Paleozoikum - prvohory

Prvohory neboli přesněji paleozoikum ("Staré období") je geologická éra zahrnující šest jednotlivých útvarů, v jejichž průběhu se na Zemi vyvíjely formy života, které se staly předky všech dnešních organismů. Můžeme jím také charakterizovat první dlouhou geologickou éru fanerozoického eonu, ten trvá dodnes, a v něm odehrávající se geologické pochody výrazně přispěly k vývoji organismů.

...

V prvním geologickém období paleozoika nazývaném kambrium, datující se do doby před asi 541-485 miliony let, se vyvinuli první strunatci, členovci, hlavonožci, drápkovci nebo měkkýši a trilobiti. Většina z těchto skupin se vyvinula krátce po začátku kambria, proto se této diverzitě přezdívá kambrická exploze. Významnými nalezišti z této doby jsou Burgesské břidlice z Britské kolumbie nebo Č"tianská fauna z Číny, obecně se dá tvrdit, že hlavně z těchto oblastí pochází většina kambrických nálezů. Za jedny z významných vůdčích fosilií, díky kterým dokážeme zjistit přesné stáří hornin, jsou považováni trilobiti a také zvláštní organismy archeocyáti (Archaeocyatida). Od začátku období se planeta postupně oteplovala, horniny z této doby svědčí o tom, že průměrná teplota atmosféry byla o 7°C vyšší než dnes. Zapříčinila to především přemíra oxidu uhličitého, skleníkový efekt fungoval naplno a to také zamezilo možnosti vyjít většiny organismů, včetně rostlin, na souš. Ta byla pustá a téměř naprosto bez života, přesto z doby asi před 520-500 miliony let známe fosilie stop neznámých členovců, kteří chodili po pobřežním písku, ale na souši.

Kontinenty měly samozřejmně úplně jinou polohu než dnes, přesto i po rozpadu Pannonijského superkontinentu nebyla sopečná aktivita nijak výraznější než v následujících dobách. Na severní polokouli byli největšími celky pustých pevnin Laurentika, Baltika a Sibiř, na jižní to byla tvořící se Gondwana. Konec tohoto období byl poznamenán menší ekologickou katastrofou, která odstranila ze zemského povrchu primitivní skupiny organismů a těch větších a úspěšnějších se příliš nedotkla. Naopak dala prostor pro další evoluční vývoj.

Další geologické období známé jako ordovik, datující se do doby před zhruba 485-443 miliony let, bylo o poznání hektičtějším, alespoň co se týče geologických pochodů, posouvání mořské hladiny, změn atmosféry a biosféry. Mezi vůdčí fosilie této doby řadíme mimo trilobitů ještě malé strunatce, kteří se podobali úhořům, zvané konodonti (Conodonta). Často jsou známí jen z drobných zubů, nicméně o mnohých z nichv víme přesné geografické rozšíření a dobu, což pomáhá stanovit stáří okolních hornin. Známá naleziště zdejší doby se nachází například v Jižní Americe, Africe a také okrajových částí Severní Ameriky a Evropy, vysoká mořská hladina proměnila tyto části kontinentů v mělká šelfová moře. Biodiverzita této éry zahrnuje také rozrůstání korálových útesů a skupiny trilobitů, objevili se obratlovci bezčelistnatci, první velcí hlavonožci a členovci. Objevují se také hvězdice, předci moderních mlžů a jiné skupiny.

Kontinenty šly proti sobě protichůdným směrem, Gondwana setrvávala na jihu u jižního pólu a tři výše zmíněné celky se pohybovaly více na sever. Od jižního superkontinentu se oddělil ještě jeden menší celek zvaný Avalonie, který se pohyboval k severu a později (na pomezí siluru a devonu) se připojil k Laurentice.

