Záhady evolúcie: Staroveké zvieratá, ktoré nevymreli

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Evolúcia života na Zemi obsahuje veľa záhad. Jedným z nich sú evolučné skoky, počas ktorých sa podľa paleontologických štandardov v krátkom čase objavili nové skupiny živých bytostí alebo nové znaky, ktoré radikálne menia „štruktúru“organizmu. Príkladom je pôvod vtákov z dinosaurov.

Existujú však príklady opačnej vlastnosti: evolúcia sa akoby zastavila na stovky miliónov rokov.

Fenomén „živých fosílií“zostáva jedným z najkontroverznejších v modernej biologickej vede a nahromadilo sa obrovské množstvo tém a materiálu na diskusiu. Jeden z učebnicových príbehov poznáme zo školy: do konca 30. rokov 20. storočia bol nadrad krížencov v období kriedy považovaný za vyhynutý.

V roku 1938 sa však podarilo z Indického oceánu vytiahnuť z hĺbky 70 m úžasného tvora, neskôr nazývaného coelacanth. Ukázalo sa, že ryby, v ktorých plutvách boli svalnaté laloky, prežili až do modernej doby. Mimoriadne veľký záujem o nález vyvolal fakt, že veda považovala rybu s krížovými plutvami za prechodnú formu od rýb k obojživelníkom a „svalnaté“plutvy boli vnímané ako krok k labkám, s ktorými sa dá pohybovať po súši.

Krížové plutvy, ako sa ukázalo, mali tiež blízkeho spoločného predka s rybami nadradu dýchajúcimi pľúcami - to znamená, že môžu dýchať kyslík rozpustený vo vode aj atmosférický vzduch. Táto vetva zanechala potomkov v modernej faune v podobe rohatých rýb - a možno ich považovať aj za akési živé fosílie, pretože ostatní početní zástupcovia nadradu existujú iba v geologickej kronike.

Ako živé fosílie sa teda zvyčajne označujú živé tvory, ktoré sa buď morfologicky takmer nelíšia od známych pradávnych živočíchov (rastliny, baktérie), alebo prebrali niektoré archaické znaky od vzdialených predkov.

Čo sa stalo s hodinami?

Existencia takýchto „dvojíc“, spájajúcich obyvateľov starovekej Zeme a našich súčasníkov, sa stala jednou z ťažkých otázok evolučnej teórie. Evolúcia je totiž podľa moderných predstáv založená na akýchsi biologických hodinách. Počas dlhých časových intervalov by sa v genómoch mal nahromadiť porovnateľný počet mutácií. A ak niektoré stvorenia zostali prakticky nezmenené stovky miliónov rokov, potom sa ich „hodiny“zastavili.

Fenoménu „živých fosílií“sa chytili kreacionisti, ktorí popierajú evolučné mechanizmy identifikované vedou. Nech sa po stovky miliónov rokov genetickými mutáciami a prírodným výberom premenili niektoré vetvy dinosaurov na orly a sýkorky, ale prečo tieto objektívne zákony prírody ponechali krížovú, aj keď relatívnu, ale nezmenenú?

Akoby v reakcii na tento druh uvažovania, mnohí biológovia sú dnes naklonení všeobecne považovať termín "žijúce fosílie" (mimochodom späť k samotnému Darwinovi) za nesprávny. A pretože nemá jasnú definíciu a pretože nepresne označuje podstatu javu. O zastavení evolúcie predsa nemôže byť ani reči. Nedávno bola zverejnená štúdia, ktorú pripravili vedci z University of Michigan, o jeseteroch, ktoré žijú v amerických Veľkých jazerách.

Táto ryba, ktorá má skôr archaický vzhľad, bola považovaná za jedného z kandidátov na živé fosílie – jesetery existujú na našej planéte už asi 100 miliónov rokov. Ako sa nám však podarilo zistiť, obyvatelia Veľkých jazier v priebehu histórie vykazovali kolosálne miery evolučných zmien - pričom si zachovali hlavné morfologické znaky, neustále menili veľkosť. Veľké jazerá boli domovom trpasličích a obrovských rýb, ako aj jeseterov mnohých stredných veľkostí.

