Laserowe skanowanie Archeopteryxa

Niedawno miałem okazję odwiedzić Natural History Museum (NHM) w Londynie – gdzie mają oryginalne skamieniałości pierwszego okazu archeopteryksa znalezionego w 1861  r. (przed okazem berlińskim). Też jest piękny, pokazując odciski skamieniałości po obu stronach rozłupanej na dwoje skały wapiennej, w której się znajdował.

Można wyraźnie zobaczyć odciski piór otaczające to, co na pierwszy rzut oka wygląda jak mały dinozaur teropod. Bliższe przyjrzenie się jednak ujawnia również ptakopodobne cechy, ale zachowane są takie rzeczy jak zęby i długi, kościsty ogon, nie widziany u ptaków. Znowu – dramatyczna przejściowa skamieniałość, wyraźnie wiążąca ptaki z tym, co obecnie nazywa się nie-ptasimi dinozaurami (bo ptaki są dinozaurami).

Kreacjoniści długo próbowali argumentować, że archeopteryks nie jest przejściowy, a tylko jest dziwacznym ptakiem, ale dowody są niezaprzeczalne. Jest tak bliski cechom połowy drogi między chodzącymi teropodami a nowoczesnymi ptakami, jak to możliwe. Ale archeopteryks nie jest z prostej linii ptaków. Jest poboczną gałęzią z okresu, kiedy małe upierzone dinozaury podlegały radiacji adaptacyjnej i tylko jedna z gałęzi doprowadziła do nowoczesnych ptaków. Tak jednak zawsze było i to nie zmniejsza przejściowego znaczenia tego gatunku. W ostatnich dziesięcioleciach odkryto również szereg opierzonych dinozaurów pokazując wiele ewolucyjnych szlaków między teropodami i ptakami.

Kilku kreacjonistów uciekło się więc do innej taktyki – twierdzą, że ten okaz jest fałszerstwem. Astronom Fred Hoyle argumentował, że londyński okaz jest oszustwem i w 1986 roku nawet opublikował całą książkę starając się to udowodnić. Stało się to kolejnym przykładem, dlaczego naukowcy nie powinni tak śmiało wykraczać poza dziedzinę swojej specjalności. Był to także wyjątkowo niefortunnie wybrany moment – tuż przed falą odkryć opierzonych dinozaurów, włącznie z kolejnymi okazami archeopteryksa.   

Kreacjoniści wskazują także na ”człowieka z Piltdown” jako na przykład fałszerstwa i używają go, by jakoś podbudować argument, że każda inna skamieniałość ze szczególnie przekonującymi dowodami na rozgałęziające się pochodzenie ewolucyjne jest także fałszerstwem. Ten przykład jest jednak samobójczym strzałem.

”Człowieka z Piltdown” kwestionowano jako możliwy błąd (jeśli nie fałszerstwo), kiedy został odkryty. Osobliwością było to, że wszystkie części kostne, które łączyłyby podobną do ludzkiej czaszkę z podobną do małpy żuchwą, były zniszczone. Ponadto „człowiek z  Piltdown” odstawał coraz bardziej od innych ludzkich skamieniałości, ponieważ opierał się na fałszywym założeniu o drodze ewolucji człowieka. W końcu biolodzy ewolucyjni przyjrzeli się bliżej rzeczywistym kościom (zamiast tylko odlewom), a kiedy to zrobili, z łatwością potwierdzili, że była to mistyfikacja.

Okazy archeopteryksa bardzo się od tego różnią. Po pierwsze – potwierdzają siebie wzajemnie. „Człowiek z Piltdown” był wyjątkiem (jeśli traktujesz Piltdown I i II jako jeden zbiór, oba znalezione przez tę samą osobę, Dawsona, mniej więcej w tym samym czasie i miejscu). Żadne późniejsze znalezisko nie wykazuje tych samych cech co „człowiek z Piltdown”.

W odróżnieniu od tego okaz londyński uzyskał później potwierdzenie okazem berlińskim. Obecnie jest 12 różnych okazów archeopteryksa (chociaż jeden jest prawdopodobnie blisko spokrewnionego gatunku). Wszystkie pochodzą z czasu górnej jury. Ponadto większy obraz ewolucji został potwierdzony przez wiele okazów opierzonych dinozaurów z tego samego okresu, pokazujących różne etapy ewolucji piór i ptaków. Potwierdzający jest sam fakt, że dinozaury teropody okazały się opierzone. To wszystko jest przeciwieństwem tego  co zdarzyło się z Piltdown.

