Inkluzje w bursztynie – poznaj niesamowite znaleziska!

Inkluzje – tak określane są zatopione w bursztynie okazy flory i fauny, która występowała w bursztynowych lasach około 40 mln lat temu. Żywica, która spływała po drzewie lub z niego kapała, wpadała w rośliny, owady i drobne zwierzęta i je zatapiała. Dzięki temu przechowały się one do dziś i są źródłem badań naukowców.

Inkluzje organiczne w bursztynie to skamieniałe organizmy, które zachowały się w kopalnej żywicy (drobne zwierzęta, owady, pajęczaki). Zdarzają się w formie inkluzji inne zwierzęta, ale jest to rzadkością. Organizmy, które wpadały w żywicę, mogły być martwe i żywe. Aby powstała skamieniałość, żywica musi otoczyć cały organizm, jednocześnie odcinając go od tlenu.

Źródłem najstarszych inkluzji organicznych są bursztyny triasowe (pochodzące z najstarszego okresu ery mezozoicznej). Zaś najmłodsze pochodzą z czwartorzędowych kopalni. W szczególności najczęściej spotkanymi inkluzjami organicznymi, zachowanymi do dziś są te zatopione w bursztynie bałtyckim, dominikańskim i libańskim. Są one cennym źródłem badawczym w paleontologii, a przede wszystkim w paleontomologii (zakres rekonstruowania ewolucji owadów i pajęczaków). Ogromne kolekcje inkluzji znajdują się w różnych placówkach naukowych, w tym w muzeach. Sporadycznie inkluzje są również wykorzystywane w jubilerstwie.

Brocken Inaglory / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Bursztyny z Birmy i zawarte w nich bogate inkluzje

W bursztynie z Birmy (pochodzącym sprzed prawie 100 mln lat temu) można znaleźć niezwykłe skarby przyrodnicze – motyle, pająki, jaszczurki, czy też skorpiony. Bursztyn to niezwykle cenny surowiec i twór przyrody. To kopalna żywica drzew iglastych, która przez dziesiątki, czy też setki milionów lat przeszła przez proces modyfikacji w skamieniałość. To, co czyni go jeszcze bardziej wartościowym, są ukrywane przez niego „uwięzione ślady życia sprzed milionów lat”. Dotychczas naukowcy zajmowali się badaniami inkluzji zatopionych w bursztynie bałtyckim. W ostatnich latach jednak, ogromne emocje wśród naukowców wzbudza bursztyn z Birmy, który pochodzi ze środkowej Kredy i ma niemalże 100 mln lat!

Bursztyn birmański, inaczej birmit pochodzi z kraju w Południowo-Wschodniej Azji – Birmy ( jego nazwa zmieniła się i aktualnie brzmi Mjanma). Choć wydobywany był przez wieki, to w ostatnim czasie (lata 30 XX wieku), kopanie tego bursztynu zostały zamknięte, aż do zmiany systemu politycznego w kraju, która nastąpiła w 1999 roku. Od tego roku zaczął być eksportowany na szeroką skalę przez Chiny na rynek europejski i Stany Zjednoczone. Bursztyn jest niezwykle cennym wytworem natury, gdyż jest swoistą pułapką na owady i drobne bezkręgowce, które w innych warunkach nie zachowałyby się do czasów współczesnych. Jak wygląda proces tworzenia się inkluzji? Owady przylepiają się do lepkiej żywicy, która zalewa całą ich powierzchnię, następnie dochodzi do odcięcia dostępu do tlenu i dehydratacja, która prowadzi do jego śmierci. Jedynie pozostaje zewnętrzny pęcherzyk chitynowy, a reszta struktury owadów jest zatapiana w żywicy i zasuszana.

W bursztynie z Birmy występują zazwyczaj zatopione owady i drobne bezkręgowce między innymi mrówki, motyle, chrząszcze. Zdarzają okazy wręcz zaskakujące np. pająki, drobne ptaszniki, skorpiony, nieduże węże, czy pióra dinozaurów, które są prawdziwym zaskoczeniem dla naukowców.

Tingting Yu, Richard Kelly, Lin Mu, Andrew Ross, Jim Kennedy, Pierre Broly, Fangyuan Xia, Haichun Zhang, Bo Wang, and David Dilcher / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

Co o inkluzjach w bursztynie birmańskim mówią naukowcy?

