Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Esencja nauki

Dr hab. Michał Zatoń jest adiunktem w Katedrze Paleontologii i Stratygrafii na Wydziale Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego w Sosnowcu. W jego pokoju, jak u prawdziwego naukowca, trudno znaleźć skrawek wolnego miejsca. Półki szaf wypełnione po brzegi książkami, a każdy wolny kawałek podłogi zajmują duże, średnie i małe pudła tekturowe „wypchane” skamieniałościami. Mapy, albumy, sterty zdjęć, eksponaty… to prawdziwe królestwo paleontologa.

– Nie zamieniłbym tego miejsca na żadne inne – stwierdza dr Zatoń i dodaje z uśmiechem – zajęcia także! Praca, która stała się naturalnym następstwem ukończenia studiów, szybko przeobraziła się w pasję, a zgłębianie tajników odległej historii naszej planety w pomysł na całe życie. Początkowo zainteresowania naukowe adiunkta skupiły się wokół paleontologii bezkręgowców i rekonstrukcji środowisk kopalnych i w 2007 roku zaowocowały pracą doktorską na temat środkowojurajskich faun amonitowych. W 2013 roku dr Michał Zatoń uzyskał stopień doktora habilitowanego. Jako geolog o specjalności paleontologicznej zajmuje się badaniami podstawowymi, które wprawdzie nie znajdują odzwierciedlenia w patentach czy wdrożeniach, ale – cytując prof. dr. hab. inż. Andrzeja Jajszczyka, dyrektora Narodowego Centrum Nauki – są one esencją nauki i stanowią intelektualny zaczyn pomysłów praktycznych, które wyprzedzają swoją epokę.

– Wyniki prowadzonych przez nas badań – wyjaśnia dr Zatoń – trafiają do publikacji naukowych, to swoisty sposób wdrożenia efektów naszej pracy. Zainteresowane jest nimi bardzo liczne grono odbiorców, którzy sięgają po uzyskane efekty, o czym świadczy znacząca liczba cytowań, a to motywuje do dalszej pracy – zapewnia naukowiec z Wydziału Nauk o Ziemi. Dostęp do prestiżowych czasopism naukowych nie stanowi dzisiaj już żadnej bariery, a łatwość i szybkość komunikowania się naukowców z różnych zakątków świata pozwala na śledzenie wszystkiego, co dzieje się w świecie nauki na dany temat.

Paleontologia jest rozległą nauką o organizmach kopalnych, która na podstawie skamieniałości i śladów działalności życiowej organizmów pozwala na formułowanie wniosków o życiu w przeszłości geologicznej. Dr Zatoń mówi o sobie, że jest „generalistą”, nie specjalistą, który przez kilkanaście lat zajmuje się jednym tylko problemem. Przeciwnie, interesuje go bardzo wiele zagadnień. Wymogi współczesnej nauki stawiają przed badaczami konieczność pracy zespołowej, w Katedrze Paleontologii i Stratygrafii tę umiejętność naukowcy opanowali perfekcyjnie. Grupy tworzą specjaliści nauk pokrewnych (geochemicy, chemicy, fizycy, biolodzy) i studenci, a jedną z podstawowych zasad obowiązujących w zespołach jest nauka poprzez partnerstwo. Łączą ich wspólne zainteresowania i głęboka motywacja, aby efektem były wyniki godne opublikowania, czyli wnoszące nowości, które pozwolą skorzystać z nich innym grupom badawczym, stymulując ich dalsze działania. Bywa, a w przypadku Katedry Paleontologii i Stratygrafii nie jest to rzadkością, że znaczące odkrycia trafiają do podręczników, a efekty badań stają się kanonami.

Postęp technologiczny sprzyja weryfikacji wielu wcześniej ustalonych wyników. Nie tak dawno jeszcze badania przeprowadzano przy pomocy lupy, rewolucją było pojawienie się binokularu, teraz studenci przy prowadzeniu badań do swoich prac magisterskich korzystają z nowoczesnych elektronowych mikroskopów skaningowych, pozwalających na obserwację obiektów w skali nanometrycznej. Nie brakuje także kontrowersji, które niejednokrotnie zmuszają do ponownej analizy i oceny obiektu badań. – To jest zdrowe zjawisko – zapewnia dr Zatoń. – Nauka nie może stać w miejscu.