Podmorská loď Nautilus - obyvateľ hlbín Tichého a Indického oceánu - je jedným z najpozoruhodnejších predstaviteľov "živých fosílií". Patrí do Nautiloidea – nadradu hlavonožcov, ktorých fosílie sú známe už od kambria (pred 500 miliónmi rokov). Na rozdiel od iných hlavonožcov, ako sú chobotnice alebo chobotnice, si nautilus zachovali svoje ulity úžasnej krásy už pol miliardy rokov. Z celej škály nautiloidov zostalo len niekoľko druhov.

Rovnaké závery urobila moderná veda pre klasické príklady "živých fosílií" - rovnaký coelacanth. Patrick Laurenti, evolučný biológ z Francúzskej národnej vedeckej nadácie CNRS, bol jedným z tých, ktorí zistili, že existujú výrazné anatomické rozdiely vo veľkosti, v štruktúre lebky, chrbtice a ďalších morfologických prvkov medzi coelacanths - zástupcami kriedových rýb. - a moderné coelacanths. A čo je najdôležitejšie, rýchlosť zmien v genóme je celkom porovnateľná so zmenami v DNA tvorov, ktoré v priebehu evolúcie prešli radikálnymi metamorfózami.

Štíty – malé sladkovodné kôrovce z podradu Notostraca – sa prvýkrát objavili na Zemi asi pred 265 miliónmi rokov a odvtedy si zachovali svoj vzhľad nezmenený. Ani tu však nefungoval predpoklad zastavenej evolúcie. Výskumníci z univerzity v britskom meste Hull sekvenovali niekoľko génov z DNA asi 270 jedincov živých štítov.

V dôsledku tejto práce sa ukázalo, že dnes štíty netvoria 11, ako sa predtým myslelo, ale 38 samostatných druhov a tieto druhy patria do dvoch rôznych vetiev, ktoré boli rozdelené v období jury - asi pred 184 miliónmi rokov. Súčasne pravidelne dochádzalo k aktívnej speciácii a zodpovedajúcim zmenám v genóme bez ovplyvnenia základnej morfológie.

Zelený kontinent sa stal miestom na Zemi, kde sa dlhodobo izolovane vyvíjali najneobvyklejšie skupiny cicavcov.

Tiché miesto a jemné ladenie

Ale ak evolúcia pravidelne zavádza, aj keď nie okamžite viditeľné, ale neustále konštruktívne zmeny, prečo vzniká fenomén „živých fosílií“? Na ilustráciu tohto mechanizmu sa vráťme do histórie ľudstva. Veľké migrácie ako veľké sťahovanie národov, vznik štátov a impérií, šírenie svetových náboženstiev – to všetko viedlo k miešaniu etnických skupín a neustálej zmene spôsobu života ľudí z generácie na generáciu.

Existujú však prípady, keď v dôsledku makroprocesov skončil akýkoľvek samostatný kmeň na vzdialenom ostrove alebo v hlbinách džungle, alebo v iných podmienkach, ktoré viedli k izolovanej existencii, ale neprispeli vo veľkej miere k rozvoj civilizácie. A kým sa niekde kládli železnice, stavali sa moderné mestá, do neba lietali lietadlá, izolovaný kmeň žil ďalej tak, ako žili jeho predkovia možno pred tisíckami rokov.

Zhruba to isté, len v iných časových mierkach, sa stalo v dejinách divokej prírody. Predkovia väčšiny „živých fosílií“patrili v dávnej minulosti k oveľa rozsiahlejším príbuzným skupinám tvorov. Títo početní príbuzní, ktorí sa v minulosti dostali pod sekeru prirodzeného výberu, sa buď prispôsobili zmeneným podmienkam, postupne sa premenili na nepoznanie, alebo vymreli a zmenili sa na slepé vetvy.

A len malá časť skupiny sa vôľou okolností stala paleoendemickou. Ocitla sa v podmienkach, ktoré sa po prvé v priebehu miliónov rokov prakticky nemenili, a preto si nevyžadovali radikálne prispôsobenie, a po druhé túto populáciu izolovali od prirodzených nepriateľov. V týchto evolučných laboratóriách sa genetické hodiny míňali rovnakou rýchlosťou, avšak prirodzenému výberu nezostávalo nič iné, ako doladiť kedysi zavedenú morfológiu.

