ECODIV badaliście ślady kopalne ekosystemów epok permu i triasu oraz nowe dane terenowe, aby określić, w jaki sposób zmieniała się struktura ekologiczna i skład systemów lądowych na obszarze objętym masowym wymieraniem oraz ich związek z odbudową różnorodności biologicznej. Jakie twoim zdaniem występują luki w naszej wiedzy na temat różnorodności biologicznej w przeszłości?
00:14:17:22 - 00:14:38:04
Davide Foffa
Dziękuję. Uważam, że dysponujemy obecnie niepełną wizją tego, jak wyglądała różnorodność biologiczna w przeszłości, ponieważ jesteśmy w stanie ustalić, jakie gatunki występują i występowały w danym miejscu i czasie. Przynajmniej w pewnym stopniu. O wiele mniej wiemy jednak o tym, jaką rolę ekologiczną odgrywają poszczególne gatunki w całym ekosystemie.
00:14:38:06 - 00:14:57:21
Davide Foffa
Uważam, że oba te zagadnienia są równie istotne - dopiero ich połączenie może nam powiedzieć coś o składzie ekosystemu, ale także o jego strukturze, odporności na zaburzenia i szerzej – o trajektorii różnorodności biologicznej na przestrzeni czasu.
00:14:58:02 - 00:15:00:13
Abigail Acton
Dobrze. Świetnie. Dlaczego trias?
00:15:00:15 - 00:15:29:10
Davide Foffa
Dlaczego trias? Moim zdaniem to idealny okres do prowadzenia badań, ponieważ rozpoczął się po największym masowym wymieraniu w dziejach. Oznacza to, że około 252 milionów lat temu mieliśmy ogromną lukę w rolach w ekosystemach. To oznacza wiele możliwości rozwoju dla nowych grup i rodzin. W rzeczywistości wystąpił rozwój wielu grup, które istnieją do dziś.
00:15:29:10 - 00:15:47:22
Davide Foffa
John wspomniał o ptakach, a zatem o dinozaurach, które zaczęły ewoluować w dobie triasu. Są też jaszczurki, a mniej więcej w tym samym okresie pojawiły się też żółwie, współczesne płazy i ssaki. Wszystkie wywodzą się z dywersyfikującej się grupy. Wszystko to miało miejsce po wymieraniu permsko-triasowym.
00:15:48:02 - 00:15:52:09
Abigail Acton
Świetnie. Dziękuję. Doskonale nam to wyjaśniłeś. Czy możesz nam zatem powiedzieć, co udało wam się ustalić w ramach projektu?
00:15:52:11 - 00:16:20:21
Davide Foffa
Tak. Przede wszystkim potwierdziliśmy wiele dotychczasowych hipotez. Potwierdziliśmy na przykład, że ewolucja nowych grup po wyginięciu zmienia ekosystem na wiele sposobów, nie tylko pod względem składu. Nie chodzi zatem tylko o to, jakie zwierzęta żyły w tamtym czasie, ale także co wniosły nowego, jakie innowacje, nowe przystosowania, które stworzyły nowe role ekologiczne.
00:16:20:22 - 00:16:24:13
Abigail Acton
Czy mógłbyś podać nam jakieś przykłady, żebyśmy mogli lepiej zrozumieć to zagadnienie?
00:16:24:15 - 00:16:47:22
Davide Foffa
Zdecydowanie. Najlepszym przykładem są według mnie pterozaury. Pterozaury były pierwszymi kręgowcami, które nauczyły się latać. Przedtem żadne zwierzęta nie latały. Ale mamy też wiele innych przykładów. Na przykład w permie, przed masowym wyginięciem gady odgrywały drugorzędne role.
00:16:47:22 - 00:17:12:18
Davide Foffa
Były niewielkich rozmiarów i zachowywały się podobnie, jak zachowują się współczesne jaszczurki. Ponownie, przynajmniej w pewnym stopniu. Ale po masowym wyginięciu obserwowaliśmy rozwój wielu różnych grup, z których wiele powinno zostać przebadanych. I badania takie jak te prowadzone przez Johna tego dowodzą.
00:17:12:18 - 00:17:39:05
Davide Foffa
Zaczynamy obserwować wiele różnych działań. Przed triasem nigdy nie widziano dużych gadów pływających w wodzie. Nie było gadów, które mogły żyć w wodzie i na lądzie. Nie było potężnych mięsożerców. Wśród gadów nie było z kolei roślinożerców. Nie było gadów latających ani żadnych gadów, które potrafiły.
00:17:39:05 - 00:17:49:12
Davide Foffa
chodzić na dwóch nogach. Mowa więc nie tylko o ewolucji nowych grup, ale także o przystosowaniach, które zmieniają ekosystemy.
00:17:49:14 - 00:18:11:16
Abigail Acton
Świetnie. Dobrze. Uwielbiam słuchać o tym, jak badacze odtwarzają obraz wydarzeń, które miały miejsce wiele milionów lat temu. Czy możesz nam opowiedzieć więcej o tym, co zrobiliście, aby dojść do tych wniosków? Zdaję sobie sprawę, że dla słuchaczy niebędących ekspertami, w tym dla mnie, to niemal nieodróżnialne od magii. Czy mógłbyś nam opowiedzieć o waszej metodzie, żebyśmy mogli zobaczyć, jak doszliście do tych rezultatów?
00:18:11:18 - 00:18:16:02
Davide Foffa
Jak najbardziej. Przyznaję, nie brzmi to wcale najprościej.
00:18:16:02 - 00:18:17:06
Abigail Acton
Zgadzam się.
00:18:17:08 - 00:18:36:19
Davide Foffa
Oczywiście pierwszym etapem jest zapis kopalny. Musimy wiedzieć, jakie zwierzęta występowały w danym okresie, aby móc zrobić wiele rzeczy. Możemy też przeanalizować źródła. Możemy zapoznać się z poprzednimi badaniami, ale najbardziej podoba mi się ich połączenie z kolekcjami muzealnymi i wynikami badań terenowych.
00:18:36:21 - 00:19:10:21
Davide Foffa
Pierwsze trzy etapy badań, czyli źródła, zbiory muzealne i wcześniejsze badania, mówią nam mniej więcej, co możemy znaleźć w jakim obszarze. Mówią nam też wiele o tym, czego nam brakuje. Zapis kopalny jest przecież niekompletny. Moim zdaniem możemy zrobić wiele w celu wykorzystania danych, z których zazwyczaj nie korzystamy - zbiory muzealne są pełne danych o okazach, których nigdy nie widzieliśmy lub z którymi nigdy nie pracowaliśmy, ale które mimo to są cenne.
00:19:10:23 - 00:19:18:16
Davide Foffa
Możemy też działać w terenie i identyfikować obszary, których wcześniej nie badaliśmy, aby uzupełniać istniejące luki w wiedzy.
00:19:18:19 - 00:19:22:02
Abigail Acton
Czy właśnie tym się zajmowaliście? Czy możesz nam opowiedzieć trochę o swojej pracy terenowej?
00:19:22:02 - 00:19:23:18
Davide Foffa
Oczywiście, to moja ulubiona część.
00:19:23:19 - 00:19:25:14
Abigail Acton
Nie mam co do tego wątpliwości.
00:19:25:16 - 00:19:46:20
Davide Foffa
Pierwsze dwa lata mojego projektu spędziłem na Virginia Tech w Stanach Zjednoczonych, gdzie pracowałem z innymi naukowcami. Odbyliśmy kilka ekspedycji na południowy zachód, do Teksasu, Nowego Meksyku i Arizony, aby spróbować znaleźć tereny, na których występują odpowiednie skały.
00:19:46:24 - 00:20:14:01
Davide Foffa
Niektóre z nich nie zostały zbadane tak dobrze jak inne. Jedną z istotniejszych decyzji podjętych przez zespół było to, że skupiliśmy się na mniejszych zwierzętach. Mówiąc dokładniej, poświęciliśmy nasze badania mikrokręgowcom. Powodem była ich różnorodność. Hipoteza, która lepiej pasuje do współczesnej ekologii, zakłada, że największa różnorodność występowała u organizmów o małych rozmiarach ciała.
00:20:14:01 - 00:20:14:12
Abigail Acton
Tak.
00:20:14:14 - 00:20:39:15
Davide Foffa
To również kwestia historyczna, o czym wspomniał John. Ewolucja nowych kladów często zaczyna się od organizmów o małych rozmiarach. Próbkowanie mniejszych organizmów daje większą szansę rozpoznać je na wczesnym etapie ich ewolucji. Dlatego szczególnie ważne było uzyskanie jak najpełniejszego obrazu składu ekosystemu.
00:20:39:17 - 00:21:04:01
Davide Foffa
Nawet jeśli znaleźliśmy pojedynczy ząb, chciałem się dowiedzieć, jakie konkretnie zwierzęta występowały na danym obszarze, ponieważ dawało nam to pełniejszy obraz. Następnie stajemy przed kolejnym problemem. Mamy skład ekosystemu. Mamy listę gatunków składających się na ekosystem. Teraz musimy przekształcić te informacje w dane ekologiczne. W tym miejscu możemy zapożyczyć techniki ze współczesnej ekologii, szczególnie z ekologii cech.
00:21:04:03 - 00:21:43:09
Davide Foffa
Sztuka polega na zrozumieniu, co każde zwierzę robi w swoim ekosystemie. W tym celu można spróbować dowiedzieć się, jakiej wielkości było dane zwierzę, jaki pokarm spożywało, w jakim środowisku żyło i jak się poruszało. Mając tę niewielką liczbę cech, można scharakteryzować ekosystem, można wymyślić bardzo wiele unikalnych ról ekologicznych i ich kombinacji.
00:21:43:11 - 00:21:43:24
Abigail Acton
Świetnie.
