Czy dinozaury były gadami, czyli parę słów o systematyce

Pytanie czy dinozaury były gadami spotykam dosyć często, dlatego postanowiłem napisać to wyjaśnienie. Jest to jednak tak po prawdzie tylko pretekst, aby napisać parę słów o sensie, sposobach i niejako filozofii klasyfikacji istot żywych. Wyszło dłużej niż myślałem (spróbowałem podzielić całość na mniejsze fragmenty), ale mam nadzieję, że mój przekaz będzie dosyć jasny.

I

Ludzie lubią dzielić różne rzeczy czy zjawiska na odrębne kategorie. Dotyczy to także świata ożywionego. Przynajmniej od tak dawna, jak długo posługujemy się mową, ludzie dzielili zwierzęta na różne rodzaje. Dlatego mamy w naszych językach słowa na określenie ptaków, gadów/płazów, ryb, robaków itp.

Niektóre takie słowa mają raczej nowożytne pochodzenie. Podejrzewam, że takim słowem jest ssak, dlatego nie wymieniłem go wyżej. Pozostałe mają jednak raczej dawne pochodzenie, więc wymienienie ich na tej liście wydaje się w miarę bezpieczne. Tak czy siak chodzi mi tylko o zilustrowanie pewnego zjawiska.

Podziałów tych dokonywano na podstawie ogólnych podobieństw. Były one jednak niezbyt rygorystyczne – niektórzy do ryb zaliczali przykładowo wieloryby (co zdaje się czasem pokutować aż do dzisiaj), a w Biblii można znaleźć fragment zaliczający nietoperze do ptaków.

Nie jest to wcale głupie, jak można by sądzić – w każdym bądź razie jeśli uznamy to, że Biblia pisana była po prostu przez ludzi. Jeśli jednak ktoś wzorem biblijnych fundamentalistów wierzy w nieomylność Biblii, to staje się to po prostu śmieszne.

II

Próby usystematyzowania takich podziałów pojawiły się stopniowo wraz z rozwojem nauki oraz z odkrywaniem i nazywaniem nowo odkrytych gatunków. Pierwszym uczonym, który dokonał klasyfikacji „całej” przyrody ożywionej był nie kto inny jak Karol Linneusz. Chociaż zaznaczyć tu trzeba, że nie był on pierwszym, który próbował swoich sił w tej dziedzinie.

Tutaj wstawić chcę małą dygresję. Aby zrozumieć to, co chcę przekazać, należy uświadomić sobie pewną rzecz. Wszelkie kategorie, które tworzymy, wraz z ich nazwami, są tworzone przez nas. Są przez nas wymyślane i przez nas stosowane. Są tworami sztucznymi.

Oczywiście prawdą jest, że tworząc te kategorie staramy się to robić w sposób mniej lub bardziej uzasadniony, oparty na rzeczywistości (naturalny, że tak powiem). Nie zmienia to jednak faktu, że to my je wymyślamy.

Mając to na uwadze powróćmy do Linneusza. Jak już wspomniałem, jako pierwszy stworzył on tak bardzo rozległą klasyfikację świata ożywionego. Ale jego klasyfikacja różniła się znacząco od tego, czego my uczyliśmy się w szkole.

Klasyfikacja zwierząt wg. Karola Linneusza (1735).
Autor: Karol Linneusz, zeskanowane przez użytkownika Fastfission.
Źródło: Wikipedia. Public Domain.

My uczyliśmy się o wielu różnych gromadach zwierząt, w tym o gromadach kręgowców: ssakach, ptakach, gadach, płazach i rybach. Linneusz wyróżniał tylko 6 gromad zwierząt, w tym aż 4 gromady kręgowców: ssaki, ptaki, płazy i ryby. Sic - w jego podziale nie ma miejsca dla gadów! To co my nazywamy potocznie gadami, w jego klasyfikacji zostało przemieszane z płazami (a nawet rybami!) i zaliczone na podstawie ogólnych podobieństw do różnych rzędów należących do tej właśnie gromady.

Jako ciekawostkę chciałbym tutaj wspomnieć jeszcze o gromadzie robaków. Robaki, niekoniecznie w randze gromady, przez dziesięciolecia jeszcze używane były jako swego rodzaju grupa zbiorcza dla „mało ciekawych” a więc kiepsko zbadanych stworzeń o „robakowatym” planie budowy. Ten mały fakt doskonale wpisuje się w to wszystko, o czym chcę powiedzieć.

Klasyfikacja Linneusza wzorowana była na organizacji rzymskich legionów i w zamyśle autora miała być próbą odwzorowania myśli stwórcy, który wg takiego uporządkowanego planu miał stwarzać świat. Dlatego chociaż nazywała się „Systema Naturae”, nie była zbytnio naturalna.