Biblia a rokenrol

S fenoménom „živých fosílií“úzko súvisí niekoľko ďalších paleontologických javov. „Lazarov efekt“je pomenovaný podľa biblickej postavy vzkriesenej Kristom. Hovoríme o druhoch, ktoré po zaznamenaní do fosílneho záznamu potom na dlhý čas akoby zmizli a potom sa znova objavili („vzkriesili“).

Najčastejšie je to jednoducho kvôli nedostatku paleontologických údajov: koniec koncov, tvorba fosílií nie je ani tak normou, ako zriedkavým prípadom, a ak sa pre danú éru nenašli pozostatky akéhokoľvek tvora, nie je to tak. znamená, že to tak nebolo. Možno mal jednoducho „smolu“, že zanechal stopy vo fosíliách, alebo sa tieto stopy ešte nenašli. Lazarov efekt zahŕňa aj ojedinelé prípady, keď sa medzi živými náhle objaví zviera považované za vyhynuté.

Hádanka hlbín

Latimeria bola vďaka svojmu mimoriadne „pravekému“vzhľadu dlho považovaná za klasický príklad „živej fosílie“. Postupom času však boli medzi týmto obyvateľom Indického oceánu a starovekými celacanthami identifikované výrazné rozdiely. Najmä niektoré metabolické vlastnosti naznačujú, že fosílni príbuzní coelacantha žili v sladkovodných útvaroch, kde im pravdepodobne pomáhali pri pohybe svalnaté plutvy, ktoré sa spoliehali na dno plytkej vody. Okrem toho je moderný coelacanth väčší ako starodávna ryba s krížovými plutvami.

Klasickým príkladom taxónu Lazarus je nelietavý vták takahe na južnom ostrove Nového Zélandu. Pozostatky vtáka boli objavené v polovici 19. storočia a hoci jeho druh nie je obzvlášť starý, 100 rokov bol takahe považovaný za úplne vyhynutý. Ale vzkriesenie stále nasledovalo. Zhruba rovnaký osud postihol pekárov Chak, vlneného prasaťa podobného obyvateľa Južnej Ameriky. V roku 1930 boli objavené jeho kosti, ktoré ešte neboli skamenené, čo naznačuje relatívne nedávne vyhynutie tohto druhu. A až o 45 rokov neskôr sa ukázalo, že nedošlo k žiadnemu zmiznutiu - iba zviera sa dobre skrylo pred zvedavými očami.

O akomsi vedeckom blude svedčí aj „Elvisov efekt“. Ako viete, po predčasnej smrti kráľa rokenrolu bolo veľa ľudí, ktorí videli Elvisa živého v rôznych častiach Ameriky a sveta. Tak isto tvory s veľmi podobnými morfologickými charakteristikami, oddelenými veľkými časovými intervalmi, boli niekedy mylne považované za tie isté biologické druhy, ktoré prežili epochy. Typický príklad pochádza zo sveta morských bezstavovcov známych ako ramenonožce alebo ramenonožce.

Vo fosíliách z neskorého triasu bol zaznamenaný druh ramenonožcov s názvom Rhaetina gregaria. Po triase, asi pred 200 miliónmi rokov, nasledovala udalosť známa ako triasové (alebo triasovo-jurské) vymieranie, ktoré viedlo k vyhynutiu mnohých druhov bezstavovcov.

Fosílie pochádzajúce z obdobia jury však obsahujú aj pozostatky tvora veľmi podobného Rhaetina gregaria. Ďalší výskum však ukázal, že jurský ramenonožec je tým istým „vzkrieseným Elvisom“, teda tvorom, ktorý nie je potomkom triasovej ramennej hlavy, ale predstaviteľom inej vetvy, ktorá nadobudla podobnosti v dôsledku konvergentnej evolúcie. - jav, ktorý dal krídla vtákom a netopierom, ktorí nemajú blízky vzťah.

Zoznam tvorov, ktoré prežili, akoby nezmenené, celé geologické éry je rozsiahly a zahŕňa cicavce, ryby, vtáky, mäkkýše, ale aj rastliny a baktérie. Ako však ukazujú vedecké údaje, žiadne z týchto tvorov nemôže byť dôkazom „zastavenia evolúcie“. Len nie vždy poznáme jej cestu.