Hned na úvod - Charles Darwin měl nejen pravdu se svou teorií o přírodním výběru, ze kterého vzešli i lidé, ale v podstatě popsal jako první ucelený mechanismus, kterým se tento děj uskutečňuje. Evoluční teorie, je i přes své odpůrce i některé jiné skutečnosti, přítomná v mnoha aspektech našeho všedního života a pohledem do geologických vrstev za fosiliemi různých druhů vyhynulých organismů se nám její střípky z minulosti doplňují a propojují. Nikdy je ovšem nebudeme znát všechny a to ani v daleké i blízké lidské budoucnosti, jde o něco neuskutečnitelného, pokud bychom se nedokázali do dob minulých nějakým zázrakem přenést. Teď se ale vraťme zpátky na začátek, k vývoji evoluční teorie a její rekonstrukci spjaté s rodem Homo a jejímu postupnému doplňování s nálezy 19., 20. a také 21. století. Paleoantropologie ale vyvíjí stejně rychlým tempem jako paleontologie a tedy využívá moderních technik výzkumu a lomí své limity, které ji byly dříve nastaveny. Tentokrát se týká rekonstrukce vestibulárních kanálků v lebkách lidoopů a hominidů (Hominidae) v průběhu jejich vývoje a jaké dopadu z tohoto plynou pro vývoj člověka jako takového.

Před více než 10 leti se do chápání evoluce primátů vložil saudskoarabský druh Saadanius hijazensis ze svrchního oligocénu starý přibližně 29 až 28 milionů let, který představuje jeden z tranzitů mezi "pravými" opicemi Starého světa, tj. oddělení Catarhini, a jejich staršími evolučními předky - představuje druh se zvláštní směsicí znaků. U těchto druhů bychom patrně ještě velké změny v utváření vestibulárních kanálků neviděli, ale u jejich evolučních potomků mladších pouze o několik milionů let byly změny zřejmější. Kredit: Nobu Tamura, převzato z Wikipedie

Paleoantropologie moderní doby je na tom nesrovnatelně lépe než ta samá vědecká disciplína před více než 100 let, tehdy v roce 1892 se začaly rýsovat první znatelnější známky vývoje lidstva a jeho předků při objevech fosilních hominidů, lidí druhu Homo erectus, na nizozemské Jávě pod vedením paleoantropologa a badatele Eugéna Duboise. Veškeré pozdější nálezy, jako věhlasný "Pekingský člověk", vedly badatele, paleontology a paleoantropology do Asie, navzdory tomu zde nalezli ale fosilie prehistorických eócenních savců (Mammalia) a četné konglomeráty fosilií neptačích dinosaurů (Dinosauria) a jiných svrchnokřídových obyvatel regionu východní Asie. Další známky, že evoluce lidského druhu směřovala z Afriky, byly vyslyšeny až o desetiletí později a rekonstrukce evolučního stromu lidstva ještě nepřestala, právě naopak - neustále se zabýváme novými nálezy z mnohých lokalit světa a doplňujeme znalosti o evoluční cestě našeho druhu. Ty by mohly být výrazněji zpřesněny i novým výzkumem španělských paleoantropologů ze začátku března.

Studie se opírá o některé poměrně nepřehledné příbuzenské vazy mezi vyhynulými čeleděmi a recentními zástupci nadčeledi Hominoidea, tedy gorily (Gorilla sp.), šimpanze (Pan sp.) předky člověka a člověka samotného (Homo sp.) vdružené do čeledi Hominidae, gibony (Hylobatidae) a široké spektrum jejich vyhynulých příbuzných. Podle autorů by k jejich přehlednějšímu rozřazení mohl pomoct systém jimi navrhnutý, který je orientuje dle stavby jejich vestibulárních kanálků a celkové morfologie středního ucha.

Je obecně známým faktem, že nám, jakožto vyšším obratlovcům jako neptačím a ptačím dinosaurům (Aves), pomáhají vestibulární kanálky pro udržení rovnováhy celého těla. Není zcela vyjímečné, že jejich výzkum u fosilních druhů nám pomáhá zjistit, jaký typ lokomoce daný živočich vykonával a jsou, v určitých mezích, spolehlivější způsob než proporce končetin nebo poměrná délka jednotlivých částí těla. U primátů (Primates) a hominidů ale uplatnění podobného stylu výzkumu nacházíme spíše neobvykle a jeho uplatnění pro představu vývoje hominidů dosud chybělo.

