Strona używa plików cookies więcej

Wydarzenia

Zamek w Olsztynie odkrywa swoje tajemnice

Szczątki zwierząt z odległych okresów epoki lodowcowej, holocenu i z czasów funkcjonowania zamku, a także nieznaną jaskinię, odkryli naukowcy pod zamkiem w Olsztynie na terenie Jury Krakowsko-Częstochowskiej. Nad przebiegiem prac czuwał profesor Krzysztof Stefaniak z Zakładu Paleozoologii Uniwersytetu Wrocławskiego.

Zamek w Olsztynie jest jednym z największych pod względem powierzchni i najbardziej efektownym reliktem obronnym Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej. Jego malownicze ruiny górują nad okolicą. Od trzech lat prowadzone są tutaj prace archeologiczno-paleontologiczne i rekonstrukcyjne, zakładające m.in. udostępnienie nowych części zamku szerszej publiczności oraz zrekonstruowanie baszty studziennej.

Zamek na skale i jaskini

– Naukowcy próbowali zbadać tajemnice zamku już na przełomie lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych. Średniowieczni budowniczowie wkomponowali basztę w jaskinię. To stanowisko nazywa się Jaskinią Zamkową Dolną. Nad nami znajduje się jeszcze Jaskinia Zamkowa Górna – dotychczas nieprzebadana – wyjaśnia profesor Krzysztof Stefaniak, paleozoolog z Uniwersytetu Wrocławskiego i dodaje, że archeologów i paleontologów zaskoczył fakt, że poza wydobyciem artefaktów średniowiecznych, odkryto kilka serii osadów, które zawierały szczątki kostne zwierząt ssaków lądowych z okresu neogenu i czwartorzędu. Najstarsze szczątki, głównie drobnych ssaków i innych kręgowców pochodziły z dolnego pliocenu, czyli sprzed około 4 milionów lat. Wydobyto również szczątki, pochodzące ze środkowego pliocenu, czyli sprzed około 3 milionów lat, następnie z chłodniejszego okresu dolnego plejstocenu. Pojawiły się także nieliczne szczątki środkowo plejstoceńskie. Na tym wszystkim leżały osady, pochodzące z górnego plejstocenu, w którym zawarte były szczątki dużych ssaków, takich jak lew jaskiniowy, niedźwiedź, hiena, szczątki ssaków drapieżnych (wilki, drobne psowate), ale także szczątki ssaków kopytnych (m.in. renifer). Tym znaleziskom towarzyszyły również artefakty człowieka neandertalskiego.

Opisane warstwy były przykryte osadami holoceńskimi, zwierającymi szczątki fauny, towarzyszącej człowiekowi na zamku, czyli zwierząt udomowionych i zwierząt dzikich. Te znaleziska były związane już z samym funkcjonowaniem zamku.

Rozpoczęte trzy lata temu badania miały zweryfikować wyniki tych przeprowadzonych wcześniej i planowano je tylko na jeden sezon. Okazało się jednak, że naukowcy natrafili na nowe, nieznane wcześniej osady z bardzo ciekawą fauną i postanowili je dalej eksplorować.

Zmiany klimatu zapisane w kościach

W jaki sposób zwierzęta, a raczej ich szczątki kostne trafiły do osadów jaskiniowych?

