Mistrzowie PAN. Od pustyni Gobi po „Park Jurajski”, czyli naukowa ścieżka prof. Kielan-Jaworowskiej

Dinozaury były tylko częścią jej legendy. Prof. Zofia Kielan-Jaworowska zrewolucjonizowała paleontologię, zwracając uwagę na ssaki żyjące w epoce wielkich gadów. Jej publikacja na ten temat uważana jest do dziś za „paleontologiczną biblię”

Objęcie przez prof. Kielan-Jaworowską kierownictwa nad wielkimi Polsko-Mongolskimi Ekspedycjami Paleontologicznymi na pustyni Gobi w latach 60. XX w. wywołało sensację. Wykopaliska dinozaurów stanowiły wówczas domenę niemal całkowicie zdominowaną przez mężczyzn. Wspominała, że w tamtym czasie nawet w USA „nikomu się nie śniło”, aby kobieta mogła dowodzić tak trudnym przedsięwzięciem w terenie.

Logistyka jej projektu miała bezprecedensową skalę. Tony sprzętu, paliwa i prowiantu transportowano z Polski ciężarówkami Star na dystansie blisko 6 tys. kilometrów. Naukowcy pracowali w ekstremalnych warunkach klimatycznych. Mimo to udało się wydobyć niezliczone skamieniałości sprzed milionów lat, a ekspedycja okazała się sukcesem.

Analiza 20 ton materiału przywiezionego z Gobi trwała wiele dekad i przyniosła mnóstwo nowych ustaleń. Na przykład podczas tych ekspedycji naukowcy odkryli około 20 nowych gatunków dinozaurów. Tym samym Mongolia urosła do jednego najważniejszych archiwów życia z okresu późnej kredy. A prof. Kielan-Jaworowska stała się światowej sławy paleontolożką i paleobiolożką.

Zagadki dinozaurów z piasków pustyni Gobi

Przyjrzyjmy się kilku dinozaurom odkrytym w czasie ekspedycji kierowanej przez prof. Kielan-Jaworowską. Jedne z najbardziej niezwykłych i pobudzających wyobraźnię szczątków należały do nietypowego dinozaura, przypominającego strusia (Deinocheirus mirificus). Profesor osobiście odkryła jego gigantyczne przednie kończyny, które mierzyły 2,4 metrów. Zwierzę to osiągało 11 metrów długości i ważyło około 6 ton. Przez blisko 40 lat szczątki te pozostawały jedną z największych zagadek światowej paleontologii. Badacze dyskutowali, czy należały one do agresywnego drapieżnika, czy też bezzębnego roślinożercy. Dopiero w 2014 r. potwierdzono drugą wersję. Zwierzę miało bezzębny pysk, przypominający kaczy dziób.

Kolejne znalezisko paleontolożki „wystąpiło” w słynnej superprodukcji Stevena Spielberga z 1993 r.  Kto widział Park Jurajski, z pewnością zapamiętał scenę, w której stado dinozaurów ucieka w popłochu przed tyranozaurem rexem. Warto wspomnieć, że prof. Kielan-Jaworowska w wieku 68 lat została konsultantką naukową tego filmu.

Za unikatowy okaz wydobyty w Mongolii uważa się słynne „walczące dinozaury”. Skamieniałości mięsożernego welociraptora i roślinożernego protoceratopsa długo uznawano za zwierzęta splecione w czasie krwawej walki. Według najnowszej interpretacji, z którą zgodziła się prof. Kielan-Jaworowska, welociraptor był w tym konkretnym przypadku padlinożercą żerującym na martwym protoceratopsie. Jest to jedno z zaledwie kilku znalezisk tego typu na świecie.

Badacze natrafili także na liczne szkielety tarbozaura uznawanego za azjatyckiego kuzyna amerykańskiego tyranozaura. Ten krwiożerczy drapieżca był postrachem innych dinozaurów, chociaż nie gardził też padliną. Osiągał wagę 4-5 ton przy długości 10-12 metrów. Dzięki znaleziskom misji prof. Kielan-Jaworowskiej udało się zrewidować rekonstrukcję postawy tych zwierząt. Wcześniej sądzono, że gady ciągnęły ogon po ziemi tak, jak dzisiejsze kangury. Z mongolskich wykopalisk wynika, że był on trzymany wysoko, stanowiąc przeciwwagę dla przedniej części ciała. To wymusiło zmiany na wystawach w muzeach paleontologicznych.

