545 milionů let staré stopy přepisují příběh o původu složitého života

Nové fosilní důkazy naznačují, že kambrijská exploze – dlouho oslavovaná jako dramatický zrod složitého živočišného života – nemusí být tou náhlou evoluční událostí, za kterou jsme ji považovali. Výzkumníci analyzující starověké stopy fosilií z doby před 545 miliony let objevili známky překvapivě vyspělých, mobilních tvorů, kteří předcházeli kambriu o miliony let. Tyto organismy měly pravděpodobně segmentovaná těla, svaly, a dokonce i primitivní smyslové systémy, které po sobě zanechávaly stopy, jež svědčí o pohybu, adaptaci a komplexnosti.

Přehodnocení časové osy kambrijské exploze
Kambrijská exploze představuje pozoruhodnou kapitolu v historii života na Zemi. Právě v této době, zhruba před 530 miliony let, se poprvé objevilo mnoho hlavních skupin živočichů a začala se rozmáhat široká škála druhů. Tato událost je často vnímána jako náhlý nárůst biologické rozmanitosti. Nové důkazy však naznačují, že tento evoluční výbuch mohl začít mnohem dříve, než se vědci dosud domnívali. Nedávná studie publikovaná v časopise Geology tuto myšlenku podporuje analýzou fosilních důkazů, které předcházejí kambriu o miliony let.

Výzkumníci se zaměřili na zkamenělé otisky známé jako „stopové“ fosilie. Nejedná se o pozůstatky samotných organismů, ale o zachované stopy a značky zanechané jejich pohybem a aktivitou. Zkoumáním těchto stop, které sahají přibližně 545 milionů let do minulosti, tým zkoumal tělesné znaky organismů, které je vytvořily, včetně symetrie, segmentace těla a přítomnosti exoskeletů.

Studii provedli Olmo Miguez Salas z Fakulty věd o Zemi na Barcelonské univerzitě a Zekun Wang z Přírodovědného muzea v Londýně.

Za hranicemi kostí: Co odhalují stopové fosilie
Kambrijská exploze zůstává jedním z nejvíce fascinujících a nejzáhadnějších období ve fosilním záznamu. Zatímco mnoho paleontologických studií se tradičně zaměřovalo na organismy s tvrdými částmi těla, které snadno fosilizují, tyto studie vypovídají pouze část příběhu. Stopové fosilie (známé také jako ichnofosilie) nabízejí jiný pohled tím, že zachycují chování a interakce organismů s prostředím, včetně těch s měkkým tělem nebo bez kostry.

„Záznam stopových fosilií poskytuje cenné informace o evolučních obdobích, kdy dominovala fauna s měkkým tělem,“ říká Olmo Miguez Salas, postdoktorandský výzkumník Beatriu de Pinós na katedře dynamiky Země a oceánů na University of Barcelona. „Fosilní stopy odrážejí chování organismu, který je vytváří. Je určeno prostředím a reakcemi na podněty z prostředí. Jsou proto indikátorem paleoekologických podmínek, ve kterých žily organismy, které je vytvořily.“

Zaměření na zlomový bod evoluce
Autoři se zaměřili na studium stopových fosilií v přechodu ediakarského a kambrijského období (Ediacaran-Cambrian transition), „období uznávaného paleoevolučního zájmu, které bylo zlomovým bodem v evoluci komplexního života na Zemi,“ říká Miguez Salas.

V tomto přechodu došlo k radikální změně v biodiverzitě a ve struktuře organismů a ekosystémů. „Ediakarské fauně dominovaly složité, mnohobuněčné organismy s měkkým tělem. Přechod do kambria zahrnoval vyhynutí velké části ediakarské fauny a rychlou diverzifikaci složitých mnohobuněčných forem života s tvrdými částmi (např. exoskelety). Toto je evoluční jádro, z něhož se vyvinula většina moderních živočišných kmenů: to, co je známé jako kambrijská exploze,“ poznamenává výzkumník.

Štíhlí tvorové vyvolávají velké otázky
Studie publikovaná v časopise Geology kvantitativně ukazuje, že organismy se štíhlými tělesnými profily prosperovaly přibližně před 545 miliony let. „Tyto organismy pravděpodobně měly coelomická hydrostatická těla s předozadní osou, svaly a možná i segmentací,“ říká odborník.

„Navíc se tyto organismy mohly pohybovat určitým směrem (směrová lokomoce) a pravděpodobně disponovaly senzorickými schopnostmi pohybovat se a živit se heterogenními substráty v prostředí, kterému dominovaly mikrobiální rohože. Proto k tzv. kambrijské explozi a jejím evolučním důsledkům mohlo dojít mnohem dříve, než se odhadovalo.“

Nová metoda analýzy starověkého pohybu
Tyto adaptace v profilu těla a mobilitě umožnily těmto raným živočichům prosperovat ve stále dynamičtějším a složitějším prostředí, což je ekologické inženýrství, které mohlo podpořit evoluční inovace. Metodologická studie byla založena na analýze lineární proporcionality, kterou vykazují trajektorie pohybu moderních a zkamenělých živočichů. Následně byl tento zákon škálování aplikován na lokomotorické stopy fosilií z ediakarsko-kambrijského období (např. Archaeonassa, Gordia, Helminthopsis a Parapsammichnites).

Ačkoliv některé předchozí studie popsaly stopové fosilie spojené s mobilními bilaterálními organismy v ediakarské fauně, chyběly podrobné kvantitativní přístupy a stále existovalo mnoho neznámých ohledně tvaru těla těchto organismů (délka, šířka, cefalizace, atd.). Zjištění nové studie zavádějí inovativní kvantitativní přístup k analýze stop fosilní lokomoce ze starověku, anatomie raných zvířat a paleoekologické dynamiky.

Důsledky pro původ živočišné rozmanitosti
„Tento nový objev otevírá dveře ke kvantitativnímu studiu budoucích stopových fosilií Ediacara objevených v nadcházejících letech a k potvrzení, že kambrijská exploze se nestala v kambriu, ale o mnoho milionů let dříve. Zákony škálování získané v této studii navíc umožňují studium morfologického vývoje různých kmenů fauny generujících stopy fosilního pohybu, a to nejen během tohoto evolučního období, ale i během dalších evolučních období podobného významu, jako je velká diverzifikační událost ordoviku,“ uzavírá Olmo Miguez Salas.

Zdroj: https://scitechdaily.com/545-million-year-old-footprints-rewrite-the-origin-story-of-complex-life/ a https://web.ub.edu/en/web/actualitat/w/cambrian-explosion?referer=news

autor: František Martinek