Dnes dokáže většina laické veřejnost alespoň něco říct o velkém vymírání na konci křídy, které patří do tzv. Velké pětky a je určitě tím nejznámějším, protože při něm vymírají velcí mořští plazi, pterosauři a hlavně neptačí dinosauři. Za zmínku ale stojí, že v průběhu evoluce života na Zemi se objevilo daleko více událostí náhlého vymření životních forem v globálním měřítku, ačkoliv většina z nich ve zhruba poslední půl miliardě let. Některá vymírání ale zasáhla život ještě třeba před vznikem prvních obratlovců, za takové se dá označit vymírání na konci proterozoika, kde mizí drtivá většina starých skupin mnohobuněčných organismů s často dost podivnými tvary těla nebo i životním stylem. Tento příspěvek ale bude pojednávat o studii amerických paleontologů a geologů, kteří zkoumali rapidní vyhynutí života v daleko starší minulosti. Zaměřili se na dosud poněkud záhadné vymírání v době středního proterozoika, které proběhlo před asi 2 miliardmi let.

Z hlediska výzkumu prvopočátků života na planetě Zemi jsou nálezy ze velké části proterozoika nesmírně důležitými svědky vývoje prvních složitých forem organismů a postupně i předků veškerých pozdějších skupin, navzdory tomu, že se tomu tak nemusí zdát. Zde je na snímku druh Grypania spiralis, která se stářím zhruba 2,3-1,3 miliardy let byla jedním z druhů, které se v tehdejších biosférických oblastech vymírání dočkala a podařilo se jí ho přečkat. Kredit: převzato z Wikipedie

Jak bylo řečeno výše, pro laickou veřejnost jsou nejznámější vymírání tzv. Velké pětky, za které určitě jako ukázkový příklad hovoří vymírání na konci křídy. Podle některých ohlasů ale bylo v historii života na této, donedávna ještě nádherné, planetě možná ještě několik vymírání, které se svou působností a úbytkem biodiverzity této pětici fanerozoických vyrovnaly nebo dokonce je i předčily. Jen jsou neatraktivní tím, že při nich nemizely velké skupiny živočichů a rostlin, ale spíše drobné čeledi a nepatrné mikroorganismy. Do této problematiky se pustila i vědecká práce amerických paleontologů publikovaná v rámci Sbírek Národní Akademie Věd, jež se zabývala biochemickými rozbory kanadských hornin o stáří přibližně 2,05 miliardy let.

Je jasné, že obdobný výzkum je velice těžký ke zpracování, jelikož se zde vědci nemohou opřít o hmatatelné fosilní doklady jako kosti nebo zuby, případně tělesné schránky. Vlastně i jakékoli stopy po pohybu mikroorganismů, kupříkladu ty v sedimentu na dně nebo v bahně, jsou nejen těžko analyzovatelné, ale i velmi těžko rozlišitelné.

Paleontologové proto pracovali s obsahy jednotlivých minerálů a sloučenin v tehdejších vrstvách - vzorky byly odebírány na Belcherových ostrovech v Hudsonově zálivu. Zdejší horniny obsahují izotopy kyslíku a také baryt, které byly použity jako hlavní ukazatele rozmachu biosféry ve svrchním paleoproterozoiku a také právě jejím následném úpadku.

Jak konstatuje spoluautor studie, Malcolm Hodgskiss, tak je tento výčet biochemických reakcí v dávné minulosti něčím ne zcela obvyklým a docela překvapivým.

Je běžné, že dokážeme nahlédnout na izotopy v kostech živočichů starých několik stovek milionů let, ale miliardy let a v tak starých horninách jsou dosud něčím potřebujícím další výzkum. Také ale mohou pomoci rekonstruovat a aplikovat podmínky pro život podobný tomu pozemskému i na jiných planetách, k tomuto tématu se při výzkumu proterozoických fosilií dostáváme docela často.

Docent ze Stanfordské univerzity a spoluautor studie, paleontolog Erik Sperling, dodává, že v případě pozemské atmosféry a složení oceánů je biosféra úzce vázána na kyslík a oxid uhličitý a není důvod se domívat, že v případě i tak vzdálené doby tomu nebylo jinak. Ačkoliv vymřelo mnoho primitivních organismů při kyslíkovém eventu o zhruba půl miliardy let dříve (cca před 2,7-2,4 mld. let), tak před dvěma miliardami let se udával úplně opačný děj.