– Mamy szczątki zwierząt, które zamieszkiwały jaskinie np. nietoperzy, czy też niedźwiedzi jaskiniowych. Także niektóre ssaki drapieżne, np. lew jaskiniowy, łasicowate i psowate wykorzystywały jaskinię jako schronienie i ich szczątki też znajdujemy. Kolejną kategorią są szczątki ofiar zwierząt drapieżnych czy też człowieka. Znaleźliśmy paliczek, w którym mamy otwór, zrobiony przypuszczalnie za pomocą kła jakiegoś zwierzęcia drapieżnego i który jeszcze nosi ślady działania soków żołądkowych, czyli drapieżnik go połknął i soki żołądkowe spowodowały jego nadtrawienie. Następną grupą są szczątki głównie drobnych ssaków, czy też drobnych kręgowców: ryb, płazów, gadów i bardzo dużo ptaków, które były ofiarami ssaków czy też ptaków drapieżnych. Teraz też widzimy, że wokół zamku latają pustułki i pewnie w okresie plejstocenu czy w okresie holocenu zamieszkiwały tutaj czy to dzienne drapieżniki czy nocne sowy i ich wypluwki trafiały do osadu i to co widać na sitach – to liczne szczątki drobnych kręgowców – to są szczątki ich ofiar – tłumaczy profesor Stefaniak.

Tegoroczne wykopaliska zaowocowały niezwykłymi dla paleozoologów odkryciami. – Udało się nam pozyskać zęby konia plejstoceńskiego, poroże i zęby reniferów, pazur, kości i zęby niedźwiedzia jaskiniowego i brunatnego, ale też trochę artefaktów krzemiennych z okresu paleolitu – mówi dr Urszula Ratajczak z Zakładu Paleozoologii Uniwersytetu Wrocławskiego.

Na zamku prowadzone są również badania archeologiczne pod kątem czasów średniowiecznych i nowożytnych. – Na podstawie kości z tego okresu będziemy starali się określić co ludzie jedli w okresie średniowiecza, czy też w późniejszym okresie funkcjonowania zamku. Wydobyliśmy dużo szczątków koni, bydła, owiec i kóz, ptaków i ryb co pozwala zakładać, że dieta mieszkańców zamku była zróżnicowana. Co ciekawe mamy także liczne kości psów. Jesteśmy w trakcie badania materiału – mówi profesor Stefaniak.

Wszystkie szczątki, zwłaszcza drobnych kręgowców i ssaków posłużą naukowcom do określenia zmian klimatycznych. – Jak wiemy klimat Ziemi zmieniał się. Były zarówno okresy, kiedy był cieplejszy, ale w okresach zlodowaceń klimat był bardzo zimny – była tutaj stepotundra, tzw. step mamuci, na którym żyły wielkie ssaki plejstoceńskie, stąd mamy z tego miejsca szczątki żubra pierwotnego. Zestaw fauny jest zatem dość imponujący. Większość tych dużych ssaków biolodzy określają terminem zwierzęta eurotopowe, które mogą żyć w różnych warunkach środowiskowych. Dla nas bardzo ważnym wskaźnikiem są drobne kręgowce, szczególnie gryzonie, które żyją w określonym typie środowiska. Oczywiście są gryzonie eurotopowe, ale są też takie grupy jak lemingi, które żyją w okresach chłodnych, są grupy jak popielice, które są wskaźnikami istnienia ciepłolubnych lasów i mamy nadzieję, że takie bogactwo szczątków ssaków czy ptaków pozwoli nam odpowiedzieć na pytanie, jak zmieniał się klimat dawniej, w kontekście tych zmian klimatycznych, które zachodzą obecnie – podsumowuje profesor Stefaniak.

Ślady neandertalczyka i kolejna jaskina

Przez kilka lat eksploracji jaskini dolnej zamku w Olsztynie naukowcy wydobyli znaleziska ze środkowego paleolitu, czyli okresu, kiedy na tych ziemiach żyli neandertalczycy. Za zwierzyną przybyli tutaj również przedstawiciele kultury magdaleńskiej i z tego okresu pochodzą znalezione tutaj poroża reniferów i kości zwierząt kopytnych oraz krzemyki. Niestety nie zachowała się pierwotna warstwa humusu sprzed czasów zamku.