00:21:44:04 - 00:22:08:10
Davide Foffa
Jeśli chcesz przykładu - straszny dinozaur, o którym wspomniał wcześniej John, w triasie był małym, dwunożnym, lądowym i mięsożernym zwierzęciem. To pewna rola ekologiczna. Można zrobić to samo w odniesieniu do wszystkich innych zwierząt w ekosystemie. Można zrobić to samo dla wszystkich pozostałych zbiorowisk. Następnie wystarczy porównać je między sobą.
00:22:08:14 - 00:22:12:14
Abigail Acton
A potem łączymy te wszystkie dane i mamy wyraźniejszy obraz tego, jak świat wyglądał w tamtym czasie.
00:22:12:14 - 00:22:17:11
Davide Foffa
Zgadza się. Oraz obraz wielu zbiorowisk i ich ewolucji w czasie.
00:22:17:14 - 00:22:31:20
Abigail Acton
Rozumiem. Dobrze. Wspaniała sprawa. Dziękuję ci bardzo, Davide. To było bardzo dobre wyjaśnienie. Naprawdę to doceniam. Czy ktoś z gości ma jakieś pytania lub uwagi? Tak. Saro, widzę, że chciałabyś coś powiedzieć.
00:22:31:22 - 00:22:41:10
Sara Varela
To w sumie bardziej ciekawostka, Davide. Jak bardzo powszechne jest to, że badacze zajmujący się tak starymi czasami skupiają się na tak szczegółowych zagadnieniach?
00:22:41:12 - 00:23:08:11
Davide Foffa
Powiem szczerze, że to naprawdę dobre pytanie. Krótka odpowiedź brzmi, że to wcale nie jest powszechne. Głównym powodem jest to, że do niedawna nie zdawaliśmy sobie sprawy, jak powszechne są te zjawiska. Zaczęliśmy dostrzegać powstawanie tych zbiorowisk zaledwie kilka lat temu. Naprawdę? W związku z tym jest to coś, co występuje znacznie częściej w późniejszych okresach, w epoce kredy, a nawet jury.
00:23:08:13 - 00:23:25:11
Davide Foffa
Ma to swoje plusy i minusy, ponieważ mikrokręgowce są często bardzo niekompletne i trudno się z nimi pracuje. Dlatego często nie dysponujemy kompletnym szkieletem, na którym możemy pracować. Zaletą jest to, że uzyskujemy pełniejszy obraz ekosystemu.
00:23:25:13 - 00:23:29:11
Abigail Acton
Jak duże są te mikrokręgowce, Davidzie? O jakim rzędzie wielkości mówimy?
00:23:29:13 - 00:23:30:12
Davide Foffa
Możemy...
00:23:30:14 - 00:23:31:00
Abigail Acton
Mniej więcej.
00:23:31:00 - 00:23:39:24
Davide Foffa
Tak. Mówimy o milimetrach. Tak. Być może nawet mniejszych rozmiarach. Tak. Niektóre są zbyt małe, by można je było zobaczyć bez mikroskopu.
00:23:39:24 - 00:23:47:23
Abigail Acton
Ach, zatem mówimy o częściach ciał zwierząt. Zgadza się. Nie mówimy o całych zwierzętach, które mają kilka milimetrów wielkości. Mówisz o elementach małych zwierząt.
00:23:47:23 - 00:23:53:04
Davide Foffa
Tak. Najbardziej użyteczne są zęby. Małe części, szczęki.
00:23:53:06 - 00:23:53:18
Abigail Acton
Części, które...
00:23:53:18 - 00:23:59:07
Davide Foffa
Tak - często wystarczają, żeby zrozumieć, jaki typ, a przynajmniej jaka grupa zwierząt znajdowała się w pobliżu
00:23:59:07 - 00:24:21:04
Abigail Acton
Świetnie. Dobrze. Dziękuję ci bardzo za wyjaśnienie. To było doskonałe pytanie. Przepraszam. Zgadza się. Nasuwa się pytanie - jak oni to robią? Czyż to nie jest fascynujące? Dobrze, teraz kolej na ciebie. Saro. Projekt MAPAS wykorzystuje procesy modelowania i mapowania w celu badania powstawania i wymierania gatunków na przestrzeni długiego czasu, aby odpowiedzieć na pytania teoretyczne i praktyczne dotyczące tego, gdzie i dlaczego gatunki powstają, rozprzestrzeniają się, a następnie znikają.
00:24:21:07 - 00:24:34:24
Abigail Acton
Twoja praca pokrywa się w pewnym stopniu z pracą Davida - on stara się lepiej zrozumieć ekologię, uwzględniając jej różnorodność. To też mieści się w obszarze twoich zainteresowań. Dlaczego zatem uważasz, że takie badania są potrzebne?
00:24:35:01 - 00:24:43:11
Sara Varela
Badania są istotne, bo istnieje naprawdę jasny związek. Rozumiejąc życie, możemy przewidzieć, co wydarzy się w przyszłości.
00:24:43:11 - 00:24:55:07
Sara Varela
Teraz na przykład mamy olbrzymi problem, bo niszczymy środowisko naturalne w naprawdę błyskawicznym tempie. Musimy zrozumieć ten proces, ponieważ jesteśmy zależni od natury.
00:24:55:09 - 00:25:06:23
Abigail Acton
Zdecydowanie. Dobrze, przejdźmy dalej. W jaki sposób zespół MAPAS badał tempo wymierania i przyczyny znikania gatunków?
00:25:07:00 - 00:25:14:23
Sara Varela
Jak obecnie powszechnie wiadomo, klimat ma znaczenie, a gatunki przemieszczają się z powodu jego zmiany.
00:25:15:00 - 00:25:37:08
Sara Varela
Gdy rozmawiamy z paleontologami, zwykle mówią coś w stylu: „OK, z powodu tej dużej zmiany klimatu mamy więcej lub mniej gatunków, a pewne gatunki się rozprzestrzeniły, a inne wyginęły”. Chcieliśmy w związku z tym zmierzyć, określić ilościowo i spróbować opracować scenariusze z gatunku „co by było, gdyby?” Innymi słowy, skoro mamy do czynienia ze zmianą klimatu, chcemy wiedzieć, co się wydarzy. To właśnie jest naszym celem.
00:25:37:11 - 00:25:55:00
Abigail Acton
Wydaje mi się, że działacie na punkcie styku dwóch zwykle odrębnych dziedzin. Ekologii, która zajmuje się różnymi gatunkami w przestrzeni, a także ewolucji, która bada zmiany w czasie. Jak zatem to robicie, skoro jak sama zauważasz, działacie na punkcie styku? Jakie płyną z tego korzyści? W jaki sposób właściwie uzyskujecie dane?
00:25:55:00 - 00:26:13:20
Sara Varela
Dane pochodzą od badaczy prowadzących badania terenowe. Dysponujemy obszernymi zbiorami danych, które są teraz dostępne w Internecie. To wspólny wysiłek podejmowany przez wielu naukowców. Mamy też fizyków zajmujących się klimatem, którzy tworzą naprawdę dobre modele dotyczące współczesnego klimatu, pomagające zrozumieć przyszłość. Istnieją także modele, które pozwalają zrozumieć przeszłość.
00:26:13:20 - 00:26:33:02
Sara Varela
To jest naprawdę dobre. W obecnych czasach możemy próbować tworzyć biogeografię obliczeniową lub coś w tym rodzaju. W przeszłości nie było to możliwe. W przeszłości pracowaliśmy w terenie, w jednym miejscu, starając się zrozumieć klimat danego obszaru i starając się go opisać. Teraz dysponujemy wieloma miejscami.
00:26:33:02 - 00:26:45:22
Sara Varela
Mamy między innymi modele klimatu i próbujemy zdobyć wiedzę na temat cech takich jak przystosowania wynikające z ograniczeń i innych czynników.
00:26:45:24 - 00:26:56:08
Abigail Acton
Cudownie. A czy mogłabyś mi powiedzieć, w jaki sposób udało wam się uzyskać pełniejszy obraz w ramach projektu MAPAS? Na czym w rzeczywistości polegają wasze prace?
00:26:56:10 - 00:27:21:04
Sara Varela
Działamy na dwa sposoby. Pierwszym z nich jest ładowanie dużych zbiorów danych, na przykład z ogromnej bazy danych zawierającej zapisy kopalne. Dzięki tym danym możemy opisać, jakie wydarzenia miały miejsce. Możemy spróbować dostrzec pewne wzorce i powiązać je z potencjalnymi procesami, które za nimi stały, aby spróbować zrozumieć ograniczenia. Następnie w celu weryfikacji założeń stosujemy tak zwane modele mechanistyczne.
00:27:21:06 - 00:27:45:14
Sara Varela
Jak już zauważyłaś, tego rodzaju modele... Wyobraź sobie, że na świecie zaczyna rozwijać się jedna komórka. Z tej komórki wychodzi linia, którą charakteryzują pewne cechy. Można wprowadzić masę ciała, można wprowadzić jakiekolwiek parametry - jak powiedział Davide, w przypadku historycznych gatunków dysponujemy wielkością ciała, dietą i sposobem poruszania się. To tak zwany klasyczny trzyosiowy model cech paleologicznych.
00:27:45:16 - 00:28:07:11
Sara Varela
Dzięki temu możemy określić zasięg danego gatunku. Mamy warstwy klimatu, który zmienia się co około milion lat. Kontynenty również się przemieszczają. W ten sposób układamy elementy tej układanki. To jak gra komputerowa - pozwalamy gatunkom ewoluować, ustalamy pewne zasady, a potem weryfikujemy różne scenariusze typu „co by było, gdyby?”
00:28:07:11 - 00:28:29:23
Abigail Acton
A co jeśli to klimat determinuje ewolucję danej linii? Jaka jest w tym przypadku rola behawiorysty? Istnieje duże prawdopodobieństwo, że więcej niż jedna zdolność będzie związana z opadami lub jakimkolwiek innym czynnikiem. Tworzymy więc scenariusze „co by było, gdyby?” i staramy się dostrzec wzorce, aby docelowo ustalić liczbę gatunków na danym obszarze. Tego rodzaju dane.