Ulubionymi okresami, które eksploruje naukowiec, są jura i dewon: – Najchętniej i najczęściej sięgam do jury, poświęciłem jej swój doktorat. Był to niezwykle dynamiczny okres, wiele się w nim działo i posiadamy bardzo dużo skamieniałości, o których możemy wciąż coś nowego powiedzieć. Dewon natomiast jest wizytówką naszej Katedry, sosnowieccy specjaliści należą do światowej czołówki badaczy tego okresu.

Kolejnymi obszarami zainteresowań jest analiza morskich środowisk kopalnych, badanie dawnego życia i próby odtworzenia egzystowania dawnych organizmów. Korzystając z morfologii funkcjonalnej, na podstawie badania szkieletu czy postaci organizmu można prześledzić proces ewolucji, nierzadko wspierając się wiedzą o organizmach współczesnych, pewne ich funkcje są bowiem aktualne do dzisiaj.

Mikrokonchidy

Obiektem szczególnej uwagi dr. Michała Zatonia stały się organizmy, które nie mają analogów we współczesnym ekosystemie. Badania środowiska, w którym występowały, pozwalają na odtworzenie ich sposobu funkcjonowania. Zadanie jest żmudne i skomplikowane, ale jest także potężnym wyzwaniem dla naukowca. Obiektem tego typu obserwacji i analizy stała się na przykład niepozorna grupa niewielkich organizmów (rzędu pół milimetra), które przyczepiając się do różnorodnego twardego podłoża, inkrustowały go i żyły nieraz w dużych społecznościach. Wokół ich trybu życia powstało wiele kontrowersji i naukowych sporów. Pojawienie się tych małych muszelek, zwanych mikrokonchidami, usytuowano w okolicach późnego ordowiku, czyli przed ok. 460 milionami lat. Od dekad były one jednak mylone ze współczesnym wieloszczetem Spirorbis o podobnej, rurkowatej postaci, który żyje wyłącznie w morskich środowiskach, o tej klasyfikacji zdecydowały podobieństwa morfologiczne i ekologiczne. Nowoczesny sprzęt badawczy pozwolił na obalenie zastałej tezy.

– Udało się wyodrębnić różnice w mikrostrukturze szkieletowej pomiędzy mikrokonchidami i spirorbisami – wyjaśnia dr Zatoń – a to świadczy o tym, że mają one także odmienne pokrewieństwa filogenetyczne i zupełnie inaczej przebiegały ich zmiany ewolucyjne.

Okazało się, że te maleństwa przetrwały do jury środkowej, ale bliskie są bardziej takim organizmom, jak współczesne morskie mszywioły. Dotychczasowa teza i mylenie ich ze spirorobisami sprawiły, że analiza paleośrodowiska na podstawie ich występowania była błędnie interpretowana. Obecnie znajdujemy je w środowiskach niemal lądowych, słodkowodnych, brakicznych (mieszanina słodkich wód rzecznych i słonych wód morskich o zasoleniu niższym niż wody morskie, ale wyższym niż zasolenie wód rzecznych), a przypisywanie ich wyłącznie wodom morskim okazało się mylne. Ta zagadkowa grupa organizmów nadal wzbudza wiele kontrowersji i jest obiektem szczegółowych badań, które fascynują kilku zaledwie uczonych z różnych stron świata. Do tej niewielkiej grupy należy dr Zatoń. Efekty dociekań zespołu są z uwagą śledzone i mają wpływ na analizy innych badaczy.

Po przewertowaniu potężnej literatury specjalistycznej oraz przebadaniu skał i skamieniałości badacz z sosnowieckiej Katedry Paleontologii i Stratygrafii stwierdził, że organizmy te potrafiły żyć w środowiskach zarówno morskich, słodkowodnych, jak i brakicznych. Informacja ta może okazać się niezwykle ważna, ponieważ jednoznacznie udowadnia, że nie można na podstawie mikrokonchidów przeprowadzać aktualistycznej analogii ze współczesnymi organizmami, prowadzi to bowiem do fałszywych interpretacji.