– Znajdujemy również ceramikę kultury łużyckiej, krzemyki mezolityczne i oczywiście mnóstwo śladów działalności ludzi średniowiecza w postaci ceramiki, różnych wyrobów metalowych, a nawet znalezione w ubiegłym sezonie badawczym kostki do gry, które można używać nawet dzisiaj. Zostały znalezione w samym środku zasypiska pieca. Żartowaliśmy nawet, że ktoś chciał zerwać z hazardem i wrzucił kości do pieca – mówi dr Mikołaj Urbanowski, archeolog z Fundacji Przyroda i Człowiek. Dodaje również, że naukowcy wykopali rzecz niezwykłą – pochodzący ze średniowiecza ornamentowy kafel płytowy z wyobrażeniem konnego rycerza – sokolnika podczas polowania z psami.

Eksploracja doprowadziła badaczy do kolejnego odkrycia – poniżej badanej głównej jaskini, natrafili na szczelinę, która okazała się kolejną dużą jaskinią. Na obecnym etapie eksploracji nie są jednak w stanie oszacować jej pełnych rozmiarów oraz wieku wszystkich osadów.

Czy jaskiń może być więcej? Jest to możliwe, a świadczą o tym wyniki badań elektrooporowych profesora Marka Kasprzaka z Instytutu Geografii i Rozwoju Regionalnego UWr, które ujawniły jej istnienie, są podejrzenia co do obecności kolejnych jaskiń.

Czy uda się wskrzesić wymarłe gatunki?

Materiał uzyskany w trakcie wykopalisk poddawany jest wielu badaniom i analizom. Najbardziej intrygująca jest analiza kopalnego DNA, którą zajmuje się profesor Paweł Mackiewicz z Zakładu Bioinformatyki i Genomiki Wydziału Biotechnologii UWr.

– Tradycyjna paleontologia opera się na analizie kopalnych szczątków. Jednak obecnie rozwinęły się techniki molekularne, dzięki którym można wyizolować materiał genetyczny z kości i badać DNA wymarłych zwierząt, czyli kopalny DNA. Może on dostarczyć więcej informacji niż dotychczasowe badania morfologiczne szczątków – wyjaśnia profesor Mackiewicz.

Jak wygląda takie badanie? Najpierw należy pobrać próbkę, którą najlepiej uzyskać bezpośrednio w terenie, gdzie znaleziono np. kość, ponieważ wtedy niebezpieczeństwo jej zanieczyszczenia będzie najmniejsze. Następnie izoluje się z niej DNA w odpowiednich laboratoriach posiadających śluzy, filtry i lampy ultrafioletowe. Takie warunki muszą być spełnione, ponieważ trzeba wyeliminować wszelkie czynniki mogące zanieczyszczać badany okaz. Próbki mogą być zanieczyszczone różnymi bakteriami, grzybami, a także DNA samego badacza.

– Z pobranego materiału wyekstrahowany DNA powiela się przy pomocy reakcji PCR, czyli zwielokrotnia się ilość zawartego DNA, a następnie się go sekwencjonuje, czyli odczytuje kolejność poszczególnych nukleotydów. W związku z tym, że kopalny DNA jest pofragmentowany i jest go mało to mogą być problemy z jego namnożeniem. Zamiast niego, lepiej może namnożyć się współczesny materiał genetyczny, jeśli próbka będzie nim zanieczyszczona. W przypadku, gdy naukowiec bada materiał pochodzenia ludzkiego, to sprawdza się dodatkowo, czy otrzymane DNA jest identyczne z DNA badacza. Uzyskane sekwencje porównuje się ze współczesnymi i tworzy drzewa filogenetyczne.

Problem jest również z degradacją takiego DNA. Im starsza próbka, tym ilość DNA jest mniejsza. Najlepiej DNA zachowuje się w niskich temperaturach, bez dostępu wody, w wysoko zasolonym środowisku, stąd tak dobrym źródłem są właśnie jaskinie – opisuje profesor Mackiewicz.