00:28:29:23 - 00:28:33:03
Abigail Acton
Okej, to brzmi świetnie. Wręcz genialnie. Jakich odkryć udało wam się dokonać?
00:28:33:05 - 00:28:34:11
Sara Varela
Nadal prowadzimy prace.
00:28:34:11 - 00:28:37:15
Abigail Acton
Rozumiem, ale jakich odkryć udało się dokonać do tej pory?
00:28:37:17 - 00:28:51:10
Sara Varela
Moim zdaniem ludzie są bardzo skupieni na specjalizacji i tym, że niektóre gatunki są naprawdę wyjątkowe. I to jest niesamowite. Ponadto w tropikach występuje większą różnorodność, ponieważ zazwyczaj występuje tam większa specjalizacja i podział nisz.
00:28:51:10 - 00:29:05:16
Sara Varela
Na tym opierają się ramy ekologii i podejście ludzi. My odkrywamy z kolei, że ogólne przystosowania są naprawdę pomocne. Wszystkie ekosystemy mogą być zdominowane przez gatunki z tego typu przystosowaniami.
00:29:05:16 - 00:29:10:12
Abigail Acton
Co masz na myśli mówiąc o ogólnych przystosowaniach?
00:29:10:12 - 00:29:14:10
Sara Varela
Mówię o gatunkach, które są dość elastyczne i mogą przetrwać w tropikach lub strefach o klimacie umiarkowanym.
00:29:14:10 - 00:29:15:14
Abigail Acton
Czy możesz podać jakiś przykład?
00:29:15:18 - 00:29:18:22
Sara Varela
Wilk jest jednym z takich zwierząt.
00:29:18:24 - 00:29:28:20
Abigail Acton
Wilk. Rozumiem. Cudownie. Dziękuję. Tak. Dobrze. Wyspecjalizowanym organizmem byłby na przykład koala, który żywi się tylko pewnym rodzajem liści eukaliptusa.
00:29:28:22 - 00:29:31:02
Sara Varela
To może być kwestia diety, może to być kwestia klimatu.
00:29:31:02 - 00:29:44:05
Sara Varela
Możemy także analizować różne rodzaje specjalizacji. Na przykład mrówkojad ma wyspecjalizowaną dietę, ale występuje w wielu podobnych środowiskach. Można to podzielić według tych kategorii.
00:29:44:10 - 00:29:55:14
Abigail Acton
Świetnie. A zatem dane kopalne i inne dane pochodzące od paleontologów, takich jak John i Davide, można wprowadzić do modeli komputerowych, a one mogą dostarczyć nam...
00:29:55:16 - 00:30:02:10
Sara Varela
Mogą pomóc nam zdobyć podstawową wiedzę.
00:30:02:12 - 00:30:09:20
Abigail Acton
Świetnie. Dobrze. Dziękuję. Czy ktoś ma jakieś spostrzeżenia lub uwagi, którymi chciałby się podzielić z Sarą? John?
00:30:09:22 - 00:30:33:08
John Hutchinson
Uważam, że to bardzo ciekawe, że wszystkie trzy nasze projekty, jak to zwykle bywa w paleontologii, w dużej mierze opierają się na samym zapisie kopalnym i prawdziwych kościach, z kolei cała paleontologia opiera się na odkrywaniu okazów i gromadzeniu ich w zbiorach muzealnych. Wszystkie nasze badania łączy jeden wspólny czynnik - modelowanie, a nawet pewnego rodzaju symulacje.
00:30:33:10 - 00:31:06:07
John Hutchinson
Jako osoba, która zajmuje się tym zagadnieniem, czasami spotykam ludzi, którzy stwierdzają jedynie, że to tylko przewidywania na podstawie modelu. Moim zdaniem niektórzy stosują to jako wymówkę do odrzucania podejść teoretycznych, w przeciwieństwie do podejść opartych na obserwacjach empirycznych, takich jak badanie skamieniałości. Ciekawi mnie więc jak ty postrzegasz zalety i wady modelowania i symulacji w prowadzonych przez ciebie badaniach.
00:31:06:09 - 00:31:33:19
Sara Varela
Uważam, że wszyscy zajmujemy się modelowaniem - nawet badacze, którzy dokonują pomiarów, wykorzystują analizę wariancji, która jest modelem. Porównanie wartości średnich z rozkładem też jest swego rodzaju modelem. Obecnie wszyscy jesteśmy na tym samym etapie. Używamy tych małych statystyk i testów. Wkraczamy jednak w o wiele bardziej złożoną dziedzinę - komputery są po prostu szybsze i tańsze.
00:31:33:21 - 00:31:47:23
Sara Varela
Możemy robić rzeczy, które 10 czy 20 lat temu były niemożliwe. Oprócz modeli potrzebujemy danych i ludzi, którzy będą pracować w terenie i gromadzić bardzo szczegółowe dane, które umożliwią prowadzenie badań.
00:31:47:23 - 00:31:53:13
Abigail Acton
John wie o tym doskonale - spędził przecież 20 lat obserwując, jak nosorożce i krokodyle gonią badaczy po laboratorium.
00:31:53:15 - 00:32:11:24
Abigail Acton
Taka praca nie może przecież pójść na marne. Dokładnie tak. W obu przypadkach ludzie są niezwykle ważni. Wspaniale. To było naprawdę bardzo interesujące spotkanie. Dziękuję wam za poświęcony czas. Myślę, że bardzo dobrze wyjaśniliście swoją pracę i wyjaśniliście naszym słuchaczom, jak dzięki badaniu zamierzchłej przeszłości możemy spojrzeć w przyszłość. Uważam, że to naprawdę ciekawa i interesująca koncepcja.
00:32:11:24 - 00:32:13:09
Davide Foffa
Dziękuję. Dziękuję bardzo.
00:32:13:09 - 00:32:14:24
John Hutchinson
Było mi bardzo miło. Dziękuję.
00:32:15:00 - 00:32:16:12
Sara Varela
Dziękuję bardzo.
00:32:16:14 - 00:32:37:20
Abigail Acton
Do zobaczenia. Cała przyjemność po mojej stronie. Do zobaczenia. Do zobaczenia. Jeśli spodobał Ci się ten podcast, obserwuj nas na platformach Spotify i Apple Podcasts, a także na wszystkich innych platformach, dzięki którym możesz słuchać swoich ulubionych twórców. Zapraszamy też na stronę naszego podcastu w serwisie CORDIS. Zachęcam również do zasubskrybowania naszego podcastu – dzięki temu nie ominą cię informacje na temat najciekawszych badań naukowych finansowanych przez UE. Jeśli lubisz nas słuchać, możesz powiedzieć o nas znajomym!
00:32:38:01 - 00:33:00:20
Abigail Acton
Rozmawialiśmy o robotycznych pszczołach i projektach, któe pozwalają nam rozwijać metody odbijania asteroid. Zachęcam do przesłuchania pozostałych 50 odcinków – z pewnością znajdziesz w nich coś, co wzbudzi twoją ciekawość. A może chcesz dowiedzieć się, nad czym pracują zespoły innych projektów zajmujących się badaniami paleontologicznymi dzięki finansowaniu ze środków Unii Europejskiej? Zapraszamy do serwisu CORDIS, gdzie znajdziesz rezultaty badań realizowanych w ramach inicjatyw „Horyzont 2020” i „Horyzont Europa”, które dotyczą tego obszaru.
00:33:00:22 - 00:33:16:13
Abigail Acton
Odwiedź nasz portal i poznaj badania, które zmieniają nasz świat. Czekamy także na wiadomości, informacje i opinie. Możesz skontaktować się z nami pod adresem editorial@cordis.europa.eu. Do usłyszenia!
Poniższy tekst jest tłumaczeniem transkrypcji przygotowanej przez SI.
00:00:00:00 - 00:00:16:01
Abigail Acton
Witamy słuchaczy i słuchaczki podcastu CORDIScovery!
00:00:16:03 - 00:00:42:09
Abigail Acton
Dzień dobry. Zapraszam do wysłuchania nowego odcinka podcastu CORDIScovery! Z tej strony Abigail Acton. W swojej powieści „Folwark zwierzęcy” Orwell napisał: „Cztery nogi – dobrze, dwie nogi – źle”. Czy tyranozaur zgodziłby się z tym stwierdzeniem? A może to właśnie dwunożność dała im przewagę ewolucyjną? Hipoteza tak zwanej „wyższości lokomotorycznej” została pierwotnie zaproponowana jako wyjaśnienie tego, co odróżniało dinozaury od innych grup z okresu triasu, co prawdopodobnie pomogło dwunożnym gatunkom przetrwać do czasu jury.
00:00:42:14 - 00:01:04:20
Abigail Acton
Czy hipoteza ta jest jednak prawdziwa? Badanie sposobu poruszania się współczesnych ptaków, krokodyli i innych zwierząt pozwala nam poznać lepiej biomechanikę wymarłych zwierząt i wpływ, jaki miała na ich przetrwanie. Oprócz sposobu poruszania się, także sposób, w jaki dinozaury oddziaływały na swoje otoczenie, kształtował otaczający je świat, a wspólny rozwój gatunków i ekologii na przestrzeni wieków pozwala lepiej zrozumieć współczesne ekosystemy.
