Plejtváci dávného devonu - Titanichthys a jeho ekologie

Vývoj obratlovců je od jejich složitějších forem "poznamenán" jistou tendencí k opakování úspěšných forem tvarů těla, velikosti, formy metabolismu nebo způsobu získávání potravy. Na fosilních nálezech velmi dobře pozorujeme všechny tyto příklady a je dnes jasné, že některé znaky jako vývoj dostatečně výkonného metabolismu, aby se dal označit za "teplokrevnost", nebo pernatého pokryvu těla se už zdaleka neomezuje pouze na skupiny, kde byly tyto znaky považovány za její odvozené a v žádných jiných živočišných skupinách se nevyskytující. Vlastně i tak na první pohled unikátní způsob obživy, filtrování drobného planktonu a krilu pomocí velkých kostic, vyvinutý u současných kosticovců (Mysticeti) se podařil doložit z fosilního záznamu u nejméně dvou neblízko příbuzných skupin. V prvním případě jde zástupce podčeledi Aristonectinae, rody Morturneria a Aristonectes, kteří si vyvinuli specificky stavěnou čelist pro filtrování drobných mořských organismů, v případě druhém o některé velké zástupce čeledi pachykormidů (Pachycormidae) jako rod Leedsichthys. Není ovšem zcestné se domívat, že se filtrování planktonu a krylu, popřípadě drobných obratlovců, nevyvinulo ještě u dalších skupin úspěšných prehistorických mořských obratlovců jako například velkých ichtyosaurů (Ichthyosauria). A předpoklad o tomto způsobu získávání potravy se nově také potvrdil u druhu poměrně velkého rybovitého obratlovce z doby svrchního devonu. Ačkoliv se u rodu Titanichthys po delší dobu předpokládal podobný behaviorální návyk, recetní výzkum ale jednoznačně prokázal, že jde o nejstaršího dosud známého velkého obratlovce s podobným životním stylem.

Hejno nebo tažná skupina velkých zástupců titanichtysů hledá potravu v podobě drobných organismů při hladině devonského moře na východě Spojených států. Navzdory evoluci některých jiných organismů v paleozoiku, žívích se především nebo zcela pomocí filtrace mořských mikroorganismů, tento druh byl skutečně prvním velkým obratlovcem s těmito adaptacemi. Kredit: Mark Witton, převzato z jeho Twitteru

Největší živočichové v oceánu, kterými jsou plejtvákovité velryby, žraloci velrybí (Rhinocodon typus) a velicí (Cetorhinus maximus) z hlediska své hmotnosti, se většinou živí pomocí filtrace drobných organismů z mořské vody a využívají přitom na první pohled složitých technik, které jejich ústní dutiny vytvářejí. Výjimkou jsou například vorvani (Physeter macrocephalus), popřípadě velké krakatice (Architeuthis dux), ale ty jsou v menšině oproti velké převaze planktonožravých a jiných, drobné organismy filtrujících velkých živočichů. Zatímco kosticovci jsou známí od konce eocénu, je z fosilního záznamu jasné, že vývoj mořských obratlovců živících se podobným stylem započal už mnohem dříve, ačkoliv k tomu byly užívány jiné anatomické struktury a morfologické adaptace. Většina druhů předcházejících recentní kytovce i velké paryby byla také menší či velikostně srovnatelná, ačkoliv do budoucna nelze vyloučit objevení podobně velkých druhů. Stopování evoluce tohoto životního stylu se u obratlovců ale nově průkazně dá datovat až do doby svrchního devonu - geologického věku famen před 372 až 360 miliony let.

Kolektiv britských a švýcarských paleontologů, pod vedením Samuela Coathama z Bristolské univerzity, se rozhodl podpořit či naopak vyvrátit poměrně dlouho známý předpoklad o stejním způsobu krmení u jednoho z největších známých obratlovců devonu - rodu Titanichthys. Tento velký pancéřnatec, zástupce třídy Placodermi, se vyskytoval v oblasti východní Severní Ameriky a západní Afriky a jeho výskyt mohl zasahovat i do současného Polska, ale důležitá je jeho skutečně monstrózní velikost i na ostatní velké známé devonské živočichy. Podle dochovaných fosilií dosahoval délky pravděpodobně přes 8 metrů a možná i více, zajímavé jsou ovšem jeho dodnes pouze předpokládané stravovací návyky v podobě filtrace krilu a drobných rybek.

Bylo takto vyvozeno z několika znaků na lebce této ryby - měla až metr dlouhou čelist podobné stavby jako současní žraloci velicí a také postrádal důležité výběžky dentice na čelistech, které se u většiny ostatních zástupců plakodermů přetvořily ve velice účinné zbraně nahrazující zuby. Kupříklad menší a poměrně známý Dunkleosteus tyto nůžkovité čelisti využíval k požírání kořisti a jejímu rozdělení na malé části s přesností chirurgického řezu. Důkazy o podobném chování se podařilo v několika případech zachovat pomocí fosilizovaných obsahů jejich trávícího traktu, ale u rodu Titanichthys podobné nálezy neznáme.

Fosilie, která byla použita v tomto výzkumu na veškerá biomechanická šetření, byla nalezena v oblasti oázy Tafilalt v devonských uloženinách v marockém Antiatlasu, výzkumný tým v této oblasti hemžící se nálezy devonských obratlovců vedl jeden z spoluautorů, Christian Klug z Curyšské univerzity. Jelikož ze struktur jiných než obecných, které se vyskytují u většiny velkých, planktonem žívích se živočichů, se do současnosti nedala prokázat či vyvrátit schopnost tohoto živočicha se živit pomocí cezení mořské vody. Ačkoliv jeho čelist byla nejen neopatřena žádnými ostrými výběžky, tak také byla méně robustní než u ostatních pancéřnatců a to i po mechanické stránce.

Vědecká skupina se proto na problém rozhodla pohledět očima biomechaniky, přesněji pomocí programu ukazujícím pravděpodobnost zlomení určitých materiálů při jejich reálných proporcích. V tomto případě šlo samozřejmě spodní čelist tohoto rodu, která byla vystavena mechanické zátěži v různých případech, které zahrnovaly kousání kořist podobné s jinými velkými plakodermy a "pouhé" filtrování potravy analogické s recentními žraloky. Pro jejich čelisti byly také vytvořeny stejné modely a následně porovnány.

Zatímco srovnání s masožravými druhy plakodermů přineslo očekávané výsledky, čelist byla moc slabá na silnější mechanické tlaky způsobené silným zkusem, který se hodil k požírání kořisti, tak podobně předpokládané výsledky přineslo srovnání s dnešními velkými druhy žraloků, které se takto živí.

Jejich čelisti byly ve srovnání s těmi u titanichtysů takřka stejného zatížení a tedy ukázaly, že se oba dva ne zcela příbuzné druhy se živily stejnou cestou a to navzdory časovému rozdílu bezmála 380 milionů let. Metoda, kterou vědecká skupina použila, tedy poskytla nezávislý anatomický důkaz získaný čistě na základě fosilie. Titanichthys je tedy skutečně patrně prvním prokázaným obratlovcem, který přesáhl tělesnou velikost 5 metrů a živil se pomocí filtrace mořské vody a získávání z ní drobných organismů.