Hlavní autor studie, španělský paleoantropolog Alessandro Urcioli z Katalánského paleontologického institutu Miquela Crusafonta, bývalého španělského odborníka na savčí fosilie, uvedl, že tento systém nám u vyhynulých druhů může pomoci podobně jako analýzy DNA u žijících taxonů. Dodal ovšem, že musíme být více opatrní, abychom zamezili určitým přehmatům a ukvapeným závěrům.

K rekonstrukcím jednotlivých lebečních dutin u různě vývojově vyspělých druhů primátů použili vědci snímkování, které promítlo skenované elementy ve 3D a lépe se s nimi dalo pracovat. Mezi 27 různými druhy opic, lidoopů a hominidů byl i italský druh Oreopithecus bambolii ze svrchního miocénu, který byl poměrně dlouhou dobu hádankou pro zkušené paleontology a paleoantropology a to ještě ke konci 20. století, a také rod Australopithecus, který je pravděpodobně naším přímým evolučním předkem.

Výsledek byl poměrně překvapivý, protože ukázal spíše na evoluční rozdíly ve vyspělosti mezi jednotlivými taxony než na způsoby jejich pohybu. Potvrdily tedy, že australopitékové si po této stránce stáli velmi blízko moderním lidem a rozhodně blíže, než veškeré ostatní zkoumané taxony, naopak se také potvrdila zvláštní kombinace archaických a pokročilých znaků u oreopitéků, která je zasazuje mezi moderní druhy hominoidů a jejich předky.

Paleoantropologům se také podařilo odhadnout přibližnou podobu vnitřního ucha evolučních předků zkoumaných taxonů a to na základě nashromážděných dat. Na základě nich také můžeme další nálezy fosilií prehistorických hominoidů řadit s větší přesností, pokud tomu bude dostatečně kvalitní fosilní materiál.

Studie je důležitá především z hlediska své praktičnosti a ověřitelnosti na sobě nezávislých systémech a do budoucna se dá uvažovat o jejím širším využití v praxi, pokud nám to dovolí zachované fosilie lebek a právě této zkoumané části. To je také jediná praktická nevýhoda, vedle ne všude dostupné techniky snímkování, protože z praxe víme, že z lebek lidoopů a hominidů se zachovávají především čelisti a zuby, daleko častější jsou fosilie pánve, kostí končetin a chodidel.

Vědecký tým se ovšem nechal slyšet, že jejich dalším předmětem výzkumu budou fosilní druhy velkých lidoopů z doby miocénu, takže o další podobné výzkumy patrně do budoucna nebude nouze.

Na blogu se už poněkolikáté, a zcela ne naposledy, objevuje příspěvek pojednávající o ichnofosiliích - v tomto i většině jiných případů zaměřených na zkamenělé otisky, doslovně stopy prehistorického života zachycené v sedimentech geologických vrstev. Bylo by proto nemístné se věnovat popisu důležitosti a potřeby zkoumat i tyto, na první pohled možná ne tak zajímavé objevy, jelikož o tomto tématu se zmiňovaly úvody některých jiných příspěvků. Tento se naproti tomu bude věnovat problematice, která vyplula na povrch vědeckého světa v uplynulých několika dnech, přestože se o ní prvně zmiňovala vědecká veřejnost už dříve. Opírá se o nález z australského Queenslandu, kde v uloženinách spodní jury, geologického věku hettangu, existuje lokalita s nálezy stopy neptačích dinosaurů (Dinosauria), kde ovšem několik těchto nálezů ukazuje na pohyb velice nezvyklého živočicha - zástupce kladu Theropoda s možným kvadrupedním postojem. Přestože už tento způsob chůze alespoň částečně známe u některých zástupců čeledi Spinosauridae, dosud se nepodařilo zdokumentovat další taxony (ať už vyšší nebo nižší taxonomické jednotky) s podobným stylem pohybu, ačkoliv dříve byl předpokládán také u metriakantosaurida (Metriacanthosauridae) rodu Xuanhanosaurus. Tento nově objevený australský nález by ale mohl změnit pohled na evoluci kvadrupedality u masožravých dinosaurů obecně.