00:01:05:00 - 00:01:29:20
Abigail Acton
Czego więc może nauczyć nas ten świat, który przeminął miliony lat temu? Według szacunków na świecie istnieje przeszło 8ִ milionów gatunków, które dostarczają nam pożywienia, a także korzystnie wpływają na nasze samopoczucie i zdrowie. Nadal jednak niewiele wiemy o tym, gdzie i dlaczego powstaje oraz zanika różnorodność biologiczna. Co zatem możemy zrobić, aby chronić kolebki rozwoju przyszłej różnorodności biologicznej? Czy symulacje i modelowanie paleoklimatyczne mogą okazać się użyteczne? Ze względu na to, że żyjemy w epoce masowego wymierania gatunków,
00:01:29:20 - 00:01:56:16
Abigail Acton
potrzebujemy wszelkich możliwych rozwiązań i odpowiedzi. W ich poszukiwaniu pomogą nam nasi dzisiejsi goście, którzy skorzystali z unijnego wsparcia na prowadzenie badań naukowych i realizowanie innowacyjnych rozwiązań. John Hutchinson jest członkiem Royal Society i jednym z czołowych badaczy w dziedzinie biomechaniki ewolucyjnej. Podejście stosowane przez badacza łączy metody doświadczalne i obliczeniowe, w tym symulacje, pozwalając mu na badanie hipotez dotyczących budowy, funkcji i wydajności układu mięśniowo-szkieletowego.
00:01:56:18 - 00:01:57:22
Abigail Acton
Dzień dobry, John.
00:01:57:24 - 00:01:59:01
John Hutchinson
Dzień dobry. Cieszę się, że mogę tu gościć.
00:01:59:03 - 00:02:19:01
Abigail Acton
Miło mi, że zdecydowałeś się do nas dołączyć. Davide Foffa jest badaczem w stopniu doktora, zajmującym się paleobiologią na Uniwersytecie w Birmingham. Wykorzystuje dane paleontologiczne, aby badać pochodzenie i rozwój ekosystemów na przestrzeni dziejów oraz w trakcie ważnych wydarzeń ewolucyjnych, takich jak masowe wymierania. Dzień dobry, Davidzie.
00:02:19:05 - 00:02:20:06
Davide Foffa
Dzień dobry. Dziękuję za zaproszenie.
00:02:20:12 - 00:02:40:14
Abigail Acton
Dzień dobry. Sara Varela jest paleoekolożką i główną badaczką na Wydziale Biologii Uniwersytetu w Vigo w Hiszpanii. Zajmuje się związkiem między klimatem a życiem na Ziemi oraz sposobem, w jaki przeszłe zmiany klimatu wpłynęły na zasięgi geograficzne i ścieżki ewolucyjne gatunków. Dzień dobry, Sara.
00:02:40:21 - 00:02:42:18
Sara Varela
Abigail. John i David - miło was widzieć. To prawdziwa przyjemność.
00:02:43:13 - 00:02:45:01
Abigail Acton
Pozwól, że zacznę od ciebie, John.
00:02:45:03 - 00:03:10:21
Abigail Acton
W ramach projektu DAWNDINOS badaliście doświadczalnie czynniki takie jak ruchy szkieletu w trzech wymiarach, siły działające na kończyny i aktywacje mięśni u ptaków i krokodyli, aby przewidzieć, w jaki sposób mogło poruszać się dziesięć organizmów w ery późnego triasu, a także sprawdzić, czy wyniki odpowiadają oczekiwanym modelom wskazującym na wyższość lokomotoryczną. Zanim zacząłeś pracę nad tym zagadnieniem, jakie były przekonania dotyczące czynników, które przyczyniły się do sukcesów dinozaurów i co tak naprawdę oznaczał wówczas sukces?
00:03:10:23 - 00:03:43:01
John Hutchinson
Od lat 80. XX wieku wśród paleontologów panował konsensus, który zakładał, że dinozaury przetrwały masowe wymieranie pod koniec triasu blisko 200 milionów lat temu i nadal się różnicowały, stając się dominującymi gatunkami na lądzie w okresie jury i kredy. Miało to mieć miejsce wyłącznie w wyniku przypadku lub zbiegu okoliczności, niezwiązanego z żadnymi konkretnymi przystosowaniami. Można powiedzieć, że dinozaury miały po prostu szczęście.
00:03:43:01 - 00:03:49:16
John Hutchinson
Takie było wówczas główne założenie. Nie było wiele prac, które zakładały inną hipotezę.
00:03:49:18 - 00:04:06:05
Abigail Acton
Rozumiem. Mimo to zawsze myśleliśmy o ewolucji jako o procesie adaptacji, doskonalenia organizmów i wypełniania pewnej niszy ekologicznej. Wydaje się dziwne, że nie braliśmy tego pod uwagę jako czegoś, co może także odnosić się do naprawdę dawnych czasów.
00:04:06:07 - 00:04:31:17
John Hutchinson
Na tym właśnie polega dylemat. Przetrwanie masowego wymierania jest samo w sobie sukcesem. Z drugiej strony ewolucja to nie tylko przystosowanie. Istnieją także zdarzenia losowe, które nie mają z nią nic wspólnego. Na przykład zdolność organizmu do zachowania się w określony sposób może być świetna, a może też okazać się bezużyteczna, gdy pojawi się w złym miejscu i czasie.
00:04:31:19 - 00:04:41:13
Abigail Acton
Cóż. Faktycznie, nie da się ukryć. Zatem mamy do czynienia albo z czymś wyjątkowym, albo ze szczęśliwym trafem. Jak udało ci się zbadać powiązania między różnorodnością układów lokomotorycznych a przetrwaniem?
00:04:41:15 - 00:05:04:20
John Hutchinson
Jak już wspomniałaś, najpierw przeprowadziliśmy badania na żyjących współcześnie zwierzętach, które są blisko spokrewnione ze zwierzętami epoki triasu, a nawet ich potomkami, w tym na ptakach i krokodylach. Zrobiliśmy to, aby lepiej je zrozumieć, a także aby sprawdzić, jak sprawnie możemy modelować i symulować ruchy tych zwierząt w porównaniu ze zgromadzonymi danymi.
00:05:04:20 - 00:05:48:00
John Hutchinson
Udało nam się zatem dotrzeć do etapu weryfikacji i sprawdzania jakości naszych modeli i symulacji. To zwiększyło naszą pewność co do skuteczności tego podejścia. Następnie opracowaliśmy modele i symulacje wymarłych zwierząt, korzystając z procedury, którą doskonaliłem przez 25 lat kariery. Zaczynaliśmy od kości, a następnie dodawaliśmy coraz więcej danych, aby zbudować model całego ciała dinozaura lub innego zwierzęcia z mięśniami i innymi tkankami, a potem instruowaliśmy komputer, aby symulował sposób poruszania się danego zwierzęcia na podstawie anatomii i fizjologii wprowadzonych do modelu symulującego ruch.
00:05:48:00 - 00:06:02:11
John Hutchinson
To pozwoliło nam porównywać ruchy różnych gatunków podczas różnych zachowań – chodzenia, biegania i skakania, a także sprawdzać, czy któreś z nich radzą sobie lepiej z wykonywaniem określonych czynności. To prowadzi nas do kwestii wyższości lokomotorycznej.
00:06:02:13 - 00:06:05:18
Abigail Acton
Dobrze. To naprawdę fascynujące. Co udało się wam ustalić?
00:06:05:20 - 00:06:29:13
John Hutchinson
Wyniki są naprawdę zdumiewające. Kiedy zaczynaliśmy prace w ramach projektu, zrozumieliśmy, że podejście oparte na symulacjach jest naprawdę bardzo trudne. Istniejące metody dotyczące biomechaniki człowieka dopiero dojrzewały. W przypadku paleontologii oraz badań innych zwierząt wręcz raczkowały.
00:06:29:13 - 00:06:35:04
Abigail Acton
Rozumiem. Kiedy wspomniałeś biomechanice ludzkiej, czy chodzi między innymi o zagadnienia dotyczące opieki zdrowotnej? Tak.
00:06:35:05 - 00:06:49:11
John Hutchinson
Modelowanie i symulowanie ruchu człowieka ma na celu udoskonalenie sposobu, w jaki ludzie mogą poruszać się w przypadku chorób, z którymi się borykają, np. osób po udarach, cierpiących na mózgowe porażenie dziecięce i inne zaburzenia. To główny obszar badań.
00:06:49:13 - 00:06:54:18
Abigail Acton
Tak? Niewiele ma to wspólnego z paleontologią. Jak zatem wyglądały początki prac?
00:06:54:21 - 00:07:16:12
John Hutchinson
Dostosowaliśmy te metody do badania żyjących współcześnie wymarłych zwierząt. Dzięki temu uczyliśmy się nowych rzeczy - nasze metody były na tyle nowatorskie, że musieliśmy włożyć sporo pracy, aby się ich nauczyć i dostosować je do organizmów innych niż ludzkie. Ze względu na to, że wszystkie metody były ściśle dostosowane do organizmów ludzkich, musieliśmy w pewnym sensie wyważyć szereg otwartych drzwi.
00:07:16:12 - 00:07:38:01
John Hutchinson
Ale udało się. Udało nam się poczynić pewne postępy, ale nie udało nam się zasymulować wszystkiego, co chcieliśmy symulować - okazało się, że wymaga to ogromnych ilości pracy. Ale na szczęście nie jestem jeszcze zbyt stary na kontynuowanie prac. Tak. Analizujemy teraz dane - zgromadziliśmy ich tak dużo, że przez kolejne dekady będziemy mogli pracować w oparciu o to, co udało nam się zebrać.
00:07:38:01 - 00:07:52:03
Abigail Acton
Świetnie. Jakim zwierzętom przyglądaliście się bliżej? Chodzi mi o to, że... Wspomniałeś, że badaliście krokodyle i ptaki. Wydaje mi się, że były wśród nich także inne zwierzęta gruboskórne, takie jak nosorożce. Jak w rzeczywistości wyglądały wasze prace? Zgaduję, że nie złapaliście po prostu nosorożca czy krokodyla. Jak wyglądało wasze podejście do tego zagadnienia?
00:07:52:06 - 00:07:56:19
John Hutchinson
Tak się składa, że mieliśmy w laboratorium ptaki i krokodyle, zatem...