W przypadku wymarłych zwierząt można badać konkretny gen markerowy albo nawet całe genomy, jeśli DNA jest dobrze zachowany. Czy zatem możliwa jest filmowa wizja powołania na nowo do życia dinozaurów lub choćby zwierząt plejstoceńskich?  Profesor Paweł Mackiewicz: – Gdyby z kości dinozaura udało się uzyskać kompletny genom i gdybyśmy poznali jego sekwencję, czy też innego wymarłego gatunku, który jest słabo spokrewniony ze współczesnymi, to i tak nie można byłoby go łatwo sklonować, ponieważ nie wystarczy wprowadzić taki materiał genetyczny do dowolnej komórki jajowej, która miałaby się stać zygotą i zacząć się dzielić. Nawet gdybyśmy mieli taką zygotę np. od słonia indyjskiego najbliżej spokrewnionego z mamutem i podmienili w niej jądro komórkowe materiałem genetycznym z mamuta, to i tak zostałby problem, żeby tą informację genetyczną uruchomić. Geny muszą być uruchamiane w odpowiedniej kolejności. Dzieje się to przy pomocy odpowiednich białek, które tkwią w cytoplazmie komórki. A zatem białka w tej zygocie musiałyby być takie jak u mamuta, ponieważ białka pochodzące od współczesnego słonia mogłyby nie rozpoznać mamuciej sekwencji DNA i uruchomić ekspresji genów mamuta. Taka komórka mogłaby się nie podzielić i nie wytworzyć mamuciątka. Nawet, gdybyśmy mieli te wszystkie białka, to muszą one pojawić się w odpowiednim stężeniu i zadziałać w odpowiedniej kolejności. Przywrócenie do życia mamuta lub innego prehistorycznego zwierzęcia pozostaje na razie w obszarze science fiction. Jedyne co można wykonywać, to podmieniać poszczególne współczesne geny tymi od wymarłych gatunków. Jednak nie wszystkie mogą poprawnie funkcjonować w kontekście współczesnych genów, ponieważ genom ewoluuje jako całość i wszystko musi być do siebie dobrze dopasowane.

Badania kopalnego DNA otwierają okno przeszłości. Dzięki nim naukowcom udaje się odtworzyć relacje filogenetyczne między gatunkami, określić jak są spokrewnione i jakie jest ich pochodzenie, można badać zmienność i liczebność populacji, rekonstruować dawne cząsteczki białkowe oraz wnioskować o tym, jak dawne organizmy wyglądały i funkcjonowały. Można się także dowiedzieć z jakimi genami były związane dane przystosowania i cechy wymarłych gatunków.

Tegoroczne wykopaliska w Olsztynie dostarczyły nowych materiałów do analiz. Profesor Paweł Mackiewicz bada kopalne DNA zwierząt we współpracy z ośrodkami warszawskimi. Liczy na to, że na Uniwersytecie Wrocławskim także powstanie specjalistyczne laboratorium do badań kopalnego DNA.

Przyszłość wykopalisk

– Nasze działania na zamku w Olsztynie się nie kończą. Z każdym rokiem są coraz szersze, bo budowla, to co pod nią i wokół niej pokazuje nam coraz więcej, rozwiązujemy nowe zagadki tego unikatowego terenu. Aktualnie realizowany projekt zakończy się pod koniec przyszłego roku, ale przy udziale Uniwersytetu Wrocławskiego złożyliśmy już duży wniosek do grantów norweskich – wyjaśnia Marceli Ślusarczyk z Fundacji Przyroda i Człowiek.

Naukowcy marzą o tym, żeby w przyszłości na terenie Zamku w Olsztynie stworzyć rekonstrukcje zwierząt plejstoceńskich i uwidocznić profile. Aby zrealizować te plany potrzebne są pozytywne decyzje urzędników i ewentualne fundusze.

Autor: Małgorzata Jurkiewicz

Dodane przez: Małgorzata Jurkiewicz

12 sie 2020

ostatnia modyfikacja: 19 paź 2021