Druh pravděpodobně abelisauroidního teropoda, Ozraptor subotaii, patří ke dvěma prokazatelně nejstarším neptačím dinosaurům z území Austrálie, druhým je primitivnější sauropod druhu Rhoetosaurus brownei. Stopy z Queenslandu jsou ale nejen starší než tyto taxony, s odhadovaným stářím 170 a 162 milionů let, ale také představují patrně teropoda s docela jinou tělesnou stavbou než tento se subtilními předními končetinami. Kredit: Vlad Konstantinov, převzato z Pinterestu

Podobně jako jiné země, Austrálie také vlastní několik lokalit s velkým množstvím stop neptačích dinosaurů a sama patří k oblastem, kde výzkum podobného typu musí pokračovat a být inovován. Kosterní nálezy jsou zde velmi bohaté, v určitých lokalitách, a také se zde čas od času objeví zvláštní nálezy, které mají svou obdobu i na vzdálených místech světa. Patrně jedním z nejznámějších objevů fosilních stop je připisován obrovskému jedinci neznámého druhu sauropoda (Sauropoda), které mají mít průměr až okolo 2 metrů a nacházejí se poblíž města Broome. Pro představu, pokud by podobné stopy byly skutečně realitou a ne pouze deformovanými nebo záměrně nadsazenými otisky, na nejmenším kontinentu světa by se patrně procházel ten vůbec největší suchozemský živočich všech dob. Tento nález je ale poměrně sporný a naším předmětem zájmu v tomto příspěvku bude docela jiný, ovšem neméně zajímavý.

Fosilie ve středním Queenslandu, na spodní straně skalního převisu u města Mount Morgan poblíž Rockhamptonu, byly nalezeny poprvé už v roce 1954 a nalezl je geolog Ross Staines, který provedl i jejich fotografickou dokumentaci. Jsou otisknuty ve vrstvách starých okolo 200 milionů let a tedy jen krátce po velkém triasovém vymírání, šlo o dobu, kdy z území Austrálie nemáme kosterní pozůstatky neptačích dinosaurů k dispozici nebo nejsou dosud řádně popsané a pojmenované. Tyto vrstvy spadají do souvrství Precipio Sandstone, ze kterého známe i ichnofosilie jiných neptačích dinosaurů.

Přestože dnes jsou ichnofosilie na této konkrétní lokalitě obráceny směrem vzhůru, v době svého vzniku se pravděpodobně jednalo o břeh nebo mělké dno sladkovodního jezera v bývalém cípu východní Gondwany. Později byly tyto uloženiny patrně překryty dalšími sedimenty, ty erodovaly a zůstaly pouze tvrdé původní vrstvy pískovce s otisky.

Bylo dílem štěstí a náhody, že hlavní autor studie, paleontolog Anthony Romilio, nalezl dceru Rosse Stainese, dnes zubařku Roslyn Dickovou, která mu nálezy svého otce představila a pomohla je uvést. Poskytla mu materiály včetně oněch fotografií, kterými mohli paleontologové rekonstruovat celé naleziště ve 3D formátu. Bylo jasné, že jde o naleziště ne pouze regionálního významu, ale je důležité pro celou východní Austrálii a to z hlediska svého stáří i celkového zachování stop.

Vzhledem k tomu, že stopy vykazovaly známky, že jejich původci patřili mezi teropodní či jiné bipední dinosaury, prvotním závěrem bylo, že všech pět zanechaných otisků zanechaly zadní končetiny těchto živočichů. Čtyřčlenný paleontologický tým, autoři studie, ovšem také odhalili známky jiného tvaru šlépějí, které měly poměrně dlouhý střední prst a roztažení jednotlivých prstů. Podezření vědců tedy padlo na bipedně kráčející druh z kladu Sauropodomorpha, podle tohoto scénáře mělo jít o dva jedince stejného druhu kráčející vedle sebe na přelomu triasu a jury.

Skupina ovšem pracovala i se scénářem, že tyto stopy, navzdory jejich morfologii, zanechal teropod kráčející po všech čtyřech končetinách. Ačkoliv tento závěr nemůžeme brát jako definitivní, patří k okruhu "podezřelých" a jde výjímečnou událost ve spojení s předpokládaným stářím a známými fakty o teropodech v této době. S tímto závěrem se pracovalo také v minulosti.