Wymieranie organizmów

Adiunkt uczestniczy także w projektach mających na celu badanie przyczyn zniknięcia wielu organizmów w historii Ziemi. Dzięki pracy naukowej prof. zw. dr. hab. Grzegorza Rackiego Katedra Paleontologii i Stratygrafii ma długą tradycję badań dotyczących masowych wymierań i kryzysów biotycznych, szczególnie na granicy dwóch jednostek czasowych franu i famenu w późnym dewonie. Materiały służące do szczegółowej analizy zbierane są nie tylko na terenie Polski, ale także w Stanach Zjednoczonych, Ameryce Południowej, Azji, Afryce. Badania warstw osadowych pozwoliły na wyodrębnienie pięciu masowych wymierań w historii biosfery, których powodem były nieraz konkretne drastyczne wydarzenia. Obiektem zainteresowania naukowców jest analiza osadów sprzed wymierania, w jego trakcie i po wymieraniu, ustalenie jego przyczyny, a przy pomocy skamieniałości odtworzenie scenariusza odradzania się życia po wymieraniu, a także ustalenie, gdzie, w jakim tempie i czy synchronicznie na całej Ziemi organizmy te powracają do swojego środowiska.

Badaczy szczególnie interesuje okres wymierań paleozoicznych i zdarzeń późnodewońskich, a na podstawie analizy zjawiska ustalenie tempa odradzania się niektórych organizmów bądź znalezienie przyczyny całkowitego zaniku innych. Niezwykle frapujące dla naukowców są okresy wymierań pewnych grup organizmów w momencie, kiedy nie dochodziło do masowych kryzysów. Jedną z przyczyn było drapieżnictwo, które w historii rozwoju życia na Ziemi bezwzględnie postępowało.

– To był prawdziwy wyścig zbrojeń między ofiarami i drapieżnikami – wyjaśnia dr Michał Zatoń. – Pojawiała się także presja innych organizmów, niekoniecznie drapieżników, które zasiedlając bardzo podobną niszę, potrafiły skutecznie konkurować o przestrzeń i pokarm. Wyłapując efektywnie więcej pokarmu z wody, zabierały go innym. Zapewne taki los spotkał mikrokonchidy, które stały się ofiarami lepszych od siebie filtratorów. Najmłodszy znaleziony gatunek pochodzi ze środkowej jury. Nie oznacza to jednak, że był to ich ostatni okres istnienia, gdyż wciąż niewiele o nich wiemy z okresu całkowitego ich zaniku.

Poligonem, który zdaje się niewyczerpaną kopalnią wiedzy, są Góry Świętokrzyskie, to tutaj niedawno jeden ze studentów dr. Michała Zatonia odnalazł kompletnie zachowanego dewońskiego przodka latimerii – ryby, która została po raz pierwszy odnaleziona w 1938 roku u ujścia rzeki Chalumna w pobliżu miasta East London u wybrzeży RPA. Znana dotąd wyłącznie z okresów geologicznych, ryba uznana była za wymarłą przed ok. 70 milionami lat, tymczasem okazało się, że żyje do dzisiaj w Oceanie Indyjskim u wybrzeży Afryki Wschodniej. Naukowcy przyznali jej miano żywej skamieniałości. Znalezisko w Górach Świętokrzyskich potwierdza tezę, że kamieniołomy te służyć będą jeszcze kolejnym pokoleniom naukowców.

– Wracamy tam bardzo często, prowadzimy szereg projektów, których rezultaty są dobrze znane w całym świecie. Dzięki tym publikacjom przyjeżdża do nas wielu zagranicznych badaczy – podkreśla naukowiec. Szczególnym terenem eksploracji jest kamieniołom we wsi Kowala, najbardziej rozpoznawalny na świecie. Pracowali i pracują tu specjaliści z całego niemal świata, zazwyczaj we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Śląskiego. Dzięki grantom, pozyskiwanym głównie z Narodowego Centrum Nauki, śląscy specjaliści prowadzą badania w najdalszych zakątkach świata, wszędzie tam, gdzie istnieją ciekawe formacje geologiczne do zbierania materiałów do analizy.

Paleontologia to nauka, która wymaga stałego pogłębiania wiedzy, wysiłku i czasu.

– Tu nie pracuje się od ósmej do piętnastej – mówi z uśmiechem adiunkt Zatoń. Urlopy spędzamy także w terenie, ale nikt z tego powodu nie narzeka, ponieważ robimy to z przyjemnością. To jest wieczne poszukiwanie, ale ta pasja owocuje, jej efektem są między innymi publikacje w prestiżowych światowych czasopismach. Nasza wiedza trafia także do podręczników, z których uczą się nowe pokolenia. To ogromna satysfakcja. Paleontologia polska stoi na wysokim poziomie, nie mamy się czego wstydzić – konkluduje naukowiec.