Kvůli tomu dokázala vědecká skupina formulovat poněkud složitější hypotézu o tzv. překročení hranice kyslíku, kdy fotosyntetizující organismy produkovaly do atmosféry tolik kyslíku, že jím byla přehlcena. Nemělo ji co spotřebovat a to postupně způsobilo i na kyslík chudší oceány, které už nemohly hostit v žádném případě taková kvanta organického života jako předtím.

Studie izotopů kyslíku, síry a barya tyto závěry potvrzují. Podle všeho ale záviselo také na počtu mikroorganismů v tehdejších oceánech a mořích.

Třetí spoluautor studie, postdoktorand z Weizmannova institutu při Princetonské univerzitě Peter Crockford, na závěr uvedl, že celkově mohlo být v tehdejších ekosystémech obrovské množství organismů a měli bychom hledat důvody, jaké skutečné množství to bylo. Na tom se totiž názory jednotlivých spoluautorů stále ještě neshodují.

Evoluční vývoj je do určité míry předvídatelnou záležitostí - mnohokrát bylo na tomto blogu zmíněno téma evolučních trendů, které se mohou ve vývoji objevit i několikrát po sobě a to u nepříbuzných skupin. Jinými slovy tu jde o evoluční konvergenci, za jejíž velmi dobrý příklad můžeme uvést současné plameňáky (Phoenicopteridae) a právě některé pterosaury z čeledi Ctenochasmatidae. Obě dvě skupiny si vyvinuly stejný způsob obživy, cezení vody skrz velké množství kartáčovitých zubů v tlamách a pravděpodobně i tito pterosauři měli nafialovělou, růžovou nebo načervenalou barvu jako jejich dnešní ekvivalenty. Fosilie těchto rodů jsou široce geograficky i stratigraficky rozšířené, ovšem dosud se nepodařilo objevit stopy po tom, jestli i jejich zažívací trakt byl podobný nebo shodný s tím plameňáčím. Zajímavý výzkum odkazující na toto téma teď publikovala skupina švédských paleontologů na základě rozboru nálezů z Polska, částečně nám podává představu o tom, jak pterosauři tvořili "druhohorní guano".

Pterodaustro je jedním z nejznámějších jihoamerických pterosaurů a jeden z druhů, u kterých máme ověřeno, že se živil jako soudobí plameňáci. Paleontologové původně datovali jeho fosilie do svrchní jury, ovšem recentní výzkumy potvrzují spíše stáří spodnokřídové, takže ukazují daleko větší evoluční úspěšnost tohoto způsobu obživy - s přihlédnutím k tomu, že se jeho počátky datují do doby před zhruba 150 miliony let, takže trval déle než u plameňáků (45 milionů let ku zhruba 26 milionům let). Polské nálezy to přinejmenším potvrzují. Kredit: Luis Rey, převzato z jeho blogu

U mnoha druhů pterosaurů bylo dříve zcela běžné tvrdit, že se živily rybami nebo jinými vodními obratlovci, ale v současnosti víme o daleko různorodějším jídelníčku této skupiny ohromujících obratlovců. Vyskytovali se mezi nimi rybožravé druhy, mrchožrouti, aktivní lovci, hmyzožravci a v neposlední řadě druhy schopné filtrovat drobné mikroorganismy a rostliny z jezer, pomalu tekoucích vod nebo estuárií. Zatím nám ale chybí větší množství důkazů jako je obsah střev nebo žaludků těchto živočichů, takže si nemůžeme být jisti, jakým způsobem probíhalo jejich trávení a na kolik se podobalo recetním ptákům, plazům nebo netopýrům.

Zvláštní problematiku se ale rozhodli řešit paleontologové z Univerzity v Uppsale, kteří se zabývali třemi koprolity nalezenými ve svrchnojurských horninách na polské lokalitě v lomu Wierzbica. Toto jurské naleziště také oplývá dalšími docela hodnotnými nálezy jako jsou stopy pterosaurů, často také chybějící v rámci jednotlivých skupin, zanechané pravděpodobně právě ktenochasmatidy.

Jednotlivé exempláře těchto koprolitů byly nalezeny v seriích šlépějí a jejich poloha téměř s jistotou určuje původce koprolitů totožné s původci těchto stop. Jedním z autorů rozboru těchto nevšedních a trochu nechutných, ale velmi důležitých komponentů při výzkumu fosilních obratlovců je i student PhD, Martin Qvarnström, podle kterého je musel zanechat pterosaurus živící se filtrováním malých mikroorganismů.