00:07:57:00 - 00:07:58:12
Abigail Acton
Krokodyle.
00:07:58:14 - 00:08:19:24
John Hutchinson
Tak, kilka krokodyli nilowych. Nie były szczególnie duże. Miały około metra długości. Ale... Wciąż były niebezpieczne. Tak. Trzeba było zachować ostrożność. Tak. A ptaki ważyły tylko około 500 gramów. To były pochodzące z Ameryki Południowej małe ptaki z rodziny kusaczy. Wykorzystujemy je w badaniach doświadczalnych, aby uzyskać prawdziwe dane na temat zachowań prawdziwych zwierząt.
00:08:20:01 - 00:08:24:09
Abigail Acton
Zatem filmowaliście zwierzęta? A może skanowaliście i nagrywaliście?
00:08:24:15 - 00:08:47:13
John Hutchinson
Sfilmowaliśmy wykonywane przez nie różne czynności nad urządzeniami pomiarowymi - na przykład jak mocno naciskają na otoczenie. Nagrania obejmowały materiały, które można nazwać filmami rentgenowskimi. Przeprowadziliśmy badania zwierząt przechodzących przez aparaty rentgenowskie, które dzięki kamerom przymocowanym rejestrowały w czasie rzeczywistym, jak porusza się szkielet zwierzęcia.
00:08:47:16 - 00:08:57:21
John Hutchinson
Dzięki temu zgromadziliśmy wysokiej jakości dane dotyczące układu ruchu tych zwierząt, co pozwala nam na lepsze testowanie jakości modeli i symulacji.
00:08:57:22 - 00:09:04:08
Abigail Acton
Rozumiem. Dobrze. Przejdźmy do teropodów - czy możesz wyjaśnić naszym słuchaczom w kilku słowach, czym właściwie jest teropod?
00:09:04:10 - 00:09:33:08
John Hutchinson
Tak. Teropod jest i był dwunożnym, mięsożernym dinozaurem. Zakładamy, że przynajmniej początkowo były mięsożerne. Pochodziły z epoki triasu. Teropody to jedna z pierwszych grup dinozaurów, która pojawiła się i przetrwała erę mezozoiczną. Dała początek dinozaurom takim jak welociraptor i tyranozaur, są też praprzodkami ptaków, które technicznie rzecz biorąc są dinozaurami, ponieważ są potomkami zauropodów.
00:09:33:08 - 00:09:38:17
Abigail Acton
Co udało wam się odkryć na temat rozmiarów ich ciał i zmian w ich rozmiarach, na przykład w związku z kośćmi udowymi?
00:09:38:22 - 00:10:09:03
John Hutchinson
Wiadomo było, że teropody początkowo charakteryzowały się stosunkowo niewielkimi rozmiarami, ale dość szybko - szczególnie w okresie jurajskim, a zwłaszcza w epoce kredy - osiągnęły duże rozmiary. O tym wiedzieliśmy już wcześniej. Odkryliśmy jednak poprzez porównania kości udowych i innych kości z okresu triasu i późniejszych epok, że w kształcie kości zachodziły drastyczne zmiany zależnie od wielkości i sposobu poruszania się zwierząt.
00:10:09:04 - 00:10:15:12
John Hutchinson
Gdybyśmy znali kształt kości zwierzęcia, moglibyśmy w pewnym stopniu ustalić, jak się poruszało.
00:10:15:16 - 00:10:37:22
Abigail Acton
Tak? Zgadza się. I na koniec chcę poruszyć jeszcze jedną kwestię. Słuchałam wczoraj wiadomości i co bardzo ciekawe, w audycji BBC Radio 4 była mowa o niedawnym odkryciu w kamieniołomie w Oxfordshire - 100 śladach stóp zauropodów na dystansie 220 metrów. Pomyślałam wtedy, że to informacja bardzo na czasie, zwłaszcza chwilę przed tym nagraniem.
00:10:37:22 - 00:10:44:09
Abigail Acton
Teraz wiem, że te ślady muszą być źródłem ważnych informacji na temat tego, jak te zwierzęta poruszały się w swoim środowisku.
00:10:44:14 - 00:11:07:04
John Hutchinson
Zdecydowanie. Tak. Jedno zwierzę może zostawić tysiące śladów w ciągu swojego życia, ale na końcu zostawi tylko jeden szkielet, o ile w ogóle ktoś go znajdzie. Ślady są więc bardzo cenne, ale niestety nie mówią nam na pewno, jakie zwierzę je zostawiło ani jak wyglądała jego anatomia - poza budową stóp. Istnieją zatem ograniczenia związane z ich wykorzystaniem.
00:11:07:04 - 00:11:12:22
John Hutchinson
Mimo to są niezwykle ważne, ponieważ odzwierciedlają rzeczywiste zachowania odnotowane w zapisie geologicznym.
00:11:13:02 - 00:11:21:03
Abigail Acton
Cudownie. Można powiedzieć, że dodają kolejny wymiar. Dobrze. Wspaniała sprawa. Ostatnie pytanie - czy zgadzamy się zatem, że dwie nogi dobre, a cztery nogi złe?
00:11:21:05 - 00:11:49:17
John Hutchinson
Myślę, że ta kwestia jest mocno zniuansowana. Podczas badań doszedłem do wniosku, że różne hipotezy dotyczące przyczyn, które spowodowały, że dinozaury przetrwały masowe wymieranie, niekoniecznie wzajemnie się wykluczały. Mogło się zdarzyć, że dinozaury miały szczęście, ale mogły też odnieść sukces, ponieważ miały pewne przystosowania, które pomogły im przetrwać wymieranie triasowe - na przykład były bardziej sprawne fizycznie.
00:11:49:17 - 00:12:06:22
John Hutchinson
Mamy jednak też dowody na to, że stosowały różne strategie wzrostu i rosły dość szybko, być może na wczesnym etapie ewolucji były stałocieplne. Istnieje więc szereg zgodnych hipotez, które niekoniecznie muszą ze sobą konkurować.
00:12:06:22 - 00:12:15:22
Abigail Acton
No cóż, jest w tym pewien sens. Wszystko to w jakiś sposób wpisuje się w większą całość. Naprawdę. Wspaniała sprawa. Dziękuję bardzo. Wyjaśniłeś nam to naprawdę dobrze, John. Serdeczne dzięki. Czy ktoś ma jakieś pytania do Johna? Tak, Davidzie?
00:12:15:24 - 00:12:45:15
Davide Foffa
Myślę, że to bardziej uwaga niż pytanie. Wiemy, że w epoce mezozoiku w różnych okresach wykształciły się zbliżone do siebie rośliny. W triasie mamy więc zasadniczo wszystkie organizmy roślinne, a podobny rozwój obserwujemy także u dinozaurów. Myślę, że to zwraca uwagę na zagadnienie, o którym wspomniałeś - z jednej strony na masowe wymieranie, a z drugiej na powtarzanie podobnych strategii radzenia sobie ze środowiskiem.
00:12:45:16 - 00:12:48:00
Davide Foffa
Nie wiem, czy chciałbyś się do tego jakoś odnieść.
00:12:48:02 - 00:13:15:18
John Hutchinson
Dawniej uważano, że dinozaury były jedynymi członkami tej szerokiej grupy obejmującej krokodyle, ptaki i inne wymarłe zwierzęta, które żyły w triasie i stały się dwunożne. Uważano zatem, że dwunożność, czyli chodzenie i bieganie na dwóch nogach, była cechą dinozaurów. Jednak w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat ludzie zdali sobie sprawę, że niektóre zwierzęta z rodziny krokodyli także stały się dwunożne.
00:13:15:24 - 00:13:36:01
John Hutchinson
Nie jest to tylko kwestia dinozaurów, co prowadzi nas do wniosku, że dwunożność niekoniecznie wpłynęła na sukces dinozaurów. Z pewnością miała miejsce ewolucja konwergentna między niektórymi zwierzętami z rodziny krokodylowatych i dinozaurami. To tylko przykład.
00:13:36:03 - 00:13:50:02
Abigail Acton
Nie wiem, dlaczego wywołało to u mnie taki uśmiech, ale wyobraziłam sobie krokodyla biegnącego na tylnych łapach. Być może powinniśmy się z tego śmiać. Choć z drugiej strony... być może powinniśmy wiać? Nie wiem, trudno powiedzieć. Dobrze. Dziękuję bardzo. Davide, teraz kolej na ciebie.
00:13:50:04 - 00:14:17:20
Abigail Acton
Masowe wymieranie permsko-triasowe doprowadziło do wyginięcia ponad 70% gatunków kręgowców. W ramach projektu ECODIV badaliście ślady kopalne ekosystemów epok permu i triasu oraz nowe dane terenowe, aby określić, w jaki sposób zmieniała się struktura ekologiczna i skład systemów lądowych na obszarze objętym masowym wymieraniem oraz ich związek z odbudową różnorodności biologicznej. Jakie twoim zdaniem występują luki w naszej wiedzy na temat różnorodności biologicznej w przeszłości?
00:14:17:22 - 00:14:38:04
Davide Foffa
Dziękuję. Uważam, że dysponujemy obecnie niepełną wizją tego, jak wyglądała różnorodność biologiczna w przeszłości, ponieważ jesteśmy w stanie ustalić, jakie gatunki występują i występowały w danym miejscu i czasie. Przynajmniej w pewnym stopniu. O wiele mniej wiemy jednak o tym, jaką rolę ekologiczną odgrywają poszczególne gatunki w całym ekosystemie.
00:14:38:06 - 00:14:57:21
Davide Foffa
Uważam, że oba te zagadnienia są równie istotne - dopiero ich połączenie może nam powiedzieć coś o składzie ekosystemu, ale także o jego strukturze, odporności na zaburzenia i szerzej – o trajektorii różnorodności biologicznej na przestrzeni czasu.
00:14:58:02 - 00:15:00:13
Abigail Acton
Dobrze. Świetnie. Dlaczego trias?