Jedna z ekspertek dr Soczyńska-Maj twierdzi, że „Duże bryłki bursztynu z takimi inkluzjami są obiektami pożądania kolekcjonerów i osiągają zawrotne ceny nawet kilkunastu tysięcy euro. To jest też problem dla nas, naukowców, bo musimy pozyskać takie materiały do badań nierzadko za nie płacąc, więc często są one niestety niedostępne dla badań naukowych”. Niemożliwe dla naukowców jest pozyskanie DNA z takiego okazu, gdyż ulega ono całkowitemu zniszczeniu wraz z wszystkimi jego tkankami. Na podstawie zachowanych inkluzji naukowcy są jedynie w stanie pozyskać informacje na temat świata przyrody z połowy Kredy, szczegółowiej odtworzyć drogę ewolucji niektórych grup organizmów żywych. Te badania mogą pozwolić na interpretację współczesnej fauny w odniesieniu do tej, która żyła w Kredzie (szczególnym okresie dla organizmów żywych). To okres, w którym roślinność zdominowana została przez rośliny okrytonasienne, czyli te które wyparły rośliny nagonasienne. To doprowadziło do bardzo głębokiej przebudowy środowiska przyrodniczego i do zmiany warunków, a w efekcie do ogromnej przebudowy fauny.

Oregon State University / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)

Inkluzje w bursztynie bałtyckim

Inkluzje w jantarze bałtyckim powstały 40 milionów lat temu, kiedy to żywica wyciekała z eoceńskich drzew z żywicą bursztynodajną, oklejając elementy natury – liście, fragmenty kory, a także drobne zwierzęta w tym owady i bezkręgowce. Oprócz inkluzji organicznych, a więc zachowanych sprzed milionów lat (zasuszonych) fragmentów roślin i zwierząt, zachowały się również inkluzje nieorganiczne. Mowa o pęcherzykach powietrza lub pęcherzykach wypełnionych wodą. Sporadycznie zdarzają się bryły bursztynów z inkluzjami piasku i kurzu.

Anders L. Damgaard – www.amber-inclusions.dk – Baltic-amber-beetle / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

W jakiej formie bursztynu bałtyckiego inkluzje występują najczęściej?

Najczęściej fragmenty roślin i zwierząt występują w bryłach bursztynu bałtyckiego w formie sopla lub sklejki. Ma to związek ze ściekaniem ich po zewnętrznej stronie pni drzew, po której przemieszczały się owady i drobne bezkręgowce. Rzadziej występują inkluzje w innych formach brył, które powstają wewnątrz drzewa. Sklejka, tak samo jak sopel powstała w wyniku skupienia się w jednej bryłce wielu warstw wyciekającej żywicy. Jedna bryłka bursztynu może zachować dość dużą ilość inkluzji jednego lub różnych gatunków.

Inkluzje roślinne i zwierzęce

Inkluzje roślinne i zwierzęce przyczyniły się w znacznej mierze do rozpoznania gatunków zwierząt i roślin, które występowały miliony lat temu w bursztynodajnych lasach. Naukowcy rozpoznają rodziny i rzędy zatopionych elementów flory i fauny. Warto wspomnieć o tym, iż udało się zidentyfikować paleobotanikom drzewostan Fennoscandii na podstawie inkluzji. Największe emocje budzą jednak inkluzje zwierzęce. W bryłkach bursztynu zachowało się wiele szczątek żywych organizmów – owadów i drobnych zwierząt żyjących w eoceńskimi lesie bursztynowym. Część z nich to przedstawiciele gatunków wymarłych. To, co niezwykle ważne dla badaczy to fakt, iż zatopione w bursztynie zwierzęta zachowane są w takim samym stanie, w jakim zostały zatopione – nie starzeją się od wielu milionów lat. Umożliwia to przeprowadzanie wnikliwych badań. Inkluzje zwierzęce występujące w bursztynie bałtyckim są częstszym zjawiskiem niż inkluzje roślinne. Można spotkać inkluzje z fragmentarycznie zachowanymi organizmami żywymi np. owadem bez skrzydeł, a także zwierzętami w trakcie jedzenia.