Skenování pomocí CT skenu v nich odhalilo zbytky drobných foraminifer (tedy drobných prvoků obalených tvrdou schránkou), rozdrcené drobné schránky mořských bezobratlích a možná také fosilie mnohoštětinatých červů (Polychaeta), které ktenochasmatid pozřel a strávil před vykálením. Je ovšem otázkou, jestli a jak tento tvor tuto potravu pozřel.

Paleontologové, kteří jsou autoři této studie, interpretují svrchnojurské ktenochasmatidy jako tvory s méně sofisitokovaným způsobem krmení pomocí filtrace vody a to kvůli tomu, že jejich štíhlé kartáčovité zuby byly méně vyvinuté a početné než u zástupců z křídy, jako je třeba již zmíněný Pterodaustro. Logicky by tedy jejich způsob krmení měl být daleko více "neohrabaný" a měli by tedy požírat i tvory s většími schránkami, polské koprolity ale ukazují opačný scénář. Jejich složení totiž odpovídá zhruba stejně složitému zubnímu aparátu jako u pokročilého tribu Pterodaustrini nebo současných plameňáků.

Autoři studie sami srovnali schopnosti těchto jurských ktenochasmatidů se současným plameňákem andským (Phoenicoparrus andinus), u kterého se také v jeho trusu nacházejí i velmi malé foraminifery a má poměrně složitý filtrací aparát. Dodávají však, že tomuto scénáři je pouze v případě, že stopy a koprolity mají stejného původce.

Na základě tohoto paleontologického výzkumu můžeme dále odvodit i fakt, že možná některé bohaté uloženiny foraminifer v pobřežních uloženinách od svrchní jury do spodní křídy jsou právě důsledkem hnízdění kolonií ktenochasmatidů. Je takřka jisté, že některé druhy pterosaurů, které ve velkých koloniích hnízdily na mořském pobřeží vytvářely guano podobné tomu, jaké tvoří současní mořští ptáci.

Na polské lokalitě se ale pravděpodobně jednalo o pouze nahodilé místo, kde mohli ptakoještěři přenocovat nebo přistát pro odpočinek. Takový výzkum je v rámci tzv. pterosaurologie docela ojedinělou záležitostí a bylo by jisté zajímavé sledovat, kdyby ho bylo možné provést i na známých místech výskytu těchto ohromujících létajících plazů jako je Brazílie, Velká Británie nebo Maroko.

Někdy se stává, že paleontologická publikace nebo i vědecko-fantastická povídka funguje jako médium předpovídající další paleontologické nálezy v budoucnosti - jako se to již v historii několikrát stalo. Mně samotnému se na tomto blogu již přinejmenším jednou přihodilo, že název, který jsem pouze nadhodil v rámci některého příspěvku, se posléze objevil v seriózní popisné studii a živočich jím pojmenovaný nese tento název dál (jakoby to nebyla už tak velká náhoda, tímto tvorem je rod Patagotitan). Sám jsem byl proto překvapený, když byl před několika dny oznámen popis fosilního materiálu stegosauridního tyreoforana z doby střední jury, který spadá do podčeledi Dacentrurinae a je nejstarším dosud známým stegosauridem vůbec. Docela se totiž shoduje s představou "mého" stegosaurida z kontinuity Strážců času, kde se vyskytuje ve východní Etiopii v době svrchní jury a spadá do stejné podčeledi. Nicméně raději nás bude zajímat tento marocký zázrak.

Podoba nového druhu stegosauridního tyreoforana z marockého Atlasu, který nese vědecké pojmenování Adratiklit boulahfa, přepisujícího evoluční historii této skupiny. Jeho stáří a příbuzenské vztahy totiž ukazují zajímavou souhru okolností, které by mohly skutečně revolučním způsobem změnit náš pohled na vývoj této skupiny a její rozšíření v někdejší Gondwaně. Kredit: Joschua Knuppe, převzato z jeho Twitteru

Patrně nikdo z nás, kteří tady na blogu jsme, by nedokázal nerozpoznat stegosauridní dinosaury - často zavalité jurské býložravce se zvláštní stavbou těla a velmi výraznými hřbetními ostny nebo pláty. Samotný rod Stegosaurus je veřejnosti známý a častokrát se o něm zmiňují i odborné publikace, jeho nálezy jsou četné od západu Severní Ameriky až po Portugalsko. Právě v tomto evropském státě také existovalo několik jeho příbuzných, jako byl "dlouhokrký" stegosaurid Miragaia longicollum, jehož nového příbuzného se teď podařilo popsat z Maroka. A právě tento nový přírůstek do už tak velmi rozrostlé skupiny Stegosauria napomáhá pochopení jejich vývoje a také celkového rozšíření. Je přitom tím vůbec nejstarším.