00:15:00:15 - 00:15:29:10
Davide Foffa
Dlaczego trias? Moim zdaniem to idealny okres do prowadzenia badań, ponieważ rozpoczął się po największym masowym wymieraniu w dziejach. Oznacza to, że około 252 milionów lat temu mieliśmy ogromną lukę w rolach w ekosystemach. To oznacza wiele możliwości rozwoju dla nowych grup i rodzin. W rzeczywistości wystąpił rozwój wielu grup, które istnieją do dziś.
00:15:29:10 - 00:15:47:22
Davide Foffa
John wspomniał o ptakach, a zatem o dinozaurach, które zaczęły ewoluować w dobie triasu. Są też jaszczurki, a mniej więcej w tym samym okresie pojawiły się też żółwie, współczesne płazy i ssaki. Wszystkie wywodzą się z dywersyfikującej się grupy. Wszystko to miało miejsce po wymieraniu permsko-triasowym.
00:15:48:02 - 00:15:52:09
Abigail Acton
Świetnie. Dziękuję. Doskonale nam to wyjaśniłeś. Czy możesz nam zatem powiedzieć, co udało wam się ustalić w ramach projektu?
00:15:52:11 - 00:16:20:21
Davide Foffa
Tak. Przede wszystkim potwierdziliśmy wiele dotychczasowych hipotez. Potwierdziliśmy na przykład, że ewolucja nowych grup po wyginięciu zmienia ekosystem na wiele sposobów, nie tylko pod względem składu. Nie chodzi zatem tylko o to, jakie zwierzęta żyły w tamtym czasie, ale także co wniosły nowego, jakie innowacje, nowe przystosowania, które stworzyły nowe role ekologiczne.
00:16:20:22 - 00:16:24:13
Abigail Acton
Czy mógłbyś podać nam jakieś przykłady, żebyśmy mogli lepiej zrozumieć to zagadnienie?
00:16:24:15 - 00:16:47:22
Davide Foffa
Zdecydowanie. Najlepszym przykładem są według mnie pterozaury. Pterozaury były pierwszymi kręgowcami, które nauczyły się latać. Przedtem żadne zwierzęta nie latały. Ale mamy też wiele innych przykładów. Na przykład w permie, przed masowym wyginięciem gady odgrywały drugorzędne role.
00:16:47:22 - 00:17:12:18
Davide Foffa
Były niewielkich rozmiarów i zachowywały się podobnie, jak zachowują się współczesne jaszczurki. Ponownie, przynajmniej w pewnym stopniu. Ale po masowym wyginięciu obserwowaliśmy rozwój wielu różnych grup, z których wiele powinno zostać przebadanych. I badania takie jak te prowadzone przez Johna tego dowodzą.
00:17:12:18 - 00:17:39:05
Davide Foffa
Zaczynamy obserwować wiele różnych działań. Przed triasem nigdy nie widziano dużych gadów pływających w wodzie. Nie było gadów, które mogły żyć w wodzie i na lądzie. Nie było potężnych mięsożerców. Wśród gadów nie było z kolei roślinożerców. Nie było gadów latających ani żadnych gadów, które potrafiły.
00:17:39:05 - 00:17:49:12
Davide Foffa
chodzić na dwóch nogach. Mowa więc nie tylko o ewolucji nowych grup, ale także o przystosowaniach, które zmieniają ekosystemy.
00:17:49:14 - 00:18:11:16
Abigail Acton
Świetnie. Dobrze. Uwielbiam słuchać o tym, jak badacze odtwarzają obraz wydarzeń, które miały miejsce wiele milionów lat temu. Czy możesz nam opowiedzieć więcej o tym, co zrobiliście, aby dojść do tych wniosków? Zdaję sobie sprawę, że dla słuchaczy niebędących ekspertami, w tym dla mnie, to niemal nieodróżnialne od magii. Czy mógłbyś nam opowiedzieć o waszej metodzie, żebyśmy mogli zobaczyć, jak doszliście do tych rezultatów?
00:18:11:18 - 00:18:16:02
Davide Foffa
Jak najbardziej. Przyznaję, nie brzmi to wcale najprościej.
00:18:16:02 - 00:18:17:06
Abigail Acton
Zgadzam się.
00:18:17:08 - 00:18:36:19
Davide Foffa
Oczywiście pierwszym etapem jest zapis kopalny. Musimy wiedzieć, jakie zwierzęta występowały w danym okresie, aby móc zrobić wiele rzeczy. Możemy też przeanalizować źródła. Możemy zapoznać się z poprzednimi badaniami, ale najbardziej podoba mi się ich połączenie z kolekcjami muzealnymi i wynikami badań terenowych.
00:18:36:21 - 00:19:10:21
Davide Foffa
Pierwsze trzy etapy badań, czyli źródła, zbiory muzealne i wcześniejsze badania, mówią nam mniej więcej, co możemy znaleźć w jakim obszarze. Mówią nam też wiele o tym, czego nam brakuje. Zapis kopalny jest przecież niekompletny. Moim zdaniem możemy zrobić wiele w celu wykorzystania danych, z których zazwyczaj nie korzystamy - zbiory muzealne są pełne danych o okazach, których nigdy nie widzieliśmy lub z którymi nigdy nie pracowaliśmy, ale które mimo to są cenne.
00:19:10:23 - 00:19:18:16
Davide Foffa
Możemy też działać w terenie i identyfikować obszary, których wcześniej nie badaliśmy, aby uzupełniać istniejące luki w wiedzy.
00:19:18:19 - 00:19:22:02
Abigail Acton
Czy właśnie tym się zajmowaliście? Czy możesz nam opowiedzieć trochę o swojej pracy terenowej?
00:19:22:02 - 00:19:23:18
Davide Foffa
Oczywiście, to moja ulubiona część.
00:19:23:19 - 00:19:25:14
Abigail Acton
Nie mam co do tego wątpliwości.
00:19:25:16 - 00:19:46:20
Davide Foffa
Pierwsze dwa lata mojego projektu spędziłem na Virginia Tech w Stanach Zjednoczonych, gdzie pracowałem z innymi naukowcami. Odbyliśmy kilka ekspedycji na południowy zachód, do Teksasu, Nowego Meksyku i Arizony, aby spróbować znaleźć tereny, na których występują odpowiednie skały.
00:19:46:24 - 00:20:14:01
Davide Foffa
Niektóre z nich nie zostały zbadane tak dobrze jak inne. Jedną z istotniejszych decyzji podjętych przez zespół było to, że skupiliśmy się na mniejszych zwierzętach. Mówiąc dokładniej, poświęciliśmy nasze badania mikrokręgowcom. Powodem była ich różnorodność. Hipoteza, która lepiej pasuje do współczesnej ekologii, zakłada, że największa różnorodność występowała u organizmów o małych rozmiarach ciała.
00:20:14:01 - 00:20:14:12
Abigail Acton
Tak.
00:20:14:14 - 00:20:39:15
Davide Foffa
To również kwestia historyczna, o czym wspomniał John. Ewolucja nowych kladów często zaczyna się od organizmów o małych rozmiarach. Próbkowanie mniejszych organizmów daje większą szansę rozpoznać je na wczesnym etapie ich ewolucji. Dlatego szczególnie ważne było uzyskanie jak najpełniejszego obrazu składu ekosystemu.
00:20:39:17 - 00:21:04:01
Davide Foffa
Nawet jeśli znaleźliśmy pojedynczy ząb, chciałem się dowiedzieć, jakie konkretnie zwierzęta występowały na danym obszarze, ponieważ dawało nam to pełniejszy obraz. Następnie stajemy przed kolejnym problemem. Mamy skład ekosystemu. Mamy listę gatunków składających się na ekosystem. Teraz musimy przekształcić te informacje w dane ekologiczne. W tym miejscu możemy zapożyczyć techniki ze współczesnej ekologii, szczególnie z ekologii cech.
00:21:04:03 - 00:21:43:09
Davide Foffa
Sztuka polega na zrozumieniu, co każde zwierzę robi w swoim ekosystemie. W tym celu można spróbować dowiedzieć się, jakiej wielkości było dane zwierzę, jaki pokarm spożywało, w jakim środowisku żyło i jak się poruszało. Mając tę niewielką liczbę cech, można scharakteryzować ekosystem, można wymyślić bardzo wiele unikalnych ról ekologicznych i ich kombinacji.
00:21:43:11 - 00:21:43:24
Abigail Acton
Świetnie.
00:21:44:04 - 00:22:08:10
Davide Foffa
Jeśli chcesz przykładu - straszny dinozaur, o którym wspomniał wcześniej John, w triasie był małym, dwunożnym, lądowym i mięsożernym zwierzęciem. To pewna rola ekologiczna. Można zrobić to samo w odniesieniu do wszystkich innych zwierząt w ekosystemie. Można zrobić to samo dla wszystkich pozostałych zbiorowisk. Następnie wystarczy porównać je między sobą.
00:22:08:14 - 00:22:12:14
Abigail Acton
A potem łączymy te wszystkie dane i mamy wyraźniejszy obraz tego, jak świat wyglądał w tamtym czasie.
00:22:12:14 - 00:22:17:11
Davide Foffa
Zgadza się. Oraz obraz wielu zbiorowisk i ich ewolucji w czasie.
00:22:17:14 - 00:22:31:20
Abigail Acton
Rozumiem. Dobrze. Wspaniała sprawa. Dziękuję ci bardzo, Davide. To było bardzo dobre wyjaśnienie. Naprawdę to doceniam. Czy ktoś z gości ma jakieś pytania lub uwagi? Tak. Saro, widzę, że chciałabyś coś powiedzieć.
00:22:31:22 - 00:22:41:10
Sara Varela
To w sumie bardziej ciekawostka, Davide. Jak bardzo powszechne jest to, że badacze zajmujący się tak starymi czasami skupiają się na tak szczegółowych zagadnieniach?