Hlavními výraznými ději, které zasáhly a ovlivnily geologické vrstvy, byla rozsáhlá zalednění, která nastala ke konci ordoviku asi před 460 miliony let po konci sopečných erupcí na Laurentice. Chladnější podnebí dokázalo vytvořit ohromné pevninské i mořské ledovce po celé jižní Gondwaně a zdejší geologické vrstvy o tom svědčí. Tyto pochody naprosto snížily mořskou hladinu z původních zhruba 240 metrů (oproti dnešnímu stavu) na 140 metrů a zapříčinily ekologické katastrofy menšího rozsahu na určitých územích, úbytek sopečné aktivity také dokázal vytvořit dýchatelnější ovzduší úbytek oxidu uhličitého. Paleozoikum je obecně typické jeho postupným snižováním. Možná právě to vyhnalo některé členovce, snad stonožkovce, do mělkých vod a na pobřeží, později je následovaly další skupiny členovců.

Zhruba taková byla poloha kontinentů v době ordoviku. Na jihu se rozkládala Gondwana a její zatopené šelfové části, okolo ní velké množství menších ostrůvků a souostroví. Evropa, Severní Amerika a větší část Asie se nacházely mezi obratníkem Raka a obratníkem Kozoroha a i zdejší podnebí bylo horké a vlhké.

Konec ordoviku byl ale zakončen velkým vymíráním, prvním z tzv. velké pětky. Příčiny této ohromné ekologické katastrofy jsou ale dodnes nejasné, zmizelo při ní zhruba 60 % veškerých druhů a patří k těm vůbec nejničivějším v celé historii života na Zemi. Teorie o jeho příčinách jsou různé, více o nich je v dolní části stránky, nicméně velmi populární jsou ty o změně mořské hladiny v důsledku rozsáhlého zalednění a také dopadu smrtících paprsků gama na zemský povrch a zdecimování potravního řetězce.

Role se po velkém ordovickém vymírání vyměnily, uvolněné niky zaujala nová zvířata a živočišné formy. Ačkoliv je období silur poměrně krátké, jelikož se datuje do doby asi před 443-419 miliony let, tak se v něm událo mnoho evolučních zvratů, které přispěly k vývoji vedoucímu k moderním obratlovcům a suchozemským rostlinám, členovcům i dalším živočichům. Silur se dá označit za geologický útvar, při kterém se udály první rozsáhlejší přesuny organismů na souš.

Světové klimatické podmínky se podobaly dřívějšímu ordoviku, na celé planetě bylo poměrně teplo a to i obou pólech. Moře a oceány byly vlastně jedním velkým horkým akváriem, kde byly ideální podmínky pro evoluci nových životních forem. Tyto jevy skvěle demonstruje ústup velkých ledovců na jižním pólu, napomohl k tomu také pohyb jižního superkontinentu Gondwana více na sever. Projevuje se transgrese mořské hladiny, zatopení se dočkaly okrajové části kontinentárních celků, ze kterých se posléze staly mořské korálové útesy. V tomto období velmi prosperovala skupina zvláštních ostnokožců zvaná graptoliti, mnoho jejich druhů se stalo skvělými vůdčími fosiliemi a právě ti jsou také zodpovědní za poměrně přesné datování siluru. Vedle nich se v některých stupních tohoto období používají jako vůdčí fosilie někteří ramenonožci a konodonti.

Co se týče biodiverzity, silur stal velmi důležitý pro další evoluci životních forem. Vedle hlavonožců dominovali tehdejším mořím velcí zástupci eurypteridních členovců, známí jako "mořští štíři", v siluru ale značně ubylo hojných trilobitů a některé čeledi v tomto období dokonce vymírají. Naopak rozkvětu se dostaly, koráli, měkkýši a to zejména loděnkovití hlavonožci, lilijice a objevují se i první čelistnaté ryby. Ačkoliv se velmi hojnými skupinami stávají bezčelistnatí rybovití obratlovci, už existují i trnoploutví (Acanthodii), pancéřnatci (Placodermi) a dokonce i první paprskoploutvé a svaloploutvé ryby s čelistmi. Tato převratná evoluční změna se ukázala být ohromnou výhodou a vedla i k vývoji dalších pokročilých obratlovců.

Přibližná podoba kontinentů před 430 miliony let na přelomu spodního a středního siluru. Ačkoliv tento geologický útvar trval jen poměrně krátkou dobu, je velmi důležitý z hlediska evoluce organismů a jejich postupného přesunu do pobřežních oblastí na suché zemi.

Co se týče geotektonických pochodů silurského období, jejich projevy jsou podobné těm ordovickým. Celý gondwanský superkontinent se pomalu sune výše na sever k rovníku, na něm leží převážná část Severní Ameriky, Evropy, Grónsko a velká část Asie. Většina geologických pochodů této doby se odehrávala na severní polokouli, zde ještě stále probíhalo kaledonské vrásnění a následným střetem evropského, grónského a amerického kontinentárního celku se vyvrásnily Kaledonidy. Dnes jsou projevy těchto pochodů patrné ve Skotské vysočině, Skandinávském pohoří a grónských horách, tehdy ale pohoří pokrývala i dnešní New York, západní Evropu a východní pobřeží Spojených států. Klima na kontinentech bylo poměrně horké a relativně suché, množství světadílů pokrývaly pouště a aridní oblasti.

O tomto paleozoickém útvaru je dobré si pamatovat ještě to, že se na suché zemi poprvé objevují rozvinutější organismy. Ze siluru známe fosilie prvních prokazatelných suchozemských rostlin, zprvu pouze malých avšak velmi rozšířených typů a vůbec první z nich byla Cooksonia barrandei z území současných Čech. Vedle těchto primitivních rostlin se později objevily i vyvinutější druhy, které již měly dřevnaté stonky a lýko (Psilophyton) a později i první plavuně a porkočilejší rostliny. Velký přesun rostlin na suchou zem zaznamenali i bezobratlí, kteří je následovali, a v pozdním siluru už známe suchozemské formy členovců jako stonožek, škorpionů, roztočů nebo chvostoskoků.

Konec silurského období zaznamenal menší ekologickou katastrofu, která se nazývá event Lau a mizí při ní některé starší formy bezobratlých živočichů jako graptoliti nebo jim podobné organismy. Na rozhraní mezi silurem a nadcházejícím devonem také dochází ke srážce mikrokontinentu Avalonie s Euramerikou a tvoří se další vlna vrásnění Kaledonid, které ale vlivem pozdější eroze ztrácejí na výšce. Pomezí siluru je také důležité pro naše území, bylo totiž určeno na základě fosilií z české lokality Klonk u Suchomast.

...

Dostáváme se do dalšího geologického útvaru prvohorní éry, už tentokrát do její mladší části. Jeho jméno již mnohokrát zmiňováno výše, devon je z geologického i biosférického hlediska jedním z nejdůležitějších geologických útvarů vůbec, protože právě v něm došlo k vývoji prvních známých tetrapodů a položil základy podoby evoluce současných skupin suchozemských organismů. Po geologické stránce v něm dochází ke změnám, které velmi ovlivnily pozdější podobu kontinentů této planety.

V průběhu devonu se Gondwana daleko více přibližuje k Euramerice, která se rozkládá mezi obratníkem Kozoroha a rovníkem. Fosilní doklady v podobě evaporitů a hematitu (které daly devonu také jeho starší označení Old-red) potvrzují, že zde bylo relativně velmi teplé a také značné suché aridní klima. Počátek devonu byl obecně provázen velmi teplým klimatem, který se velmi výrazně projevoval i na různorodosti fauny v oceánech a mořích celého světa.

Devon

- Obratlovci dobývají souš

Když na souši začaly rašit první rostliny a ovzduší bylo dýchatelnější, přešli na zem první bezobratlí. Byli to stonožky, škorpioni, pavouci a chvostoskoci. To vše se odehrálo již v siluru. V devonu, který se často popisuje jako "věk ryb", se na souši objevily vůbec první přesličky a kapradiny. Ve vodě byly hojné pancéřnaté ryby, které se staly hlavní složkou devonských ekosystémů. Byly jak malé, tak velké. Jednou z vůbec největších byl predátor Dunkleosteus, který v extrémních případech dorůstal délky i 11 m. Jeho ostré čelisti bez zubů byly nabroušeny jako dýka. Požíral svou kořist vcelku a poté vyvrhoval nestravitelné části. Také ještě existovali hlubinní požírači zdechlin. Jiné druhy se živily korýši, měkkýši či rostlinami. Rozvinula se také skupina, která se vyvinula již v siluru a to paprskoploutvé ryby. Původně tvořily jen nevýznamnou část ekosystémů, ale již na konci devonu představovali největší skupinu obratlovců. Početné byli také dvojdyšné ryby, které se objevily ve spodním devonu. Dnes je jich poskromnu a dříve byly povážovány za předchůdce obojživelníků. Skupina lalokoploutvých ryb dala vznik prvním obojživelníkům. Mezi tzv. "živé fosílie" patří i latimérie podivná, ryba patřící právě k této skupině. Má velmi archaické rysy těla a celkově se podobá těm, které vyhynuly před 70 miliony let. Zvířata značně podobná obojživelníkům, Elpistostege a Tiktaalik, (dokonce někdy mezi ně řazena) jsou jim velmi podobní a jsou to de facto první ryby s krkem. Samotný vznik obojživelníků není už tak úplně přesně datován. Některé indicie jako například stopy a rýhy mezi nimi napovídají, že obojživelníci vznikli již ve středním a ne pozdním devonu. Každopádně první fosilní zástupci se vyskytují zhruba před 380 miliony let. Ti dali základ všem dalším obratlovcům, přes synapsidy, želvy až po dinosaury a savce. Velmi známými obojživelníky jsou Ichthyostega a Acanthostega, pocházející z Arktidy. Prvním obojživelníkům pomohla i franso-famenská krize. Tehdy se jednalo vyhynutí některých rybovitých obratlovců a naopak obojživelníci se přesunuli více na souš.

Karbon

- Nejedno tajemství jeho močálů

V médiích je karbon označován často za období močálů a velkého hmyzu. Je to sice všechno pravda, objevil se zde obří hmyz jako vážky, stonožky nebo pavoukovci, rostliny byly hlavně obří plavuně, kapraďorosty a přesličky, které vyrůstaly i do výšek 40 m, ale méně lidí ví, že karbon měl i svou druhou stránku. Bylo to také období, kdy se za posledních 320 milionů let poprvé zalednila i do té doby teplá jižní Gondwana. Ta nabrala ledové čepičky, ale je docela zajímavé, že pod ní byly svěží teplé pralesy. Ty obívali obojžívelníci, velké ryby a také obrovský hmyz typu vážky meganeury. V karbonu se také začaly spojovat světové masy Gondwany a Laurasie do první Pangey. Tyto pevninské hmoty obklopoval oceán Panthlassa, ve kterém na východě ležely ostrovy tropického pásu. Některé okrajové části však představovaly velmi suché oblasti s minimem srážek. Zde žili už jen někteří členovci a vůbec se to nepodobovalo klasické představe o karbonu. Většina země vša byla pokryta bujnými pralesy, které představovaly domov pro mnoho druhů rostlin a živočichů. Z živočichů to byli hlavně obří obojživelníci, kteří se opravdu začali rozvíjet od začátku karbonu. Někteří z nich byli malí (Eucritta), jiní velcí (Greererpeton) a další velmi podivní (Crassigyrinus). V tomto období se objevila také první skupina temnospodylů a lepospondylů. První jmenovaná skupina, jejíž zástupci byli velmi mohutní a masožraví lovci, kteří přežili až do křídy (Koolasuchus sp.), dala pravděpodobně vzniknout moderní obojživelníkům. Druhá vytvářela některé podivné skupiny obojživelníků (Aistopoda, Microsauria, Lysorophia...), kteří pripomínali třeba hady nebo scinky. Byli nalezeni i v našich uloženinách na Plzeňsku a Ostravsku. Sám jsem byl v Nýřanech v černouhelném lomu a nalezl jsem zde zkameněliny stromů z pozdního karbonu. První praví plazi se objevili na konci tohoto období a rozdělili se na synypsidy a diapsidy. Nemůžeme však zapomenout na to, že nám zde toto období nechalo spoustu uhelných uloženin po celém světě. Před 299 miliony let však tyto pralesy zmizely docela a zůstaly pouze na okrajích nově utvořené Pangey.

Perm

- Kdo přežije v nejhorším vymírání planety

V permu prošla naše Země velkými kontinentálními změnami, jelikož se kontinenty spojily v jednu velkou pevninu, která se nazývá Pangea ("celá země"). Tu obklopoval jeden velký oceán Panthalassa. Z jižní Číny se však vytvořil ostrov, který se postupně posouval k severní části. Takto se tvořil oceán Tethyda. Na začátku tohoto období se svět ještě podobal vlhkému karbonu. Převládaly ještě rostliny typu Sigillaria či Glossopteris. Také v (hlavně v severoamerických a evropských) ekosystémech převládali obojživelní plazi jako Edaphosaurus nebo obojživelníci jako Lysorophis, Diplocaulus či Edops. Postupný ústup mořské hladiny v důsledku tvoření pangey však zapříčinil, že v permské éře později převládalo suché podnebí. Po vytvoření středopangeyského pohoři se severoamerický kontinent stal jedním z nejsušších míst na Zemi. Nešly tam totiž vydatné oceánské deště z Tethydy a Panthalassy. Nejlepším místem k životu se ukázaly být místa blíže k pólům. Velkými nalezišti z doby pozdního permu jsou Rusko a Jižní Afrika. Na přelomu spodního a středního permu převzali moc terapsidní plazi. Hlavími predátory kontinentů se stali gorgonopsidi. Jejich největší zástupci dosahovali délky až 4 m, ale z Volgogradské oblasti Ruska jsou známé i některé diskutabilní, ale mnohem větší exemláře (Leogorogon sp.). Před 270 miliony let se také objevili první brouci. Ty lovili první malí cynodonti. Byli to plazi, kteří již však sdíleli mnohé znaky moderních savců, jako například bránici či schopnost dýchat při žvýkání. Byli to předci prvních savců. Na severní polokouli se objevili první obrovští pareiasauridní plazi. Ti se stávali častou kořistí gorgonopsidů. V severní africe se vývoj obrátil. K moci se přihlásili především temnospondylové a gorgonopsidů tu bylo poskrovnu. Teplá Antarktida, Austrálie, Indie a jižní Afrika však nabila ledové čepičky. Odehrálo se to asi před 260 miliony let. V ustupujících mořích však také život prosperoval. Žili zde amoniti, žraloci či akantodi. Poslední velký rozkvět zažila také skupina trilobitů. V oblasti Karoo se objevili první předkové archosaurů a lepidosaurů. V africe se také objevili primitivní younginiformové. Vypadali trochu jako ještěrky, ale ve skutečnosti měli mnohem blíže k ichtosaurům nebo k další, byť primitivní, skupině plazů. Tito zvláštní živočichové naopak jako první plazi ovládli vzduch a dnes se jim říká weigiltisauři. Svým způsobem připomínali dnešní druh ještěra Draco volans (dráček létavý) z jihovýchodní asie. Dokázali mistrně plachtit ze stromu na strom pomocí svých prodloužených žeber. Byli to jakási náhrada za druhohorní pterosaury, ale i ti zde pravděpodobně měli své předchůdce. Jednalo se o malé tvory, kteří vypadali podobně jako svrchotriasový Scleromochlus. Byli to také jedni z prvních archosaurianů, tedy i předci krokodýlů nebo dinosaurů. Ti také přežili bouřlivé vymírání na konci této epochy, epochy savcotvárných plazů. Díky tomu také zažila rozkvět další skupina, která vládne až dodnes. Po něm vznikl úplně nový svět, svět druhohor, ale hlavně svět dinosaurů.

Kritická situace však nastala před zhruba 252 miliony, kdy končil perm. Na sibiři se totiž otevřely ohromné sopečné sluje a sopečná činnost stoupla do takové míry, že prach a popel zastínily atmosféru do také míry, že krz ni neprostoupily žádné sluneční paprsky. Na Zemi tak začala nukleární zima. Bylo to to největší a nejbouřlivější vymírání života v dějinách naší planety, protože se při něm probudila největší spočená činnost za poslední 4 miliardy let. A přesto, některé formy života ho úspěšně přežily. Tím skončily prvohory a začaly druhohory, období dalších bouřlivých změn.