Živoucí fosilie v podobě krokodýlů - Důvody skromných morfologických variací poodhaleny

Evoluční biologie se zabývá širokým spektrem problematik ohledně vývoje života na Zemi a formách, ve kterých se v minulosti vyskytoval, ale i těch, které by mohly potenciálně nahradit formy současné. V současnosti, mezi populárně naučná odvětví této vědy patří i studium tzv. živoucích fosilií či zkamenělin, tedy forem života, které mají blízké příbuzné v někdy i vzdálené geologické minulosti, ale po stránce vnějšího vzhledu se od nich odlišují minimálně. Termín “žijící fosilie” není zcela správný, protože se evolučně vyvíjí i druhy, které jsou na první pohled shodné s těmi ve fosilním záznamu, ale přesto je poměrně výstižný. Mezi nejznámější tyto druhy dozajista náleží oba současné druhy latimérií (Latimeria chalumnae et. Latimeria menadoensis - latimérie podivná a latimérie celebeská), trnorepi (Xiphosura) nebo velemloci (Cryptobranchidae), a také je nutné připomenout i fakt, že řada z nich je ohrožena vyhynutím. Až v současnosti se podmínky, z velké části činností člověka, změnily natolik, že tito živočichové, jejichž evoluce byla v posledních několika desítkách až stovkách milionů let výrazně zpomalena do podoby pouze na první pohled nevýrazných změn, začínají pomalu vymírat či jejich počty jsou ve výrazném deficitu. Zatímco tedy dříve byl jejich pomalejší a spíše stálý vývoj výhodou, dnes se mnoha faktory může projevit jako značná nevýhoda znemožňující další přežití. Výjimkou v obou případech, tedy označení za “živoucí fosilie” a také ohrožení v současné přírodě, nejsou ani krokodýli (Crocodilia či Crocodylia), u kterých se často objevují zmínky o tom, že se od dob jejich vzdálených příbuzných, neptačích dinosaurů (Dinosauria), příliš nezměnili. Pravdou je dozajista, že od evoluce širšího kladu Crocodylomorpha se některé anatomické i morfologické znaky u jejich předků změnily pouze skromně a například zástupci nadčeledi Alligatoroidea ze svrchní křídy, geologických věků santon až maastricht, před 83 až 66 miliony let byli s recentními druhy velmi podobní a na první pohled pouze povětšinou větší. Právě důvody evoluční “stálosti” vzhledu krokodýlů i některých anatomických vlastností se zabývali paleontologové a biologové z Bristolské univerzity v polovině týdne tohoto roku.

Pravděpodobně nejbližšími příbuznými kladu Crocodylomorpha, a tedy předků krokodýlů, byli zástupci čeledi Erpetosuchidae a to včetně poněkud enigmatického, zde na litografii vyobrazeného druhu Dyoplax arenaceus. I na něm si ovšem můžeme všimnout velkých podobností s moderními druhy krokodýlů včetně utváření tělního pancíře a vnější podoby lebky, také již autor jeho popisu, německý paleontolog Oscar Fraas, v roce 1867 tyto znaky vyzdvihl a zdůraznil. Připomínají, že krokodýlí evoluce měla poměrně mnoho zákoutí, ale některé znaky se vyvinuly po společných předcích a zůstávají i dlouhou dobu geologického času na první pohled neměnné. Kredit: O. Fraas, převzato z Wikipedie

Za první “skutečné” krokodýly jsou v populárně naučné literatuře nejčastěji označování zástupci čeledi Protosuchidae, kteří se objevují již na konci triasu a jako čeleď přežívají až do spodní křídy, ale celá evoluční historie krokodylomorfů má hlubší kořeny k živočichům nápadně připomínajícím bipední ještěry (Lepidosauromorpha) nebo některé gracilní formy raných dinosaurů, se kterými také sdíleli své ekosystémy. V prvních fázích své evoluce dokázali tito živočichové vytvořit poměrně široké spektrum tělesných tvarů a také velikostí, vývojová radiace v pozdním triasu započala další podobný vzestup poměrně odlišných forem, a právě v tuto dobu začínají vytvářet krokodylomorfové i plně akvatické, mořské druhy přizpůsobené životu v otevřeném oceánu. I později se rozhodli využít svého evolučního potenciálu a z tohoto důvodu také můžeme vidět například zástupce poněkud nezvyklých skupin, na dnešní poměry, jako kladu Notosuchia nebo čeledi Peirosauridae ve svrchní křídě. Přestože některé zástupce, jako rody Simosuchus, Yacarerani nebo Anatosuchus, bychom se současnými nesrovnali jinak, než jako kuriozity, znaky na jejich fosiliích z malé části právě recentním taxonům odpovídají a lze z nich vyvodit příbuzenský vztah, byť velmi vzdálený.

