Stránky

streda 13. februára 2019

Kambrické čudá a ich vplyv na klasifikáciu živočíchov


Začiatky takmer všetkých hlavných skupín živočíchov je možné vysledovať až do obdobia kambria pred asi 540 miliónmi rokov, keď počas takzvanej kambrickej explózie v priebehu pomerne krátkeho času došlo k úžasnému rozrôzneniu života. Z primitívnych foriem sa rýchlo vyvinuli prakticky všetky dnes známe živočíšne kmene. K tejto interpretácii však neviedla priama cesta. Práve naopak...


 
Mnohé fosílie mäkkotelových organizmov z obdobia kambria vedcom poriadne zamotali hlavu. Išlo najmä o tvory, ktorých zvyšky sa zachovali v jemných bridliciach na lokalitách s výnimočne dobrým zachovaním (tzv. Konservat-Lagerstätten). Vďaka tomu vedci na fosíliách rozoznali množstvo inak neprítomných podrobností vrátane jednotlivých štetiniek na kĺbových končatinách, sedimentom vyplneného čreva či odtlačkov svalových segmentov. Netradičná kombinácia znakov niektorých kambrických tvorov viedla k názoru, že obdobie kambrickej explózie bolo akýmsi veľkým prírodným experimentom, počas ktorého vzniklo veľké množstvo samostatných evolučných línií, každá s jedinečným setom znakov. Do súčasnosti pritom prežili iba niektoré. V odbornej hatmatilke tomu zodpovedá model, podľa ktorého v kambriu živočíchy vykazovali vyššiu mieru disparity ako je tomu dnes.

Tento pohľad na kambrickú explóziu predstavil evolučný biológ a paleontológ Stephen Jay Gould v knihe Wonderful Life (1989). Nekonvenčne vyzerajúce tvory z obdobia spred pol miliardy rokov nazval kambrickými čudami (Cambrian oddballs). Za všetky menujme ikonické potvory ako Hallucigenia, Opabinia či Wiwaxia. Vďaka Gouldovi boli organizmy, ktorých fosílie pochádzajú z kambrických lokalít ako Burgess Shale, Chengjiang či Sirius Passet (pozri tu), dlho považované za čudákov, predstavujúcich pokusy evolúcie nájsť tú „správnu“ formu. Podľa neho poskytujú kambrické fosílie kľúč ku chápaniu makroevolúcie, teda tej zložky vývojového procesu, ktorého výsledkom vznikajú veľké evolučné línie, ako sú napríklad článkonožce, rôzne typy červov, či stavovce. Kambrické čudá sú pritom zástupcami tých evolučných línií, ktoré neprežili dodnes, ale hneď pri prvom veľkom vymieraní nezanechali potomkov. Gould navyše tvrdil, že proces výberu evolučných línií je vo veľkej miere náhodný, takže ak by napríklad kambrická Pikaia, jeden z najstarších známych predstaviteľov chordátov, vymrela na konci kambria, ľudia by vôbec nevznikli.

Rekonštrukcia niektorých tvorov objavených v burgesských bridliciach Kanady.
Autor: Nobu Tamura

Od deväťdesiatych rokov minulého storočia prebieha revízia kambrických čudákov, pričom každý rok vychádzajú nové vedecké práce zamerané na túto tému. Podľa nich je možné takmer všetky čudá interpretovať ako zástupcov tzv. kmeňových línií tvoriacich základ dnešných už vyvinutých (tzv. korunových) skupín. Inak povedané, kambrické moria sa zdali mať čudných obyvateľov iba z dnešnej perspektívy. Moderný výskum postupne identifikoval väčšinu kambrických problematík ako predchodcov súčasných živočíšnych kmeňov, tvoriacich z vývojového hľadiska ich bázu. Gould správne rozpoznal význam kambrických fosílií pre pochopenie makroevolučného procesu. Precenil však význam jednotlivých morfológií kambrických čudákov.

Rekonštrukcia niektorých tvorov z kambrických usadenín čínskeho Chengjiangu. Autor: Nobu Tamura.


S kambrickými fosíliami sa postupne vynoril problém samotnej vyššej klasifikácie organizmov, teda ich triedenia do kmeňov. Práve na základe fosílnych zvyškov z kambrických lokalít sa za posledné desaťročia museli prehodnotiť nielen vzťahy medzi jednotlivými živočíšnymi kmeňmi, ale upravili sa aj definície týchto kmeňov. Kambrické fosílie tak pomohli mnohým vedcom uvedomiť si nedostatky definícií vyšších taxónov na základe iba prežívajúcich skupín. Takto zadefinované kmene totiž neberú do úvahy stovky miliónov rokov dlhý vývoj jednotlivých evolučných línií a pracujú iba s morfológiami prítomnými u zástupcov žijúcich dnes. Tento problém rieši koncept kmeňových línií (stem group) a korunových taxónov (crown group), kde korunový taxón pozostáva z dodnes prežívajúcich zástupcov. Takéto rozlišovanie je čisto pragmatické, pričom korunovú skupinu nemožno považovať za hierarchicky vyššiu. Ani kambrické čudá tak nie sú len akýmisi vývojovými nedonosencami, ale ide o tvory rovnako dobre prispôsobené na svoje životné prostredie ako ktorékoľvek iné organizmy z iných období dejín našej planéty.




Viac o kambrickej explózii 
https://burgess-shale.rom.on.ca/en/science/origin/04-cambrian-explosion.php 
http://www.quark.sk/kambricka-explozia/


Žiadne komentáre:

Zverejnenie komentára