Co więcej, w miarę rozwoju nowych technik wykazano, że okaz z Piltdown był fałszerstwem. Niedawna analiza kości, włącznie z analizą DNA i staranną analizą morfologiczną, pokazała, że małpie kości pochodziły od jednego orangutana, zaś ludzkie kości od dwóch lub więcej osobników. Ponadto szczegóły fałszerstwa pokazują, że fałszerz używał jednolitej techniki, to znaczy, że prawdopodobnie był tylko jeden fałszerz, którego umiejętności odpowiadają umiejętnościom Dawsona (który niemal z pewnością był tym fałszerzem).

Szerszą kwestią jest to, że fałszerze tworzący fizyczne dowody, takie jak skamieniałości, w żaden sposób nie mogą brać pod uwagę przyszłego rozwoju technologicznego. Dawson nie był w stanie wyobrazić sobie naszych umiejętności wydobywania maleńkich ilości DNA z bardzo starych kości.

Podobnie, żaden rzekomy fałszerz nie mógł w 1861 roku przewidzieć nowoczesnych technik analizowania skamieniałości. Kiedy Hoyle wysunął swoje skandaliczne oskarżenie w 1985 r., badacze z NHM ponownie przebadali okaz. Stwierdzili:

Badanie mikroskopowe pokazało, że cienkie rysy w piórach, niewidoczne na obrazach SLR, można dopasować do dolnej i górnej części. Również rozgałęzianie się kryształów manganu biegnie przez skałę.

Dwie połowy skamieniałości pasują do siebie, włącznie z cienkimi rysami w odciskach piór. Tego nie dałoby się sfałszować dzisiaj, nie mówiąc już o roku 1861 przed powstaniem nowoczesnych mikroskopów. Dziewiętnastowiecznemu fałszerzowi nie przyszłoby nawet do głowy, że musi fałszować swoje dzieło na poziomie mikroskopowym. Hoyle powinien był trzymać się astronomii, bo obecnie jego dziedzictwo obejmuje wstydliwą pseudonaukę.  

Niedawno badacze z NHM wykonali analizę przy pomocy jeszcze nowocześniejszej techniki. Wykonali laserowe skanowanie okazu, tworząc niezwykle szczegółową, cyfrową kopię, którą można badać i manipulować w sposób niemożliwy do zrobienia z kawałkiem skały.  

Konkretnie, wzięli dwie połowy skamieniałości i cyfrowo połączyli je. Odkryli, że pasują do siebie doskonale. To jest poziom precyzji, jakiego nie daje się sfałszować.  

Jedynym rozsądnym wnioskiem w oparciu o te dowody jest, że różne okazy archeopteryksa są autentyczne. To znaczy, że istniały na wpół ptaki, na wpół teropody, latające pod koniec jury. Nie potrafię w wystarczającym stopniu podkreślić, jak wspaniały jest to dowód na wspólne pochodzenie. Kreacjonistom pozostaje tylko bezmyślne zaprzeczanie.  

Badacze NHM planują laserowe skanowanie wszystkich swoich najcenniejszych skamieniałości i prawdopodobnie tej techniki będzie się używać szerzej w paleontologii. Właściwie w niektórych muzeach już można zobaczyć pokazy wirtualnej rzeczywistości, choć na razie są ograniczone. Mam nadzieję, że za kilka lat każdy z dobrym wyposażeniem do oglądania wirtualnej rzeczywistości będzie mógł z wielkimi szczegółami podziwiać wystawy w muzeach. Ja nadal wolę oglądanie rzeczywistych okazów, ale ogląd w wirtualnej rzeczywistości jest lepszy niż żaden i widzę w tym wiele korzyści.

Po pierwsze – możesz spędzić z każdym okazem tyle czasu, ile chcesz, bez czekania w kolejce lub zatrzymywania innych. Po drugie, możesz manipulować okazem – przybliżać go, obracać, bawić się nim. Animacja pokazuje, jak kości pasują do siebie, wypełnia brakujące miejsca i dostarcza innej informacji edukacyjnej. Laserowe skany wysokiej rozdzielczości mogą być używane nie tylko przez turystów, ale przez naukowców dokonujących poważnej analizy anatomicznej. Mogą być także używane jako podstawa do drukowania 3D, jeśli chcesz skopiować okaz.

Technologia laserowego skanowania jest dobra do wielu innych rzeczy niż tylko udowodnienie, że skamieniałości nie są fałszywkami – ale to jest miła korzyść uboczna.

Laser Scanning Archaeopteryx

26 października 2018

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska