Paleontologie a evoluční biologie jsou vláštní a ošemetné vědecké obory, které nenechávaly angažované chladné už od počátků jejich existence. Nejprve byli paleontologové a laická veřejnost fascinováni velikostí, podivností nebo úžasností vyhynulých tvorů, ovšem hned na to se začaly ukazovat velmi atraktivní pohledy na minulost a vývoj života na Zemi. A několikrát už paleontologická veřejnost prostřednictvím seriózních studií a diskuzí narazila na kopulaci prehistorických forem života, dokonce existují i takové extrémy jako výzkumník Beverly Halstead předvádějí kopulující neptačí dinosaury na svých přednáškách. Každopádně podobného tématu se drží i nová vědecká studie paleontologa Barryho G. Lovegrovea z Chicagské univerzity, která přináší i světlo o evolučním původu našeho vlastního druhu a to konkrétně při hledání příčiny noční aktivity našich savčích předků v triasu. Podle jeho hypotézy mohla totiž souviset s naprosto jinou příčinou, než tou dosud uznávanou. Sice by měla souviset s vývojem savčích varlat.

Drobný savcotvárný synapsid druhu Stereognathus ooliticus patřil k nejbližším příbuzným pravých savců a právě jeden z těchto druhů už mohl projít proměnou pohlavních organů v závislosti na změně aktivity z denní na noční. Čeleď Tritylodontidae, do které tento střednějurský tvor patřil, tedy patrně sdílela "inovace" ve vývoji samčích pohlavních organů podobně jako praví savci a to kvůli optimální teplotě pro vývoj pohlavních buněk. Kredit: Mark Witton, převzato z jeho blogu

Bez ohledu na fakt, jak toto téma může být pro určitou část veřejnosti choulostivé, tak paleontologii částečně zajímá i rozmnožování vyhynulých organismů způsoby jejich kopulace a podoba nebo rozměry jejich pohlavních orgánů. Tentedence k pochopení tohoto přirozeného děje vidíme především u hlavních protagonistů minulosti a sice neptačích dinosaurů, jenže u mnohých dalších skupin by mohl objasnit dosud nerozuzlené skutečnosti spojené s jejich reprodukcí, úspěšností jako druhů nebo otázkou vývoje některých skupin. A, jak se ukazuje, tak právě pohlavní orgány a vývoj spolu mohly korelovat v docela výstřední, ale důležité problematice, která se týká všech současných savců.

Základem je pochopení evoluce terapsidů ve skutečné savce, kde narážíme na fakt, že po velkém permském vymírání druhů už tito různorodí živočichové ztrácejí výchozí pozice v ekosystémech a zůstává pouze několik čeledí (vyjma třeba nadčeledi Dicynodontoidea), které žijí po boku daleko větších archosaurů všech různých skupin od býložravých etosaurů po velké rauisuchidy, erytrosuchidy a později i první neptačí dinosaury. A právě tato konkurence byla dlouhou dobu pokládána za hlavní příčinu převážně nočního stylu života, který přenesli vývojem i na savce.

Hypotéza o vzájemné konkurenci obou skupin a postupného přesunutí terapsidů za nátlaku větších dravců do nočního způsobu života je nejen logická, ale jedná se o jev, který se v minulosti opakuje. Americký paleontolog Barry Lovegrove ale přichází ještě s dalším důvodem, který je také přirozenou a logickou záležitostí, byť je trochu takříkajíc peprný.

Vypracoval hypotézu, která se opírá o fyziologické limity terapsidů spojené s udržením jejich vlastního druhu, protože jejich velikost se po velkém permském vymírání znatelně zmenšila. A právě to mohlo souviset i s přechodem na převážně noční způsob života.

Víme, že terapsidi byli teplokrevnými tvory, což dokazují fosilie zkamenělého trusu pozdně permských terapsidů s přítomnou srstí, pozůstatky po tzv. Haversově systému sdíleném obratlovci s vysokým stupněm metabolismu a jiné doklady, takže po zmenšení velikosti uchovávali své tělesné teplo daleko delší dobu a účinněji. Přestože jejich energetické nároky na lov potravy, pohyb a skrývání se před predátory byly vysoké, stále jim zůstávalo mnoho tělesného tepla a to především v době spánku.

Podle výše zmíněné hypotézy pak právě navýšená tělesná teplota a vysoká teplota během spodního až svrchního triasu mohla vést k noční aktivitě, kdy teplota klesla a terapsidi mohli lépe s teplem hospodařit. Stručněji řečeno, nepřehřívali se a to jim zajistilo další přežítí v rámci celé skupiny, čeledí a druhů. Zvášená tělesná teplota s kombinací obrovských teplot během dnů v triasu totiž mohla vést k přehřátí pohlavním buněk terapsidů a tedy následné neplodnosti. Protože podobné podmínky panovaly v triasu globálně, těmto živočichům by při nehospodaření s teplem hrozilo zaniknutí kvůli neplodnosti.

Jak Lovegrove uvádí, varlata samců terapsidů mohla snést teplotu do asi třiceti čtyř stupňů Celsia, pokud byla tato teplota přesažena, tak to ovlivnilo zrání spermií a mohlo vést až k neplodnsti. Navíc stále neměli šourek, tedy riziko tvorby většího množství volných radikálů ve varlatech se zvětšovalo a tím i klesala plodnost samců terapsidů.

Noční způsob života ale mohl tyto skutečnosti kompenzovat. Tělesná teplota terapsidů a noční teploty dosahovaly takových hodnot, které bez problémů umožnily spermiím vhodné podmínky k vývoji, plodnost a budoucnost druhů tedy byla zabezpečena.

Přestože to může znít zvláštně, první savci a jim příbuzní synapsidi mohli přežít právě kvůli potřebě se rozmnožovat, ovšem způsobem přechodu na noční způsob života, kdy bylo v okolí i méně dravců. Správné podmínky a teplota jejich spermiím umožnila vývoj bez problémů a tedy šance na udržení další generace byly velké. Tato hypotéza sice může vypadat poněkud divně a možná i směšně, ale vlastně se nevymiká žádnému principu vývoje známému i z dnešní přírody a sama osobě je tedy vysoce pravděpodobná.

Ve velkých událostech v rámci vývoje života na Zemi na tomto blogu rozhodně vyčnívá velké vymírání na konci křídy, o kterém jsem tu zmiňoval mnohokrát v různých souvislostech. Jak nejspíš všichni dobře víme, tato katastrofická událost zasáhla do vývoje pokročilého života na této planetě tak výrazně, že odstranila ze zemského povrchu přes sedmdesát procent veškerého života a odnesli to předešvím neptačí dinosauři a mnohé další skupiny jako velcí mořští plazi, pterosauři, velká část primitivních savců a výrazně se vymírání dotklo třeba i sedimentotvorných prvoků foraminifer. Zdá se ale, že některé skupiny byly jakoby vymírání popohnány vpřed, jak se dalo předpokládat, a podle recentních výzkumů to byly kupříkladu žáby (Anura), některé skupiny savůc, paprskoploutvé ryby (Actiopterygii) a paryby (Chondrichthyes) jako rejnoci a žraloci. Podle popisné studie nového druhu rejnoka z italských sedimentů středního eocénu se pak ale evoluce těchto paryb dostala až do bodu, kdy vznikaly anatomické rysy naprosto specifické a uníkátní. To bude tématem dnešního příspěvku.

Rejnoci patří mezi živočichy, kteří se dají označit za živoucí fosilie, protože se podobně jako třeba jejich příbuzní žraloci nebo krokodýli po vnější vzhledové stránce příliš nezměnili. Z hlediska vnitřní anatomie ale prošli samozřejmě svou vlastní vývojovou etapou, která navíc pravděpodobně gradovala po velkém vymírání na konci křídy, jak by ukazoval nově popsaný druh ze severní Itálie. Zde vidíme potom dalšího kenozoického rejnoka ze spodního eocénu, jde o rod Heliobatis, který se v tu dobu vyskytoval na území Wyomingu. Kredit: Fossil Re-Creations, převzato z webu The Fossil Forum

Velké vymírání na konci křídy, doposud poslední velké vymírání organismů v geologické historii této planety, je na tomto blogu dost probíraným tématem a´t už v rámci novinek a aktualit nebo třeba samostatných příspěvků o tomto tématu. Nedá se popřít, že v případě tohoto vymírání hrají hlavní roli, viditelnou především pro laickou veřejnost, velcí obratlovci jako neptačí dinosauři, ptakoještěři a jiné skupiny, o kterých už byla řeč v úvodu. Značné množství dokladů také ale svědčí o obrovském úbytku druhů v rámci skupiny rejnoků (Batoidea), kdy na přelomu křídy a kenozoika vymírá téměř celá tato skupina a mizí takřka všechny rozeznatelné druhy - ty, které přežívají, jsou zhruba posledních 15 % všech tehdejších zástupců (Noubhani, 2010).

Na druhou stranu ale fosilní doklady z doby staršího kenozoika, paleogénních útvarů paleocénu a především eocénu, svědčí o předpokladech k velké evoluční radiaci ryb probíhající právě kvůli vekému vymírání na konci křídy (Sibert a Norris, 2015). Paryby včetně rejnoků na tom mohly být velmi podobně, přestože už v té době musely čelit nátlaku ze strany prvních platýsů, a podle všeho tomu tak skutečně bylo s tím, že evoluce rejnoků gradovala do anatomických útvarů, které u jiných fosilních nebo recetních druhů nenajdeme.