Otázkou by v tomto případě bylo, proč se některého z raných druhů neptačích teropodů, které navíc v Austrálii neznáme podle platně popsaných taxonů z této doby, stal kvadrupední nebo semikvadrupední živočich. Víme, že u spinosauridů se tento styl chůze vyvinul pravděpodobně kvůli jejich životnímu stylu a poměrně značné velikosti. Zdá se, v porovnání i s jinými velkými teropody, kterým biomechanika mohla dovolit být bipední i při stejné velikosti, že ke kvadrupedalitě nebo semikvadrupedalitě musely vést jiné cesty než velikost nebo částečně odlišná tělesná stavba.

Na základě toho potom vědecká skupina nálezy porovnala se současnými zjištěními o biomechanice teropodních dinosaurů a dospěla k výše nadhozenému závěru - ichnofosilie nebyly vytvořeny kvadrupedními teropody, nýbrž, s velkou mírou pravděpodobnosti, jejich evolučními příbuznými sauropodomorfy.

Přes tyto závěry je výzkum zajímavý a podněcuje k dalšímu výzkumu podobných lokalit, protože v tomto i několika dalších případech představují velmi dobře hmatatelné důkazy o pohybu této skupiny v částech světa, kde jejich průkazné fosilie chybějí nebo o nich z určité doby nemáme zprávy. Austrálie v tomto ohledu není vyjímkou, takže další výzkum jejich ichnfosilií je důležitým tématem i pro další studie.

Obrovské oblasti severní Asie, v podobě sibiřských jehličnatých lesů a permafrostem prolezlých půd, skrývaly po dlouhou dobu nejméně 11 000 let od konce poslední doby ledové svá tajemství v podobě jejích velmi dobře zachovaných obyvatel. Už v minulosti, a to nejen vědecky známé, vydaly tyto uloženiny některé velmi dobře zachované mršiny pleistocénních živočichů jako mamutů (Mammuthus sp.) a to někdy i značných velikostí, prehistorických ekotypů nebo potažmo samostatných druhů vlků (Canis sp.) i jiných velkých zvířat a je obecně tradované, že jejich míra zachování byla tak dobrá, že v předvědecké éře sloužily tyto mrtvoly jako potrava pro psy některých místních etnik a k obchodu s mamutovinou. S rozvojem genetického inženýrství a nově nastupujícího oboru paleogenetiky začaly spekulace o možném izolování genetického materiálu hlavně v případě zmíněných mamutů a jejich následného klonování. Tyto projekty ale jsou dlouhodobějšího charakteru, protože víme, že získat dávnou DNA je těžším úkolem než by se mohlo zdát a to u vyhynulých druhů i přes blízké evoluční vazby na současné živočichy. Jiný případ je ale nalezený skřivan ouškatý (Eremophila alpestris) starý okolo 46 000 let, který tuto molekulu vědcům poskytl. Právě na něm staví výzkum zabývající se přeměnou a zánikem biotopů, které existovaly v době svrchního pleistocénu v severní Eurasii.

Drobné zmrzlé tělo skřivana ouškatého ze severovýchodní Sibiře, kde leželo dobrých 46 000 let od svrchního pleistocénu netknuté. Podobně jako množství jiných nálezů slouží i tento opeřenec jako odrazový můstek pro hypotézu o evoluci někdejších paleoekosystémů severní Eurasie v tuto konkrétní dobu, kdy se zde rozkládala stepní tundra. Izolace jeho DNA tedy může prozradit více informací, než mohou nabídnout soudobé výzkumy stejné povahy u mohutnějších a větších mamutů. Kredit: Dussex et. al., převzato z webu Daily Mail

Ambice na získání genetického materiálu z vyhynulých druhů existovaly ještě krátce před vznikem Jurského parku, někteří sovětší paleontologové v tuto dobu spekulovali nad možnou existencí mamutů v blízké budoucnosti pomocí získání jejich genů a jejich naklonování. Samozřejmě se tato snaha nejvíce rozhořela s nástupem zmíněného románu a jeho filmového zpracování, dnes víme dokonce o možných dochovaných organických molekulách na kostech některých neptačích dinosaurů (Dinosauria), zatímco se snaha vrátit některé vyhynulé druhy zabývá vakovlky tasmánskými (Thylacinus cynocephalus) a dronty mauricijskými (Raphus cucullatus). Jako jeden z dosud posledních nálezů s potenciálem vydat DNA jsme považovali hlavu vlka beringského nalezenou a popsanou v loňském roce.