The photographer and www.AntWeb.org / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

V. Kolyada & E. Perkovsky / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Sztuczne inkluzje

Inkluzje cieszą się od wieków ogromną popularnością. Wpłynęło to na powstawanie sztucznych inkluzji z plastiku. Aby odróżnić je od prawdziwych wystarczy jedynie nakłuć ją rozgrzaną igłą. Zapach żywicy świadczy o prawdziwości bursztynu. Zjawisko tworzenia sztucznych bursztynów z inkluzjami staje się powszechne w Chinach.

Najliczniej występująca w bursztynie grupa owadów

Owady występujące najliczniej w bryłach bursztynów to muchówki Diptera. Stanowią one ponad 70% wszystkich zwierzęcych inkluzji. Następną liczną grupą owadów zachowanych w bursztynie (stanowiącą 10 %) stanowią Błonkówki Hymenoptera. Należą do nich licznie występujące w bursztynie mrówki i rzadko pszczoły. Chrząszcze Coleoptera to trzecia pod względem liczności grupa owadów występująca w bursztynach. Najliczniejsze są insekty z rodzin, których larwy żyją pod korą drzew lub żłobią korytarze w drzewach. Kolejne owady, które spotykane są w bursztynie to Skoczoganki Collembola (około 5%), pluskwiaki równoskrzydłe Homoptera (około 5%), w tym mszyce Aphidinea, żyjące i występujące w żywicy w gromadach. Są to kolejne owady, które znaleźć można w bursztynie bałtyckim. Najliczniejsze pajęczaki, które występują w bursztynie, porównywalnie do fauny współczesnej to pajączaki Araneae i roztocze Acarina nieopodal pojedynczych drapieżnych kosarzy Opiliones i zaleszczotków-Pseudoscorpionidae.

Kate Martynova / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Rodzaje pułapek bursztynowych

Można wymienić cztery różne rodzaje pułapek bursztynowych. Są to: pułapka typu lep, pułapka typu lawa, pułapka typu kropla, pułapka typu kałuża.

• Pułapka typu lep– żywica, gdy ściekała z drzewa tworzyła sople i nacieki, do których przylepiały się latające zwierzęta np. muchy, a także obiekty unoszone przez wiatr np. małe pająki, pierwotniaki, pióra ptaków, małe pająki, pierwotniaki),
• Pułapka typu lawa-żywica spływając po pniu zatapiała znajdujące się poniżej przedmioty nieruchome, w tym jaja, czy też poczwarki, a także niewielkie zwierzęta wolno poruszające się np. ślimaki, stonogi, korniki.
• Pułapka typu kropla-spadające krople żywicy zatapiały zwierzęta i rośliny, znajdujące się na liściach i gałęziach poniżej gleby lub na glebie.
• Pułapka typu kałuża-ten typ pułapki powstawał na poziomym podłożu ze spływającej lub kapiącej żywicy. Do tej żywicy wpadały zwierzęta latające, martwe, pełzające, lądujące lub przyklejające się z podmuchu wiatru.

Podział zooinkluzji

Zooinkluzje czyli inkluzje zwierzęce możemy podzielić ze względu na ich wielkość. Są to mikroinkluzje (mniej niż 1 mm), mezoinkluzje (1-5mm), a także makroinkluzje (powyżej 5 mm). Do tych pierwszych zaliczyć można jaja, pierwotniaki, roztocza i elementy większych zwierząt, które są rozpoznawalne za pośrednictwem profesjonalnego i specjalistycznego sprzętu optycznego. Natomiast mezoinkluzje i makroinkluzje to owady latające, które o zmroku tworzą roje, a także lądują na drzewach, by odpocząć. Rzadko, ale zdarzają się inkluzje duże (makroinkluzje) np. ważki albo kręgowce.

AlejandroLinaresGarcia / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Jak wyglądają zooinkluzje?

Zooinkluzje wewnątrz są suche i puste. Wszelkie tkanki zwierząt zatopionych w żywicy wraz z DNA uległy zniszczeniu. Większość mezoinkluzji i makroinkluzji przysłania mleczna otoczka, która tworzona jest z kropelek wody i pęcherzyków gazów, które wydobywają się z inkluzji w trakcie jej zasychania.