III

Z czasem wraz z rozwojem biologii, z odkryciem i opisaniem zjawiska ewolucji zaczęto sobie zdawać sprawę z tego, że podobieństwa na podstawie których klasyfikowano zwierzęta (i nie tylko) wynikają ze wspólnego pochodzenia danych gatunków (i w konsekwencji całych grup zwierząt).

Zaczęto więc dążyć do tego, aby klasyfikacja gatunków była jak najbardziej zgodna z ich filogenezą. Z czasem jednak pojawiły się głosy, że być może jest to niemożliwe. W klasyfikacji klasycznej każdy takson ma pewną rangę. Te rangi są tak po prawdzie ustalane przez nas w sposób arbitralny (p. wyżej moja dygresja). Natomiast drzewo ewolucyjne – jako struktura drzewiasta – ma pewne węzły i można w nim zdefiniować dobrze taksony, ale nie posiadają one w żaden naturalny sposób żadnej rangi.

W 1950 r. Willi Hennig stworzył więc klasyfikację opartą tylko i wyłącznie na pokrewieństwie ewolucyjnym. Mówię tu o kladystyce. W kladystyce dobrze zdefiniowany takson zawiera wspólnego przodka i wszystkie pochodzące od niego gatunki (taki takson nazywamy monofiletycznym lub po prostu kladem).

Oczywiście można też stworzyć źle zdefiniowane taksony. Przykładowo można stworzyć takson zawierający stworzenia latające: owady, ptaki, nietoperze. Będzie to kiepski takson, ponieważ nie wszyscy potomkowie wspólnego przodka tych stworzeń zostaną do niego zaliczeni:

+-+-+-owady           <--,
| | `-pajęczaki          |
| `-+-pierścienice       |
|   `-mięczaki           |
`-ryby                   |
   `-owodniowce          |
      |-ptaki         <--+- stworzenia latające
      `-ssaki            |
         |-naczelne      |
         `-nietoperze <--'

IV

I tu zaczynamy powoli dochodzić do odpowiedzi na tytułowe pytanie. Ze szkoły pamiętamy, że do gadów zaliczają się (wybiorę dla przejrzystości 3 taksony) żółwie, krokodyle i łuskonośne (jaszczurki i węże). Oto, jak będzie wyglądał kladogram gadów:

owodniowce
 |-synapsydy (gady ssakokształtne)  <-- ?
 |  `-ssaki
 `-+-żółwie                         <--,
   |-łuskonośne (jaszczurki i węże) <--+- gady
   `-archozaury                        |
      |-krokodyle                   <--'
      `-+-pterozaury                <-- ?
        `-dinozaury                 <-- ?
           `-ptaki

Widzimy, że do gadów nie zalicza się wielu ich potomków. Jest to tak zwany takson parafiletyczny. Dlatego gady nie są już poprawną jednostką taksonomiczną. Są tylko potoczną - tudzież przestarzałą - nazwą (podobnie jak „robaki”).

Widać też, że w takiej sytuacji zakwalifikowanie bądź nie dinozaurów do gadów nie wynika w żaden naturalny sposób z ich pokrewieństwa z innym zwierzętami.

No dobrze – ale dlaczego by nie nazwać w takim bądź razie gadami wszystkich potomków wspólnego przodka żółwi, krokodyli i łuskonośnych? Można, czemu nie – tak zdefiniowany będzie to dobry takson, co więcej widzimy wtedy, że do tego taksonu zaliczają się w naturalny sposób dinozaury (chociaż już nie gady ssakokształtne, ale na razie może zostawmy je w spokoju).

Chcę zaznaczyć, że są naukowcy, którzy tak robią, ale przy takim podejściu pojawia się szereg problemów, które sprawiają, że wg mnie (i innych) używanie tej nazwy i takiego taksonu staje się mocno niewygodne:

Po pierwsze, do gadów zostaną zaliczone ptaki, czyli zwierzęta, które nikt z nas normalnie za gady by nie uznał. Dodatkowo w klasycznej klasyfikacji ptaki mają taką samą rangę co gady!

Podobny problem jak przy zaliczaniu dinozaurów do gadów występuje przy próbie odpowiedzi na pytanie, czy ptaki to dinozaury. Dinozaury w przeciwieństwie do gadów były jednak względnie dobrze zdefiniowanym taksonem (w klasycznej klasyfikacji), dlatego rozszerzenie tej nazwy na cały klad nie stanowiło aż tak wielkiego problemu – szczególnie, że ptaki są bardzo podobne do niektórych dinozaurów. I dzisiaj chyba też już wszyscy przyzwyczaili się do tego, że ptaki to dinozaury .

Poza tym (żyjące) gady zostały pogrupowane razem w ten sposób dlatego, ponieważ wydawało się to słuszne biorąc pod uwagę ich wzajemne podobieństwa. Podobieństwa jak już dzisiaj wiemy powierzchowne. Pod względem anatomicznym i fizjologicznym krokodyle są o wiele bardziej podobne do ptaków, z którymi są też bliżej spokrewnione, niż do jaszczurek, do których są bardziej podobne z wyglądu.

