Jsou katastrofy motorem evoluce? Vědci zmapovali zvláštnosti faun následujících hromadná vymírání.

Autor: Jan Toman

Paleobiologové už dlouhou dobu tuší, že po všech masových vymíráních ekosystémům dominovaly univerzálně, mnohdy celosvětově, rozšířené druhy. Tým britských, amerických a argentinských vědců nově prokázal, že se jedná o jev zcela univerzální a že nespecializované, široce rozšířené, druhy nepředstavují pouhé náhodné přeživší, ale dobře přizpůsobené nováčky.

Vymírání druhů patří k evoluci pozemského života stejně neodmyslitelně, jako jejich vznikání a postupné změny. V některých obdobích existence naší planety ovšem křivka vymírání vystřelila vysoko nad běžnou úroveň. Ať už vlivem sopečné činnosti, dopadů kosmických těles, nebo třeba prudkých změn klimatu, při několika příležitostech vymřela značná část pozemských organismů. Poslední z těchto katastrofických událostí bylo vymírání na konci křídy, při kterém dali pozemským ekosystémům vale (mimo jiné) dinosauři. Předcházely mu ale nejméně čtyři srovnatelně výrazné události.

Třebaže měla jednotlivá vymírání „velké pětky“ odlišné příčiny, podobný byl jejich dopad na pozemské ekosystémy. Většina druhů vymřela, takže na počátku následujícího období poničeným oblastem dominovalo několik málo univerzálních druhů. Tyto „postkatastrofické fauny“ byly vystřídány komplexnějšími ekosystémy často až po mnoha milionech let. Nově vědci dokázali, že podobné následky měla s velkou pravděpodobností všechna hromadná vymírání. Co je ale ještě důležitější, univerzální kosmopolitní druhy podle všeho nesestávaly z náhodných, nějakým způsobem preadaptovaných, přeživších. Jednalo se o druhy, které nově vznikly a novým podmínkám se velmi pružně přizpůsobily. Nástup „postkatastrofických“ faun tak může představovat univerzální pravidlo pozemské makroevoluce.

Hromadná vymírání se nepodepisují jen na snížení počtu druhů obývajících v příslušném časovém období naši planetu. Různými způsoby ovlivňují i jejich geografické rozšíření a narušují funkci pozemských ekosystémů. Dlouhá řada badatelů v průběhu let navrhovala, že v důsledku hromadných vymírání dochází ke zvyšování kosmopolitismu. Zatímco před vymíráním nacházíme v každé jen trochu odlišné oblasti jiné, specializované, druhy, po vymírání dominují rozlehlým končinám stejné, všestranné, druhy. Tomu nasvědčuje i pohled na fosilní nálezy. Důkladně a ve velkém měřítku ale tuto hypotézu donedávna nikdo netestoval. Nebylo tak například jisté ani to, zda se příslušníci „postkatastrofických faun“ svému univerzálnímu způsobu života vždy nově přizpůsobují, nebo jde o směs náhodných přeživších z minulého období.

Nově se na zoubek tomuto problému podívala skupina britských, argentinských a amerických vědců. Konkrétně se výzkumníci zaměřili na dvě výrazná vymírání počátku druhohor. První z nich, vymírání na přelomu permu a triasu, představuje vůbec nejničivější událost podobného rázu, která kdy rozvinutý život na Zemi potkala. Druhé studované vymírání na přelomu triasu a jury sice nebylo tak výrazné, mohlo ale prošlapat cestu mnoha progresivním evolučním liniím včetně dinosaurů. Obě události navíc spojuje fakt, že byly v jejich průběhu všechny kontinenty spojené v jedinou masu – Pangeu. Procesy spojené se „zkosmopolitněním“ faun se tak mohly projevit v plné síle.

Pro analýzu dat museli badatelé upravit zažité metody. Předně srovnávali charakter rozšíření jednotlivých druhů po různých lokalitách v průběhu času. Samotné sítě geografického rozšíření druhů toho ale v minulosti k dané otázce mnoho neřekly. Nově proto vědci do příslušného modelu zakomponovali i faktor příbuznosti mezi jednotlivými druhy, což jim umožnilo postihnout situaci, kdy se nějaký druh přeživší hromadné vymírání následně rozdělil na mnoho sice odlišných, ale blízce příbuzných, druhů dceřiných. Nová metoda navíc nebyla tak citlivá na různé způsoby vymezení fosilních druhů.

Změny kosmopolitního charakteru faun po dvou velkých vymíráních na počátku druhohor. Modrá oblast značí výsledky analýzy, která počítala i s příbuzností studovaných druhů. Červená oblast značí výsledky jednodušší metody založené pouze na geografickém rozšíření druhů. Button, Lloyd & Butler 2017.

Výpočty s použitím první metody naznačily zvýšení kosmopolitního charakteru pozemské fauny po ničivém vymírání na přelomu permu a triasu. Následně se ale hodnoty této veličiny pomalu snížily až k nule a statisticky průkazně nerostly ani po vymírání na konci triasu. Nová složitější metoda, která brala v potaz i příbuznost druhů, oproti tomu přinesla daleko zajímavější výsledky. Podle ní se zcela zásadně zvýšil kosmopolitismus na začátku triasu a na vysokých hodnotách se držel i po většinu tohoto období. Výrazně se ekosystémy rozrůznily až na konci triasu, ale než se stačily „rozkoukat“, zasáhla je rána dalšího hromadného vymírání. Ta vytlačila hodnoty kosmopolitismu zhruba na úroveň středního triasu. V následujícím období ale opět došlo k jejímu mírnému poklesu. Druhé studované vymírání tak nemělo natolik ničivé následky jako první, ale stejně se v datech jasně projevilo.

Mírné rozdíly vyvstaly mezi severní a jižní polokoulí. Jejich příčinou může být například odlišné rozšíření jednotlivých biomů (pouští, polopouští, horstev apod.) potenciálně oddělujících různé faunistické provincie. Právě tento faktor patrně stál za tím, že se druhy na jednolitém kontinentu Pangei vůbec rozrůznily.

Následující analýza měla za cíl odlišit, zda „postkatastrofické fauny“ sestávaly především z přeživších, nebo nově přizpůsobených druhů. Zaměření na druhy, které po hromadném vymírání nově vznikly, jasně ukázalo, že to jsou právě ony, kdo tvoří jádro „postkatastrofických faun“. Studium dlouho přežívajících odolných druhů naopak podalo svědectví o tom, že k následujícím kosmopolitním faunám přispívaly spíše vzácně. Jejich vliv se mohl uplatnit jen omezeně a pouze v druhém sledovaném vymírání.

Jak se tedy zdá, hromadná vymírání mají, co se týče jejich následků pro budoucí biodiverzitu, rozrůzněnost druhů a komplexitu ekosystémů, velmi podobný vliv. To se zákonitě musí odrážet na makroevoluci pozemského života. Právě při těchto katastrofických zásazích totiž může dojít k vymření či výraznému oslabení skupin, které měly jako pomyslní „pánové hory“ obsazené rozsáhlé oblasti ekologického prostoru. Vystřídat je mohou nové, třeba i daleko perspektivnější, evoluční linie. To, jaké konkrétní následky bude mít podobné „střídání faun“ pro další evoluci, potom závisí na historické náhodě – sadě vlastností umožňujících další rozvoj právě těch skupin, které se uchytí.

Zdroj: DJ Button, GT Lloyd, MD Ezcurra & RJ Butler (2017): Mass extinctions drove increased global faunal cosmopolitanism on the supercontinent Pangaea. Nature Communications, 8.

Facebook Comments