Niezwykle ważne było także odkrycie kolonii lęgowej owiraptorów. Znaleziony na gnieździe szkielet potwierdził, że dinozaury te wysiadywały jaja, podobnie jak współczesne ptaki.

Ssaki wśród dinozaurów

W warstwach zdominowanych przez dinozaury, odkrywanych przez prof. Kielan-Jaworowską, była też masa drobnych, miniaturowych wręcz kosteczek. Należały do niewielkich ssaków żyjących w erze mezozoicznej. Przez dekady wiedza o nich była niezwykle skromna i opierała się głównie na fragmentarycznych znaleziskach, takich jak pojedyncze zęby czy kawałki szczęk. Naukowcy wiedzieli o istniejących wówczas dinozaurach, ale brakowało dowodów na to, jak dokładnie wyglądało życie ich mniejszych współmieszkańców, naszych ssaczych przodków.

Dominował pogląd, że ssaki mezozoiczne były nieliczne, mało zróżnicowane i stanowiły jedynie mało istotny dodatek do fauny zdominowanej przez dinozaury. Taki obraz był związany z wczesnymi wykopaliskami – skupiano się na dużych i spektakularnych skamieniałościach, a nie drobnych kościach. Zagadką pozostawało, czy ssaki łożyskowe rzeczywiście koegzystowały z dinozaurami oraz jak przebiegały wczesne etapy ewolucji naszych przodków.

Badając pustynię Gobi polscy naukowcy zgromadzili największą wówczas na świecie kolekcję czaszek ssaków żyjących w mezozoiku. To było wynikiem bezprecedensowy biorąc pod uwagę, że wcześniej znajdowano głównie pojedyncze zęby tych zwierząt. Ssaki badane przez profesor były wielkości myszy lub szczurów i pod wieloma względami ich fizjonomia przypominała gryzonie. Przykładem może być Asioryctes, którego czaszka mieści się na czubku ludzkiego palca.

Dziś wiadomo już, że w czasach dinozaurów występowały także ssaki większe niż myszy. Na przykład w 2000 r. odkryto metrowego Repenomamusa, który w żołądku miał szczątki drobnego dinozaura. W publikacji z 2013 r. prof. Kielan-Jaworowska zrewidowała poprzednie poglądy, wskazując na ogromne zróżnicowanie ekologiczne wczesnych ssaków, obejmujące formy pływające, kopiące, a nawet latające.

Mikroczaszki pod mikroskopem. Dowody na wielkość ssaków

Badania mózgów drobnych ssaków mezozoicznych, prowadzone przez prof. Kielan-Jaworowską, były przełomowe dzięki zastosowaniu niezwykle żmudnej metody seryjnych cięć mikrotomowych. W ten sposób przygotowywała do analiz czaszkę mongolskiego wieloguzkowca Nemegtbaatar. „Kroiłam czaszki po 10 godzin dziennie, przez pełne trzy miesiące” – wspominała badaczka pracę, którą wykonywała w latach 80. w Paryżu. Dziś takich analiz się nie wykonuje. Naukowcy korzystają z tomografii komputerowej, która jest dokładniejsza i szybsza.

Z pomocą superdokładnej krajalnicy badaczka pozyskała blisko 1400 mikroskopijnych plasterków o grubości zaledwie 25 mikrometrów. Na podstawie co piątego plasterka przygotowała rysunki, które przeniosła na woskowe płytki. To pozwoliło jej zbudować trójwymiarowy model mózgu, nerwów i naczyń krwionośnych w kilkunastokrotnym powiększeniu.

Tak drobiazgowa, choć jednocześnie katorżnicza praca przyniosła spektakularne rezultaty. Okazało się, że wieloguzkowce żyjące w czasach dinozaurów, miały zaskakująco sprawne i zaawansowane ewolucyjnie mózgi. Z analiz badaczki wynikało, że prowadziły nocny tryb życia, o czym świadczyły silnie rozwinięte płaty węchowe i ośrodku słuchu.