Przykłady inkluzji zwierzęcych

• Jaszczurka w bursztynie z Gdańska
  Do nietypowych okazów kręgowca, zatopionych w bursztynie zaliczyć można jaszczurkę z Gdańska. Inkluzja inaczej nazywana jest. „Jaszczurką Gierłowskiej”. Jest to jedyna znajdująca się w Polsce inkluzja jaszczurki. W środku bursztynowej bryłki, która pochodzi sprzed 40 mln lat, znaleziono zmumifikowaną jaszczurkę. Jest to niecodzienne i niezwykłe znalezisko, które odbiło się ogromnym echem na całym świecie. Jest to druga na świecie jaszczurka, która została znaleziona w bursztynie bałtyckim. Pierwszą z nich odnaleziono w 1875 roku. Niesamowitego odkrycia w 1875 roku dokonał Richard Klebs. Bryłka została odnaleziona w 1997 roku na jednej z gdańskich plaży w Gdańsku Stogi. Została ona podarowana Muzeum przez Fundację Bankową imienia Leopolda Kronenberga. Nie tylko jaszczurka zachowała się w bursztynie, ale również inne elementy takie jak włoski dębu i detrytus roślinny. Są to bardzo istotne cechy w procesie identyfikacji inkluzji. Badania wykazały, iż zatopiona w bursztynie jaszczurka jest młoda. Ma ona wiele cech, które przyczyniły się do identyfikacji. Mlecznobiała otoczka jej łapek świadczy o tym, że jest to jaszczurka bałtycka. Jaszczurka po raz pierwszy wystawiona została na międzynarodowym sympozjum „Bursztyn bałtycki i inne żywice kopalne w Gdańsku w 1997 roku.

• Prymitywna pszczoła z pyłkiem sprzed 100 milionów lat zatopiona w bursztynie
  W jednej z kopalni w Majnmie (dawniej Birma) odnaleziono pradawną pszczołę razem z pyłkiem kwiatowym, zatopioną w bursztynie. Pochodzi ona sprzed 100 milionów lat. Zidentyfikowana została przez badacza z Oregon State University, George’a Poinara Jr. W celu pozyskania wiedzy na temat biologii i ekologii odległej przeszłości, dokonał on klasyfikacji owadu, jako przedstawiciela nieznanej do tej pory rodziny, rodzaju i gatunku i nazwał ją Apicula Discoscapa z rodziny Discoscapidae. Jest to pierwszy zapis pradawnego krewniaka współczesnych pszczół, jak również pierwszy zapis pasożytów chrząszcza, które w dalszym ciągu można znaleźć u współczesnych pszczół. Niezwykłe odkrycie rzuca nowe światło na początki życia pszczół, ich ewolucję, a także zróżnicowanie roślin kwitnących. Skamieniała pszczoła wraz z pszczołami współczesnymi mają cechy wspólne takie jak: parę ostróg na tylnej kości piszczelowej, śliwkowe włosy, zaokrąglony płat przedni. Mają również cechy wspólne z osami apoidalnymi – gniazda antenowe ulokowane bardzo nisko, a także sporadycznie występujące cechy żył skrzydłowych. Czym jeszcze wyróżnia się nowoodkryty okaz pradawnego owada zatopionego w bursztynie? Znajdują się na nim ziarnka pyłku, co wskazuje na to, iż pszczoła niewiele wcześniej odwiedziła jeden lub więcej kwiatów. Znalezisko wskazuje na to, że prastarą pszczołę zaatakowało 21 larw pasożytów, które widnieją w tym samym kawałku bursztynu.

Denis J. Brothers / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

• Główka najmniejszego na świecie dinozaura sprzed około 100 mln lat, odkryta w kawałku bursztynu w Myanma (północnej Birmie)
  Okaz pochodzi sprzed 100 mln lat. To bursztyn z zatopioną główkę dinozaura zawierający fragmenty tkanki miękkiej zwierzęcia tj. resztki języka. Nazwano go „Oculudentavis khaungraae”. Jest wielkości najmniejszego ptaka kolibra pszczelego o wadze wynoszącej około 2 gramów. Dzięki komputerowej rekonstrukcji ustalono również jego długość. Długość dinozaura wynosi 5 cm. W żywicy znajdowały się zaskakujące elementy – jaszczurze oczy i 100 ostrych zębów. Akademia Nauk uznała, że odkryty dinozaur może być stworzeniem, który łączy w sobie cechy zarówno gadów, jak i ptaków. Co na to wskazuje? Głównie pierścien wokół oka, który został stworzony z kości podobnych do tych, które posiadają współczesne jaszczurki. Jego kształt zbliżony jest do kształtu sowy, oczy zaś w bardzo niekonwencjonalny sposób wystają z czaszki. Jest to niespotykane u innych zwierząt. Profesor Jingmai O’Connor, paleontolog z Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie ocenia tak to niezwykłe znalezisko: „Uwielbiam sposób, w jaki selekcja naturalna powoduje powstanie tak dziwnych form. Mamy również wielkie szczęście, że ta skamielina przetrwała do odkrycia 99 milionów lat”. Na to, iż dinozaur najprawdopodobniej był drapieżnikiem, świadczy spora liczba zębów w paszczy dinozaura. Badacze uważają, że okaz może mieć wpływa na nowe odkrycia w ewolucji międzygatunkowej, a także procesy miniaturyzacji zwierząt, które zachodzą w zamkniętych środowiskach.