Dodatkowo nazwa gady jednoznacznie kojarzy się ze starą klasyfikacją i jej stosowanie w kladystyce byłoby bardzo mylące.

No i na koniec najważniejsze: po zastosowaniu takiego zabiegu dinozaury nie staną się gadami – zostaną tylko do nich zaliczone!

V

I to powinno być odpowiedzią na tytułowe pytanie. Dinozaury możemy zaliczyć bądź nie do gadów, wedle naszego lepiej lub gorzej uzasadnionego uznania. Ale dinozaury nie będą gadami, ponieważ gady to nazwa przez nas wymyślona dla zwierząt przez nas razem pogrupowanych wg pewnych podobieństw. Pogrupowanych w dodatku niezbyt prawidłowo.

Jeśli ktoś zadając to pytanie ma na myśli właśnie owe podobieństwa, to odpowiedź brzmi kategorycznie nie. Dinozaury nie są gadami, ponieważ nie są (zbyt mocno) podobne do innych gadów. Nawet same gady nie są (zbyt mocno) podobne do innych gadów! No chyba że naprawdę mocno będziemy je chcieli za gady uznać, ale jak cały czas powtarzam, będzie to wtedy po prostu nasz arbitralny wybór.

Fizjologia dinozaurów bardziej zaś przypomina tę ptasią czy nawet ssaczą. Więc jeśliby ktoś chciał na takiej podstawie gdzieś zakwalifikować te zwierzęta, moja sugestia byłaby, aby zakwalifikować je po prostu jako dinozaury – jako odrębną grupę o tej samej randze co ryby, płazy, gady, ptaki i ssaki. Oczywiście takie postępowanie byłoby mocno wybiórcze: jest wiele innych grup stworzeń, których nie da się łatwo zakwalifikować do tradycyjnych gromad. Ale jeśli ktoś koniecznie już musi gdzieś umieścić te zwierzęta na znanej sobie mapie stworzenia, to taka decyzja wydaje mi się najlepszym rozwiązaniem.

Jeśli natomiast kogoś interesuje pokrewieństwo dinozaurów z innymi zwierzętami, to proponuję porzucić całkowicie stary sposób myślenia i przyswoić sobie ewolucyjne, kladystyczne podejście do tego tematu .

czworonogi (tetrapoda)
 |-płazy
 `-owodniowce (amniota)
    |-synapsydy
    |  `-ssaki
    `-zauropsydy
       |-żółwie
       `-diapsydy
          |-łuskonośne
          `-archozaury
             |-crurotarsi
             |  `-krokodyle
             `-ornithodira/avemetatarsalia
                |-pterozaury
                `-dinozaury
                   `-ptaki

Przykładowy kladogram wszystkich czworonogów, w tym interesujących nas dinozaurów. Należy zwrócić uwagę, że przy konstrukcji kladogramów możemy dowolnie wybrać sobie taksony, które chcemy na nim umieścić – dlatego dla przejrzystości ominąłem sporo mało znanych taksonów. Ważne jest tylko, aby ich poszczególne pokrewieństwa były zaznaczone prawidłowo.

Kolejna ważna rzecz, którą trzeba mieć na uwadze przyswajając taki kladogram jest fakt, że w niektórych przypadkach wciąż trwają debaty nad pokrewieństwem pewnych grup. Przykładowo są kladogramy które nazwą crurotarsi mianują takson nadrzędny do archozaurów, albo wcale nie używają tej nazwy. Dodatkowo, co zaznaczyłem na ilustracji, istnieją różne nazewnictwa tych samych kladów (ornithodira / avemetatarsalia).

* * *

Polecane linki:

• Karol Linneusz
• Taksonomia Linneusza
• Willi Hennig
• Kladystyka
• Fizjologia dinozaurów

Przy próbie zrozumienia tematu klasyfikacji istot żywych dużą pomocą była dla mnie książka nieżyjącego już profesora Adama Urbanka „Jedno istnieje tylko zwierzę... Myśli przewodnie biologii porównawczej.” Książka jest o historii rozwoju systematyki, ale znajdziemy tam też dużo informacji o anatomii porównawczej, o ewolucji – o rozwoju tej teorii i rozwoju koncepcji dotyczących przebiegu ewolucji zwierząt, o rozwoju osobniczym (evo-devo) oraz liczne notki biograficzne dotycząca życia wielkich naukowców.

Książkę czyta się świetnie a informacje w niej przedstawione zostały w sposób jasny, dlatego mogę ją polecić każdemu (chociaż ja posiadam wydanie pierwsze, które zawiera liczne literówki i inne błędy tego rodzaju, mam nadzieję usunięte w późniejszych wydaniach, jeśli się takie ukazały).