Grunt to odpowiedni zespół

Era wielkich, indywidualnych odkryć naukowych to już przeszłość. Dziś osiągnięcie znaczących rezultatów jest możliwe głównie dzięki pracy zespołowej. Lider musi cechować się wybitnym intelektem i pasją badawczą, którą zaraża otoczenie. Ale nie tylko. „Potrzebne są również pewne cechy charakteru, a za zasadniczą uważam życzliwość dla otoczenia” – podkreślała w jednym z wywiadów prof. Kielan-Jaworowska nawiązując do swojego mistrza, prof. Romana Kozłowskiego. 

Jak wspominane są dziś charakter i sposób zarządzania pani profesor? „Jej styl był czasami bezdyskusyjnie wymagający – terminowanie u niej przypominało trenowanie sztuk walki z buddyjskim mnichem – dopingowała nas, by starać się lepiej uprawiać naukę” – pisał prof. Richard Cifelli. Także z innych relacji wiadomo, że bywała wymagająca.

Dzięki połączeniu żelaznej dyscypliny z otwartością na świat i drugiego człowieka uprawiała naukę na światowym poziomie. Potrafiła umiejętnie dobrać współpracowników do konkretnych niszowych zadań. Do swoich projektów zaprosiła wybitnych specjalistów z USA, Rosji czy Francji, takich jak Peter Gambarjan, Robert Presley czy Gisle Fosse. Pod jej okiem rozwijały się kariery Halszki Osmólskiej i Teresy Maryańskiej, które były uznawane za wybitne znawczynie dinozaurów.

Jej dom w Konstancinie stał się miejscem, gdzie w otoczeniu książek i skamieniałości, gościli naukowcy z całego świata. Wspólnie z nimi wypracowywała przełomowe koncepcje na temat ewolucji. Najtrwalszym owocem tych przedsięwzięć jest monumentalna monografia Mammals from the Age of Dinosaurs (Ssaki epoki dinozaurów), napisana z Richardem Cifellim i Zhe-Xi Luo, uznawana dziś za „paleontologiczną biblię”.

Mimo wielu osiągnięć prof. Kielan-Jaworowska była skromna i powściągliwa, czego dała wyraz w wywiadzie, którego udzieliła mając 84 lata: „Skoro wszechświat jest nieskończony w czasie i przestrzeni, nigdy nie osiągniemy pełni wiedzy, zawsze pozostanie coś do odkrycia i coś tajemnego. Świadomość tego może być źródłem zachwytu i pokory. Tym, co czasem nazywa się uduchowieniem.”

Prof. Zofia Kielan-Jaworowska (1925–2015) w latach 1961–1982 pełniła funkcję dyrektorki Instytutu Paleobiologii PAN. Była członkinią korespondentką (1967) i członkinią rzeczywistą PAN (1974) oraz  członkinią Prezydium PAN (1971–82). Przewodniczyła komisji odwoławczej Prezydium (1981) oraz Radzie Naukowej Instytutu (1996–1998). W 2005 r. otrzymała Nagrodę Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w obszarze nauk przyrodniczych i medycznych za monumentalną monografię Mammals from the Age of Dinosaurs.

Najważniejsze źródła:

Polowanie na dinozaury, Ewolucja, nr 6 (maj), Warszawa 2016

Kielan-Jaworowska Z., Przygody w skamieniałym świecie, Warszawa 1973

Kielan-Jaworowska Z., Autobiografia, „Kwartalnik Historii Nauki i Techniki” 2005, nr 50/1, s. 7-50.

Kielan-Jaworowska Z., In Pursuit of Early Mammals, Indiana 2013

Dołowy P., Wywiad z profesor Zofią Kielan-Jaworowską. Paleontologia uczy skromności, w: ACADEMIA nr 3 (19), s. 40-43, Warszawa 2009

• Nauki biologiczne i rolnicze
• Nauki ścisłe i nauki o Ziemi
• Polska Akademia Nauk
• popularyzacja