Také je nesporné, že v určitém bodě jsou si dnešní krokodýli a jejich vyhynulí příbuzní podobní, včetně jistých morfologických detailů. Na kloub, takříkajíc, tomuto jevu u krokodýlů se rozhodli přijít britští paleontologové pod vedením Maxe Stockdalea z bristolské univerzity, kteří se zabývali procesy jejich vývoje a také jeho okolními podmínkami. K výzkumu použili algoritmus zohledňující počet anatomických i morfologických změn za určitý úsek geologického času, vedle nich také velikost a přibližné stáří referovaných exemplářů.

Předmětem celého výzkumu byl řád Crocodilia, který sdružuje všechny současné přeživší krokodylomorfní plazy ve třech odlišných morfotypech - gaviály (Gavialoidea) a klad Brevirostres, nadále dělený na aligátory (Alligatoroidea) a krokodýly (Crocodyloidea). Hlavní myšlenkou bylo zodpovězení otázky, proč jsou tito archosauři (Archosauria) považováni širší veřejností za právě výše zmíněné “živoucí fosilie”, a tedy z jakého důvodu se jejich celkový vzhled v posledních několika desítkách milionů let příliš nezměnil.

Nelze tvrdit, že by u krokodýlů šlo o jakousi formu vývojové strnulosti, kdy se jejich vzhled ani morfologické znaky nemusely měnit, jelikož to prostřední nevyžadovalo. Autoři pro tento jev použili ve studii označení “interpunkční rovnováha”. Měnícím se okolním podmínkám se tito živočichové přizpůsobovali jako většina ostatních skupin, nicméně nejvíce patrné jsou změny jejich tělesné velikosti a přesouvání jednotlivých areálů jejich rozšíření (například nikdy se nerozšířili do krajů za polárním kruhem).

Evoluční morfologie krokodýlů je morfotypem, který se ukázal jako úspěšný a to nejen u nich, jelikož jej lze pozorovat i u zástupců evolučně odlišných linií ze stejného předka všech krokodylomorfů. U krokodýlů se ovšem projevil jako nejúčinnější a nejvíce rozšířený, čemuž mohla nahrávat i menší konkurence v určitých oblastech a také následný nárůst tělesné velikosti některých zástupců.

Obecně můžeme tvrdit, že v geologické minulosti byla průměrná velikost krokodýlovitých plazů a jejich krokodylomorfních příbuzných větší a to především v době pozdní části spodní i svrchní křídy.

Lze dokonce tvrdit, že tyto druhy aktivně konkurovaly některým dalším druhům semiakvatických predátorů (například čeledi Spinosauridae). S větší průměrnou velikostí, při dravém způsobu života, také měli tito živočichové povětšinou dostatečné zdroje potravy pro udržení tělesné velikosti a zároveň ukojí svých fyzických potřeb, což, při adaptacích, které se ukázaly jako účinné již při menší velikosti, znamenalo určitou evoluční stálost v podobě a morfologii těchto zástupců. Jako příklad bychom mohli zmínit druh Deinosuchus riograndensis z geologických stupňů kampán až maastricht, před 83 až 72 (66?) miliony let, jež velice připomínal současné aligátory (Alligatoridae), přestože byl až třikrát větší a skoro devatenáctkrát těžší.

Dalším významným faktorem bylo, podle autorů studie, podnebí. V době svrchní křídy bylo tepleji než dnes a v oblastech mezi obratníky panoval horký, subtropický klimat pro velké druhy poikilotermních plazů ideální. Spolu s dostatkem potravy v podobě dalších vodních živočichů nebo i neptačích dinosaurů to byly zcela ideální podmínky pro jejich zvětšení velikosti a dokázání, že jejich tělesná anatomie je vhodným evolučním modelem.

Zde se také studie dostává do menšího rozporu s další vědeckou prací z minulého roku, dle které se tělesná velikost této skupiny plazů zvětšila naproti ochlazujícímu se klimatu v době kenozoika (především miocénu a pliocénu, kupříkladu známý rod Purussaurus).

Datování a studium anatomických variací u kladu Crocodilia byly nicméně dále použity pro výzkum, vložení jich do algoritmu ukázalo poměrně malé množství změn za posuzované časové jednotky. Autoři tento jev zmiňují jako tzv. evoluční rychlost (tedy počet morfologických či anatomických změn za stanovené jednotky času), a konstatují, že u krokodýlů byla pomalejší než u jiných skupin.

Podle paleontologů tedy podmínky pro značnou stálost vzhledu i vlastností celkové anatomie těchto velice zajímavých archosaurů přispělo hned několik faktorů, mezi které patřil úspěšná morfologie, ale především dostatek potravy a také klimatické podmínky spějící k evoluci větší velikosti, což podpořilo další vývoj oných úspěšných morfotypů. Navíc, tento morfotyp byl tak univerzální a všestranný, že pomohl krokodýlům přežít i katastrofický konec křídy a ovlivnilo to pouze jejich velikost a částečně potravní niky.

Závěrem tedy vědci dodávají, že evoluce těchto druhů je z velké části pomalá kvůli dějům, které se odehrály při vývoji této skupiny ve svrchní křídě. Nadále se tato vědecká skupina hodlá zabývat, z jakého důvodu některé taxony krokodýlů vyhynuly na úkor těch, které se udržely.