Alespoň takto prezentuje problematiku popisná studie nového druhu eocénního rejnoka z italského spodního eocénu, paleontologové vedení Giuseppem Marramem při Vídeňské univerzitě ho popsali a pojmenovali jako Lessiniabatis aenigmatica. Pochází z proslulého nalziště Monte Bolca v severovýchodní Itálii, které je doslova pokladnicí fosilií ukazujících podobu dávného mořského dna z doby před zhruba 50 miliony let, kdy toto území bylo mělkým tropickým mořem propojeným se systémem korálových útesů, jak je prezentováno.

Nález tohoto rejnoka je ale zajímavý hned ze dvou hledisek - jedná se o dobře známý druh z kompletní fosilie, které nejsou zase tak časté (z fosilních rejnoků a paryb obecně se nalézají především zubní desky a zuby, popřípadě obratle) a také nese unikátní anatomickou strukturu jeho kostry.

Lessiniabatis vykazuje přítomnost hrudního disku ve tvaru vejce a především extrémně zkráceného ocasu, který dokonce ani nevyčnívá nad disk. Při pohledu seshora měl proto živočich takřka kruhový tvar a ocas tedy určitě nesloužil k obraně jako třeba u současných trnuch (Dasyatidae), které osten v ocase používají jako prostředek k napadení potenciálního predátora. Pro vědce je tento druh ekologické adaptace skutečně neznámou záležitostí a nad jeho využítím zůstává otazník.

Podle autorů popisné studie jde, jak bylo výše několikrát uvedeno, o důsledek evoluční radiace rybovitých obratlovců po velkém křídovém vymírání. Když zůstala volná místa i v ekosystémech mořských, jako právě i po rejnocích, tak jiné druhy vyvíjely různé strategie pro zastání jejich míst. Lessiniabatis pak dokládá, že tyto adaptace mohly zajít až do té míry, že se vymikaly anatomii do té doby zcela běžné a globálně rozšířené.

Na druhou stranu ale musíme vzít v potaz, že mohlo jít o určitou formu ekologické adaptace právě třeba pro oblast Monte Bolca a tedy rozšířit analýzu znaků na veškeré ostatní zdejší rejnoky. Tomuto názoru by nahrávalo i geologické stáří o 16 milionů let mladší než vymírání K-Pg, stále by se ale pohybovalo v rozpětí udaném výše uvedenou studií z roku 2015, kde bylo odhadnuto na 24 milionů let.

Zatím ale můžeme s jistotou říct, že Lessiniabatis je zvláštní evoluční hříčkou, která má pravděpodobně kořeny již v době, kdy většina velkých skupin obratlovců zažívala těžké chvilky. Uvídíme, zda to bude platit i nadále.

Vážení návštěvníci,

toto, doufám spíše kratší, sdělení se týká menších změn v rámci fungování blogu jako takového a tedy je spíše záležitostí formální. Tak či onak, poslední zhruba rok a půl byla na hlavní straně anketa, kde jste mohli hlasovat o pravidelnosti přidávání příspěvků a ta trvala do včerejšího dne. Navzdory tomu, že jsem ji sám vytvořil a chtěl se jí držet, tak po většinu času jsem nedodržoval psaní článků a jejich zveřejňování v intervalu, který jste si pravděpodobně představovali. To je jedna z věcí, které se od začátku října budou měnit a tedy, že každý měsíc, počínaje tímto, se budu jako autor snažit vydat přinejmenších pětatřicet až pětačtyřicet různých příspěvků do veškerých rubrik na blogu. Jejich počet se může měnit v závislosti na okolnostech, ale tento limit bude minimum, které se do měsíce dodrží (až na měsíce prosinec, květen a červen - zde se počet může snížit kvůli školním aktivitám).

Dalším bodem je také stále práce na projektu Strážci času, která posunuje také životnost stránky Příběhy ztracené v čase (https://prehistoric-world7.webnode.cz/dinosauri-pribehy/) na dobu blíže neurčitou. Nicméně by neměla ovlivnit celkový chod blogu až na fakt, že někdy může být mezi příspěvky větší časová prodleva právě kvůli práci na některé z epizod.

Pro kompletnost a doplnění ještě přidám, že bude do nového roku zřízena nová rubrika na téma světové osobnosti paleontologie, geologie a jiných věd spřízněných s prehistorií této planety. Ačkoliv je v přípravě už od začátku srpna, tak její realizování zpomalily některé okolnosti z mého soukromí. V neposlední řadě se změní ráz stránky Základy systematiky, kde nebudou přibývat články do rubrik zaměřených pouze na určitou skupinu organismů, ale jednotlivé čeledi nebo větší skupiny budou vybírány náhodně nebo na základě Vaší volby.

Snad je tedy toto menší shrnutí změn pro Vás přehledné a změny samotné uvítáte, sám za sebe musím říct, že doufám v lepší pojetí celkového rázu blogu hlavně kvůli Vám. Pokud byste měli jakékoli dotazy, můžete mě kdykoliv kontaktovat a já se budu snažit, co nejdřív odpovědět. Děkuji za pozornost

Autor blogu,

Martin Kabát