00:22:41:12 - 00:23:08:11
Davide Foffa
Powiem szczerze, że to naprawdę dobre pytanie. Krótka odpowiedź brzmi, że to wcale nie jest powszechne. Głównym powodem jest to, że do niedawna nie zdawaliśmy sobie sprawy, jak powszechne są te zjawiska. Zaczęliśmy dostrzegać powstawanie tych zbiorowisk zaledwie kilka lat temu. Naprawdę? W związku z tym jest to coś, co występuje znacznie częściej w późniejszych okresach, w epoce kredy, a nawet jury.
00:23:08:13 - 00:23:25:11
Davide Foffa
Ma to swoje plusy i minusy, ponieważ mikrokręgowce są często bardzo niekompletne i trudno się z nimi pracuje. Dlatego często nie dysponujemy kompletnym szkieletem, na którym możemy pracować. Zaletą jest to, że uzyskujemy pełniejszy obraz ekosystemu.
00:23:25:13 - 00:23:29:11
Abigail Acton
Jak duże są te mikrokręgowce, Davidzie? O jakim rzędzie wielkości mówimy?
00:23:29:13 - 00:23:30:12
Davide Foffa
Możemy...
00:23:30:14 - 00:23:31:00
Abigail Acton
Mniej więcej.
00:23:31:00 - 00:23:39:24
Davide Foffa
Tak. Mówimy o milimetrach. Tak. Być może nawet mniejszych rozmiarach. Tak. Niektóre są zbyt małe, by można je było zobaczyć bez mikroskopu.
00:23:39:24 - 00:23:47:23
Abigail Acton
Ach, zatem mówimy o częściach ciał zwierząt. Zgadza się. Nie mówimy o całych zwierzętach, które mają kilka milimetrów wielkości. Mówisz o elementach małych zwierząt.
00:23:47:23 - 00:23:53:04
Davide Foffa
Tak. Najbardziej użyteczne są zęby. Małe części, szczęki.
00:23:53:06 - 00:23:53:18
Abigail Acton
Części, które...
00:23:53:18 - 00:23:59:07
Davide Foffa
Tak - często wystarczają, żeby zrozumieć, jaki typ, a przynajmniej jaka grupa zwierząt znajdowała się w pobliżu
00:23:59:07 - 00:24:21:04
Abigail Acton
Świetnie. Dobrze. Dziękuję ci bardzo za wyjaśnienie. To było doskonałe pytanie. Przepraszam. Zgadza się. Nasuwa się pytanie - jak oni to robią? Czyż to nie jest fascynujące? Dobrze, teraz kolej na ciebie. Saro. Projekt MAPAS wykorzystuje procesy modelowania i mapowania w celu badania powstawania i wymierania gatunków na przestrzeni długiego czasu, aby odpowiedzieć na pytania teoretyczne i praktyczne dotyczące tego, gdzie i dlaczego gatunki powstają, rozprzestrzeniają się, a następnie znikają.
00:24:21:07 - 00:24:34:24
Abigail Acton
Twoja praca pokrywa się w pewnym stopniu z pracą Davida - on stara się lepiej zrozumieć ekologię, uwzględniając jej różnorodność. To też mieści się w obszarze twoich zainteresowań. Dlaczego zatem uważasz, że takie badania są potrzebne?
00:24:35:01 - 00:24:43:11
Sara Varela
Badania są istotne, bo istnieje naprawdę jasny związek. Rozumiejąc życie, możemy przewidzieć, co wydarzy się w przyszłości.
00:24:43:11 - 00:24:55:07
Sara Varela
Teraz na przykład mamy olbrzymi problem, bo niszczymy środowisko naturalne w naprawdę błyskawicznym tempie. Musimy zrozumieć ten proces, ponieważ jesteśmy zależni od natury.
00:24:55:09 - 00:25:06:23
Abigail Acton
Zdecydowanie. Dobrze, przejdźmy dalej. W jaki sposób zespół MAPAS badał tempo wymierania i przyczyny znikania gatunków?
00:25:07:00 - 00:25:14:23
Sara Varela
Jak obecnie powszechnie wiadomo, klimat ma znaczenie, a gatunki przemieszczają się z powodu jego zmiany.
00:25:15:00 - 00:25:37:08
Sara Varela
Gdy rozmawiamy z paleontologami, zwykle mówią coś w stylu: „OK, z powodu tej dużej zmiany klimatu mamy więcej lub mniej gatunków, a pewne gatunki się rozprzestrzeniły, a inne wyginęły”. Chcieliśmy w związku z tym zmierzyć, określić ilościowo i spróbować opracować scenariusze z gatunku „co by było, gdyby?” Innymi słowy, skoro mamy do czynienia ze zmianą klimatu, chcemy wiedzieć, co się wydarzy. To właśnie jest naszym celem.
00:25:37:11 - 00:25:55:00
Abigail Acton
Wydaje mi się, że działacie na punkcie styku dwóch zwykle odrębnych dziedzin. Ekologii, która zajmuje się różnymi gatunkami w przestrzeni, a także ewolucji, która bada zmiany w czasie. Jak zatem to robicie, skoro jak sama zauważasz, działacie na punkcie styku? Jakie płyną z tego korzyści? W jaki sposób właściwie uzyskujecie dane?
00:25:55:00 - 00:26:13:20
Sara Varela
Dane pochodzą od badaczy prowadzących badania terenowe. Dysponujemy obszernymi zbiorami danych, które są teraz dostępne w Internecie. To wspólny wysiłek podejmowany przez wielu naukowców. Mamy też fizyków zajmujących się klimatem, którzy tworzą naprawdę dobre modele dotyczące współczesnego klimatu, pomagające zrozumieć przyszłość. Istnieją także modele, które pozwalają zrozumieć przeszłość.
00:26:13:20 - 00:26:33:02
Sara Varela
To jest naprawdę dobre. W obecnych czasach możemy próbować tworzyć biogeografię obliczeniową lub coś w tym rodzaju. W przeszłości nie było to możliwe. W przeszłości pracowaliśmy w terenie, w jednym miejscu, starając się zrozumieć klimat danego obszaru i starając się go opisać. Teraz dysponujemy wieloma miejscami.
00:26:33:02 - 00:26:45:22
Sara Varela
Mamy między innymi modele klimatu i próbujemy zdobyć wiedzę na temat cech takich jak przystosowania wynikające z ograniczeń i innych czynników.
00:26:45:24 - 00:26:56:08
Abigail Acton
Cudownie. A czy mogłabyś mi powiedzieć, w jaki sposób udało wam się uzyskać pełniejszy obraz w ramach projektu MAPAS? Na czym w rzeczywistości polegają wasze prace?
00:26:56:10 - 00:27:21:04
Sara Varela
Działamy na dwa sposoby. Pierwszym z nich jest ładowanie dużych zbiorów danych, na przykład z ogromnej bazy danych zawierającej zapisy kopalne. Dzięki tym danym możemy opisać, jakie wydarzenia miały miejsce. Możemy spróbować dostrzec pewne wzorce i powiązać je z potencjalnymi procesami, które za nimi stały, aby spróbować zrozumieć ograniczenia. Następnie w celu weryfikacji założeń stosujemy tak zwane modele mechanistyczne.
00:27:21:06 - 00:27:45:14
Sara Varela
Jak już zauważyłaś, tego rodzaju modele... Wyobraź sobie, że na świecie zaczyna rozwijać się jedna komórka. Z tej komórki wychodzi linia, którą charakteryzują pewne cechy. Można wprowadzić masę ciała, można wprowadzić jakiekolwiek parametry - jak powiedział Davide, w przypadku historycznych gatunków dysponujemy wielkością ciała, dietą i sposobem poruszania się. To tak zwany klasyczny trzyosiowy model cech paleologicznych.
00:27:45:16 - 00:28:07:11
Sara Varela
Dzięki temu możemy określić zasięg danego gatunku. Mamy warstwy klimatu, który zmienia się co około milion lat. Kontynenty również się przemieszczają. W ten sposób układamy elementy tej układanki. To jak gra komputerowa - pozwalamy gatunkom ewoluować, ustalamy pewne zasady, a potem weryfikujemy różne scenariusze typu „co by było, gdyby?”
00:28:07:11 - 00:28:29:23
Abigail Acton
A co jeśli to klimat determinuje ewolucję danej linii? Jaka jest w tym przypadku rola behawiorysty? Istnieje duże prawdopodobieństwo, że więcej niż jedna zdolność będzie związana z opadami lub jakimkolwiek innym czynnikiem. Tworzymy więc scenariusze „co by było, gdyby?” i staramy się dostrzec wzorce, aby docelowo ustalić liczbę gatunków na danym obszarze. Tego rodzaju dane.
00:28:29:23 - 00:28:33:03
Abigail Acton
Okej, to brzmi świetnie. Wręcz genialnie. Jakich odkryć udało wam się dokonać?
00:28:33:05 - 00:28:34:11
Sara Varela
Nadal prowadzimy prace.
00:28:34:11 - 00:28:37:15
Abigail Acton
Rozumiem, ale jakich odkryć udało się dokonać do tej pory?
00:28:37:17 - 00:28:51:10
Sara Varela
Moim zdaniem ludzie są bardzo skupieni na specjalizacji i tym, że niektóre gatunki są naprawdę wyjątkowe. I to jest niesamowite. Ponadto w tropikach występuje większą różnorodność, ponieważ zazwyczaj występuje tam większa specjalizacja i podział nisz.
00:28:51:10 - 00:29:05:16
Sara Varela
Na tym opierają się ramy ekologii i podejście ludzi. My odkrywamy z kolei, że ogólne przystosowania są naprawdę pomocne. Wszystkie ekosystemy mogą być zdominowane przez gatunki z tego typu przystosowaniami.