Popisná studie britské paleontoložky Sussanah Maidmentové, vědkyně z Britského přírodovědeckého muzea v Londýně a také autorky několika dalších odbroných prací ohledně stegosauridů (jako je třeba britský Loricatosaurus), se opírá o několik obratlů a pažní kost nalezené na lokalitě Boulahfa severně od prosluslé Marrakéše. Zdejší sedimenty pravděpodobně spadají do geologické formace El Mers II., nicméně určitě se jedná o jurské sedimenty staré zhruba 169-166 milionů let.

A přestože byly v severní Africe, právě například v Maroku, již nalezeny fosilní otisky stegosauridů (Deltapodus), tak prokazatelné fosilie byly popsány až nyní a to zvláštním a trefným pojmenování Adratiklit boulahfa. V překladu z berberštiny jméno znamená "horský ještěr", což vystihuje lokalitu v místě nálezu. Bohužel není známé naprosto přesné místo nálezu, pouze víme, že fosilie byly nalezeny v okolí lokality Boulahfa. Kosti byly získány až z druhé od obchodníka s fosiliemi, pravděpodobně patří několika různým jedincům - zhruba pěti.

Vědecký tým ale tento fakt neodradil a stáří fosilií se určitě nedá upřít, jejich výzkum odhalil znaky unikátní pouze pro stegosauridy a místo nálezu bylo taktéž překvapivé. Maroko totiž v době střední jury - geologického věku bath - nacházelo na severu Gondwany, a málokdo by proto donedávna očekával nález podobného živočicha v této oblasti.

Adratiklit je druhem, který navíc patrně vůbec nejstarším stegosaurem vůbec (pokud oponeme diskutabilní druh Isaberrysaura mollensis z Patagonie), ale již dokonce patří do pokročilé podčeledi těchto živočichů. Fylogenetická analýza ukázala vazby na evropské rody Dacentrurus a Miragaia, se kterými společně tvoří podčeleď Dacentrurinae, a má tedy blíže k evropským rodům, než-li k těm africkým (Kentrosaurus z Tanzanie a Paranthodon z Jižní Afriky). Pro vědce je to ohromný přínos, jelikož dosud byly jakékoli pozůstatky stegosauridů na jižní polokouli vzácné.

Některé náznaky (stopy ichnorodů Deltapodus a Gabrina z Indie, Afriky a Austrálie) sice ukazovaly daleko širší rozšíření stegosauridů, než jaké bylo prokázáno z fosilií, ale celkově byly z Gondwany známé tři, maximálně čtyři druhy stegosauridů (mimo již výše zmíněných ještě indický Dravidosaurus s velmi diskutabilní pozicí). Nový marocký zástupce ale těmito názory zamával velmi silně.

Adratiklit totiž ukazuje, že počátky některých evropských stegosauridů bychom měli hledat v bývalé Gondwaně a také fakt, že pokud se jedná už o tak dosti porkočilého stegosaurida, původ celé skupiny může být daleko starší. Relevantní je v tom případě i předpoklad, že obě skupiny z kladu Eurypoda (ankylosauři a stegosauři) vznikly již v době spodní jury na území Gondwany a nikoliv v Laurasii. Naznačují to dokonce i některé nálezy (Galton, 2019) z Indie a tento marocký stegosaurid výrazně tento názor podporuje.

Podle Maidmentové bychom měli věnovat podrobnější a obsáhlejší výzkum i oblastem někdejší Gondwany, jelikož právě v těchto místech bychom mohli skutečně nalézt další stegosauridy, kteří by obohatili naší představu o jejich evoluci. Celkově můžeme závěrem poukázat, že v případě gondwandských tyreoforanů můžeme v příštích letech udělat velký krok dopředu. Stačí jen podrobně zkoumat.