Fot. Profesor Xing Lida/ materiał prasowy/East News

Muzeum Inkluzji w Bursztynie

Muzeum Inkluzji w Bursztynie zostało założone w 1998 roku w Gdańsku. Jest ono integralną częścią pracowni Entomologii Ewolucyjnej i Muzeum Inkluzji w Bursztynie w Katedrze Zoologii Bezkręgowców i Parazytologii na Wydziale Biologii Uniwersytety Gdańskiego. Zainicjowali je naukowcy, z pomocą i zaangażowaniem gdańskich bursztynników. Zależało im na tym, by do Gdańska wróciła przedwojenna tradycja gromadzenia i analizowania przyrodniczych bursztynowych okazów. Ówczesny kierownik katedry prof. dr hab. Ryszard Szadziewski był inicjatorem powołania pracowni. Muzeum Inkluzji w Bursztynie ma niezwykłą misję. Jest to przede wszystkim: gromadzenie i przechowywanie inkluzji, kolekcjonowanie naturalnych form i odmian bursztynu, prowadzenie badań naukowych oraz prowadzenie działalności naukowej.

Źródła:

1. John Pojeta Jr., Dale Springer, Evolution and the Fossil Record Excellent Illustration Geology Paelontology, American Geological Institute, 2001
2. Michael J. Benton, David A. T. Harper, Introduction to Paleobiology and the Fossil Record [1 ed.], Wiley-Blackwell, 2009
3. Henk L.C. Meuzelaar, Johan Haverkamp and Fred D. Hileman (Eds.), Pyrolysis Mass Spectrometry of Recent and Fossil Biomaterials: Compendium and Atlas, Elsevier Science Ltd, 1982
4. A. Hallam (Eds.), Developments in Palaeontology and Stratigraphy 5: Patterns of Evolution as Illustrated by the Fossil Record, Elsevier Science, 1977
5. David J. Bottjer, Walter Etter, James W. Hagadorn, Carol M. Tang, Exceptional Fossil Preservation, Exceptional Fossil Preservation, 2002
6. Thomas N. Taylor, Edith L. Taylor, Michael Krings, Paleobotany: the biology and evolution of fossil plants, Academic Press, 2009
7. Spencer G. Lucas, Chinese Fossil Vertebrates, Columbia University Press, 2001
8. Weitschat, Wichard, Atlas of Plants and Animals in Baltic Amber, Verlag Dr. Friedrich Pfeil, 2002
9. Lidija Bakaric, Borut Kriz, Marin Soufek, Prehistoric amber and glass from Prozor in Lika and Novo mesto in Dolenjska
10. Amber M. VanDerwarker, Tanya M. Peres (auth.), Amber M. VanDerwarker, Tanya M. Peres (eds.), Integrating Zooarchaeology and Paleoethnobotany: A Consideration of Issues, Methods, and Cases [1 ed.], Springer-Verlag New York, 2010
11. Traverse A., Ames H.T., Late Cretaceous and Early Tertiary Spores and Pollen from the U.S.A. and the U.S.S.R, Published at University Park, 1979
12. Lothar A. Beck, Ulrich Joger, Paleontological Collections of Germany, Austria and Switzerland: The History of Life of Fossil Organisms at Museums and Universities [1st ed.], Springer International Publishing, 2018
13. Peter C. Keller Ph.D. (auth.), Gemstones and Their Origins [1 ed.], Springer US, 1990
14. George O. Poinar, Raif Milki, Lebanese Amber: The Oldest Insect Ecosystem in Fossilized Resin, Oregon State University Press, 2001
15. Poinar, G Jr, Coelomycetes in Dominican and Mexican amber, Mycol Res, 2003