00:29:05:16 - 00:29:10:12
Abigail Acton
Co masz na myśli mówiąc o ogólnych przystosowaniach?
00:29:10:12 - 00:29:14:10
Sara Varela
Mówię o gatunkach, które są dość elastyczne i mogą przetrwać w tropikach lub strefach o klimacie umiarkowanym.
00:29:14:10 - 00:29:15:14
Abigail Acton
Czy możesz podać jakiś przykład?
00:29:15:18 - 00:29:18:22
Sara Varela
Wilk jest jednym z takich zwierząt.
00:29:18:24 - 00:29:28:20
Abigail Acton
Wilk. Rozumiem. Cudownie. Dziękuję. Tak. Dobrze. Wyspecjalizowanym organizmem byłby na przykład koala, który żywi się tylko pewnym rodzajem liści eukaliptusa.
00:29:28:22 - 00:29:31:02
Sara Varela
To może być kwestia diety, może to być kwestia klimatu.
00:29:31:02 - 00:29:44:05
Sara Varela
Możemy także analizować różne rodzaje specjalizacji. Na przykład mrówkojad ma wyspecjalizowaną dietę, ale występuje w wielu podobnych środowiskach. Można to podzielić według tych kategorii.
00:29:44:10 - 00:29:55:14
Abigail Acton
Świetnie. A zatem dane kopalne i inne dane pochodzące od paleontologów, takich jak John i Davide, można wprowadzić do modeli komputerowych, a one mogą dostarczyć nam...
00:29:55:16 - 00:30:02:10
Sara Varela
Mogą pomóc nam zdobyć podstawową wiedzę.
00:30:02:12 - 00:30:09:20
Abigail Acton
Świetnie. Dobrze. Dziękuję. Czy ktoś ma jakieś spostrzeżenia lub uwagi, którymi chciałby się podzielić z Sarą? John?
00:30:09:22 - 00:30:33:08
John Hutchinson
Uważam, że to bardzo ciekawe, że wszystkie trzy nasze projekty, jak to zwykle bywa w paleontologii, w dużej mierze opierają się na samym zapisie kopalnym i prawdziwych kościach, z kolei cała paleontologia opiera się na odkrywaniu okazów i gromadzeniu ich w zbiorach muzealnych. Wszystkie nasze badania łączy jeden wspólny czynnik - modelowanie, a nawet pewnego rodzaju symulacje.
00:30:33:10 - 00:31:06:07
John Hutchinson
Jako osoba, która zajmuje się tym zagadnieniem, czasami spotykam ludzi, którzy stwierdzają jedynie, że to tylko przewidywania na podstawie modelu. Moim zdaniem niektórzy stosują to jako wymówkę do odrzucania podejść teoretycznych, w przeciwieństwie do podejść opartych na obserwacjach empirycznych, takich jak badanie skamieniałości. Ciekawi mnie więc jak ty postrzegasz zalety i wady modelowania i symulacji w prowadzonych przez ciebie badaniach.
00:31:06:09 - 00:31:33:19
Sara Varela
Uważam, że wszyscy zajmujemy się modelowaniem - nawet badacze, którzy dokonują pomiarów, wykorzystują analizę wariancji, która jest modelem. Porównanie wartości średnich z rozkładem też jest swego rodzaju modelem. Obecnie wszyscy jesteśmy na tym samym etapie. Używamy tych małych statystyk i testów. Wkraczamy jednak w o wiele bardziej złożoną dziedzinę - komputery są po prostu szybsze i tańsze.
00:31:33:21 - 00:31:47:23
Sara Varela
Możemy robić rzeczy, które 10 czy 20 lat temu były niemożliwe. Oprócz modeli potrzebujemy danych i ludzi, którzy będą pracować w terenie i gromadzić bardzo szczegółowe dane, które umożliwią prowadzenie badań.
00:31:47:23 - 00:31:53:13
Abigail Acton
John wie o tym doskonale - spędził przecież 20 lat obserwując, jak nosorożce i krokodyle gonią badaczy po laboratorium.
00:31:53:15 - 00:32:11:24
Abigail Acton
Taka praca nie może przecież pójść na marne. Dokładnie tak. W obu przypadkach ludzie są niezwykle ważni. Wspaniale. To było naprawdę bardzo interesujące spotkanie. Dziękuję wam za poświęcony czas. Myślę, że bardzo dobrze wyjaśniliście swoją pracę i wyjaśniliście naszym słuchaczom, jak dzięki badaniu zamierzchłej przeszłości możemy spojrzeć w przyszłość. Uważam, że to naprawdę ciekawa i interesująca koncepcja.
00:32:11:24 - 00:32:13:09
Davide Foffa
Dziękuję. Dziękuję bardzo.
00:32:13:09 - 00:32:14:24
John Hutchinson
Było mi bardzo miło. Dziękuję.
00:32:15:00 - 00:32:16:12
Sara Varela
Dziękuję bardzo.
00:32:16:14 - 00:32:37:20
Abigail Acton
Do zobaczenia. Cała przyjemność po mojej stronie. Do zobaczenia. Do zobaczenia. Jeśli spodobał Ci się ten podcast, obserwuj nas na platformach Spotify i Apple Podcasts, a także na wszystkich innych platformach, dzięki którym możesz słuchać swoich ulubionych twórców. Zapraszamy też na stronę naszego podcastu w serwisie CORDIS. Zachęcam również do zasubskrybowania naszego podcastu – dzięki temu nie ominą cię informacje na temat najciekawszych badań naukowych finansowanych przez UE. Jeśli lubisz nas słuchać, możesz powiedzieć o nas znajomym!
00:32:38:01 - 00:33:00:20
Abigail Acton
Rozmawialiśmy o robotycznych pszczołach i projektach, któe pozwalają nam rozwijać metody odbijania asteroid. Zachęcam do przesłuchania pozostałych 50 odcinków – z pewnością znajdziesz w nich coś, co wzbudzi twoją ciekawość. A może chcesz dowiedzieć się, nad czym pracują zespoły innych projektów zajmujących się badaniami paleontologicznymi dzięki finansowaniu ze środków Unii Europejskiej? Zapraszamy do serwisu CORDIS, gdzie znajdziesz rezultaty badań realizowanych w ramach inicjatyw „Horyzont 2020” i „Horyzont Europa”, które dotyczą tego obszaru.
00:33:00:22 - 00:33:16:13
Abigail Acton
Odwiedź nasz portal i poznaj badania, które zmieniają nasz świat. Czekamy także na wiadomości, informacje i opinie. Możesz skontaktować się z nami pod adresem editorial@cordis.europa.eu. Do usłyszenia!
Wspólna ewolucja i ekologia – lekcje, których uczy nas czas
Hipoteza „wyższości lokomotorycznej” została pierwotnie zaproponowana jako wyjaśnienie tego, co odróżniało dinozaury od innych grup z okresu triasu, co prawdopodobnie pomogło dwunożnym gatunkom przetrwać do czasu jury. Czy hipoteza ta jest jednak prawdziwa? Badanie sposobu poruszania się współczesnych nosorożców, krokodyli i innych zwierząt pozwala nam poznać lepiej biomechanikę wymarłych zwierząt i wpływ, jaki miała na ich przetrwanie. Oprócz sposobu poruszania się, także sposób, w jaki dinozaury oddziaływały na swoje otoczenie, kształtował otaczający je świat. Wspólna ewolucja gatunków i ekologii na przestrzeni wieków pozwala nam lepiej zrozumieć współczesne ekosystemy. Czego zatem możemy się nauczyć od świata, który dawno zniknął? Według szacunków na świecie istnieje przeszło 8ִ milionów gatunków, które dostarczają nam pożywienia, a także korzystnie wpływają na nasze samopoczucie i zdrowie. Nadal jednak niewiele wiemy o tym, gdzie i dlaczego powstaje oraz zanika różnorodność biologiczna. Co możemy zrobić, aby chronić kolebki rozwoju różnorodności biologicznej w przyszłości? Czy symulacje paleoklimatyczne i modelowanie mogą w tym pomóc? W okresie masowego wymierania gatunków(odnośnik otworzy się w nowym oknie), potrzebujemy wszelkich możliwych rozwiązań i odpowiedzi. W ich poszukiwaniu pomogą nam nasi dzisiejsi goście, którzy skorzystali z unijnego wsparcia na prowadzenie badań naukowych i realizowanie innowacyjnych rozwiązań. John Hutchinson(odnośnik otworzy się w nowym oknie) jest członkiem Royal Society(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i jednym z czołowych badaczy w dziedzinie biomechaniki ewolucyjnej. Podejście stosowane przez badacza łączy metody doświadczalne i obliczeniowe, w tym symulacje, pozwalając na badanie hipotez dotyczących budowy, funkcji i wydajności układu mięśniowo-szkieletowego. Badacz koordynował projekt DAWNDINOS. Davide Foffa(odnośnik otworzy się w nowym oknie) jest badaczem w stopniu doktora, zajmującym się paleobiologią na Uniwersytecie w Birmingham(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Wykorzystuje dane paleontologiczne, aby badać pochodzenie i rozwój ekosystemów na przestrzeni dziejów oraz w trakcie ważnych wydarzeń ewolucyjnych, takich jak masowe wymierania. Zagadnienie to badał w ramach projektu ECODIV. Sara Varela(odnośnik otworzy się w nowym oknie) jest paleoekolożką na Wydziale Biologii Uniwersytetu w Vigo w Hiszpanii. W ramach projektu MAPAS zajmowała się związkiem między klimatem a życiem na Ziemi oraz sposobem, w jaki przeszłe zmiany klimatu wpłynęły na zasięgi geograficzne i ścieżki ewolucyjne gatunków.
Czekamy na Wasze opinie!
Jeśli chcesz podzielić się z nami swoją opinią na temat naszych podcastów, napisz do nas! Wszelkie komentarze, pytania lub sugestie prosimy przesyłać na adres editorial@cordis.europa.eu.