Teď ale máme k dispozici vzorek DNA u kompletního ptačího druhu nalezeného na lokalitě Bělaja Gora na severovýchodě Sibiře, který je starý přibližně 46 000 let a jde o zástupce druhu Eremophila alpestris, tedy skřivana ouškatého. Vědecká skupina s vedením Stockholmské univerzity, a hlavním autorem Nicolasem Dussexem, tento poměrně vzácný nález zkoumala do podrobna a výsledkem je poměrně ucelená popisná studie daného exempláře samice tohoto druhu ptáka.

Izolování DNA a následná genetická stopa, ale sloužila jako pomyslný odrazový můstek k prozkoumání složitějšího systému, kterým v tomto konkrétním případě byl vývoj ekosystémů, které tento konkrétní jedinec obýval. Výzkum jeho genů navíc prokázal, že jde o předka dvou dnes oddělených populací, samostatných poddruhů, z mongolské stepi a sibiřských lesů. Tento fakt výzkumníkům pomohl k vývoji obsahu studie, která se opírá právě o tohoto předka dvou poddruhů žijících v oddělených biotopech na jiných územích.

Stáří samice skřivana se shoduje s dobou posledních ledových dob, kdy byla severovýchodní část Sibiře pokryta několika druhy biotopů s prvky stepní neboli tzv. mamutí tundry, lesotundry a na jihu i oblastí s jehličnatými lesy, takže se zde vytvářel složitější ekologický prostor pro mnohé skupiny živočichů a jejich konkrétní zástupce - šlo o velké eurasijské savce pleistocénu jako mamuty (Mammuthus sp.), srstnaté nosorožce (Coelodonta antiquitatis), koně, kočkovité šelmy a mnohé další.

Mamutí tundry byly rozšířeny po celé severní Eurasii a v Severní Americe ještě na konci poslední doby ledové, ale právě jejich postupný úbytek kvůli změnám klimatu a lovu ze strany lidských obyvatel této planety byly pravděpodobně jedny z hlavních příčin vyhynutí většiny tehdejší megafauny na severních kontinentech, ovšem těch jižních se tento efekt také dotknul ale z jiných příčin. Pokud se podíváme na její přibližné zbytky v oblastech severní Asie, nalezneme zde také množství původních druhů většinou menších rozměrů ovšem, s velkým ekologickým významem.

Právě v tuto chvíli zasahuje zmíněný drobný pták, protože se vědcům podařilo zjistit genetické relikty u dnešních poddruhů a populací, které ukázaly zhruba v jaký čas se začaly populace specializované na určité biotopy odlišovat od dalších. Dá se tedy mluvit o velkém štěstí, že zachovaná samice byla zástupcem druhu s geny, které ukázaly, že v době jejího života před 46 000 lety se od sebe začaly postupně štěpit jednotlivé poddruhy.

Tuto dobu považují paleontologové a paleogenetici v tomto ohledu za kritickou, podle nich se v této chvíli začaly oddělovat specializované populace skřivanů ouškatých kvůli postupnému rozkladu mamutí stepi na jednotlivé biomy. Další výzkum exemplářů z této doby by potom mohl lépe ukázat, jakými mechanismy se tento proces projevoval na větších druzích živočichů včetně velkých suchozemských savců.

Vědecká skupina dále zkoumá ještě exempláře psovitých šelem (Canidae) a mláďat lva jeskynního (Panthera (leo?) spelaea) a mamuta srstnatého (Mammuthus primigenius) ze stejné lokality, takže by nám další měsíce mohly pomoci rekonstruovat proměnu ekosystémů severní Eurasie v poslední době ledové. Ale i zmíněný výzkum je poměrně důležitý, protože další genetické modifikace přítomné u jednotlivých poddruhů skřivana ouškatého nám o přesném průběhu tohoto vývoje mohou prozradit ještě více.