Kde se skrývá evoluční kolébka rostlin? Žhavým kandidátem jsou suché tropy.

Autor: Jan Toman

Existují na Zemi „evoluční kolébky“, ve kterých přednostně vznikají důležité evoluční novinky? Podle přelomových paleontologických nálezů by jimi u rostlin mohly být sušší rovníkové oblasti.

Vznikají evoluční novinky na všech místech stejnou měrou? Nebo můžeme na Zemi vytipovat určité „evoluční kolébky“, které dávají opakovaně vzniknout výrazně odlišným vývojovým liniím? Evoluční biologové obvykle považují celou otázku za příliš komplikovanou, než aby na ni existovala jednoznačná odpověď. Podle paleobiologů ale takové oblasti skutečně existují. Poslední objevy přitom naznačují, že některá z uvažovaných území by skutečně výraznou „evoluční kolébku“ mohla představovat. Jedná se o rovníkové oblasti suššího charakteru s výrazným střídáním ročních dob. Právě v permských vrstvách z tohoto prostředí totiž paleobotanici objevili hned tři skupiny vyšších rostlin, které v následujících druhohorách ovládly celé ekosystémy a které se podle původních představ měly vyvinout až daleko později.

Myšlenka, že v určitých oblastech přednostně vznikají progresivní evoluční linie – takové, které díky svým novým přizpůsobením v následujících milionech let ovládnou rozsáhlé části Zemského povrchu – není žádnou novinkou. Pro mořské organismy to mohou být šelfová moře, pro rostliny zase drsnější a sušší regiony. Právě na těchto místech teoreticky vznikají linie s výraznými evolučními inovacemi, které se posléze rozšiřují do zbývajících oblastí. Jiná místa, například hlubiny oceánů, tundra nebo půdní prostředí, naopak mohou představovat únikové habitaty pro konzervativní a pod tlakem neživého prostředí i živých konkurentů pomalu vymírající linie. Známý paleobiolog Jack Sepkoski na tomto základě dokonce formuloval celou teorii o tom, že nové linie mořských organismů přednostně vznikají v mělčinách a postupně ustupují do hlubin, takže zástupce nejstarších faun můžeme nalézt na nejodlehlejších místech mořského dna.

Evoluční biologové obvykle považují celou otázku za daleko komplikovanější. Při vzniku evolučních novinek hraje roli řada faktorů, od individuálních vlastností daného druhu jako je rychlost vzniku mutací, typ vývoje nebo intenzita metabolismu, přes tlaky neživého prostředí, parazitů, predátorů a konkurentů až po teplotu prostředí. Jisté je snad jen to, že tropické oblasti hrají v evoluci výsadní roli. Díky stabilnímu přísunu živin a energie zde prosperují i složité ekosystémy s vysoce specializovanými druhy. Stačí vzpomenout na tropický deštný les nebo korálový útes. Rovníkové oblasti navíc hostí největší část pozemské druhové, tvarové i funkční bohatosti.

Ve vzácné shodě považují rovníkové oblasti za určitý typ „evoluční kolébky“ i paleobiologové. Nejde však o typické tropy typu deštných lesů, horských džunglí či korálových útesů, ale spíše sušší suchozemské oblasti s výrazným střídáním ročních období a dlouhým obdobím sucha. Právě zde se podle různých badatelů mohly pod tlakem podmínek vyvíjet radikálně nové skupiny rostlin s odolností proti vysychání, sofistikovaným rozvodem živin či krytými semeny. Naneštěstí se ale zároveň jedná o oblasti, kde se příliš často nezachovávají kvalitní zkameněliny. Celá hypotéza tak dlouhou dobu zůstávala neověřená.

Nečekané podpory se jí však dostalo před pár týdny, když mezinárodní skupina paleobotaniků představila ve vědeckém časopise Science své objevy od Mrtvého moře. Čtete správně, jedná se opravdu o známé slané bezodtoké jezero na hranici Izraele a Jordánska. Vtip tkví v tom, že se oblast středního východu na konci permu před asi 250 miliony let nacházela daleko blíže rovníku než dnes – konkrétně asi 15 stupňů jižněji. Ještě před hromadným vymíráním na hranici permu a triasu se na území dnešního blízkého východu rozprostíraly tropické, byť poněkud suché, pobřežní pláně. Díky teplému klimatu a střídání ročních období se ve zdejších rostlinných společenstvech střetávaly suchomilné rostliny ze západu s vlhkomilnými druhy východních deštných pralesů. Podobné hraniční oblasti podle zkušenosti paleobiologů nezřídka hostí první zástupce v budoucnu úspěšných skupin. Díky výbornému zachování zkamenělin se po nich mohli poohlédnout i zde.

Zkameněliny semenných kapradin (A-C), benetitů (D a I-M) a nohoplodovitých nahosemenných (E-H a N-O) nalezené v jordánských vrstvách z konce permu. Dále vidíme nalezené fosilní zástupce cykasů (P-S). Podle Blomenkemper et al. 2018.

Už první výsledky ukázaly, že ve zdejších pobřežních nížinách o své místo na slunci bojovaly rostlinné linie typické pro následující druhohory. Až důkladnější výzkum ale ukázal, jak důležité nálezy jsou. Výzkumníci nalezli zástupce hned tří velkých skupin semenných rostlin, o kterých předpokládali, že se vyvinuly až v reakci na krizi počátkem triasu o několik milionů let později. První z nich byly semenné kapradiny ze skupiny Corystospermales. Druhou benetity (Bennettitales), svérázná druhohorní variace na kvetoucí rostliny. Opravdovou senzací je ale hlavně třetí skupina, krytosemenné rostliny za skupiny nohoplodovitých (Podocarpaceae). Hlavně proto, že se s nimi můžeme na jižní polokouli stále běžně setkat.

Žádnou z těchto skupin badatelé v tak starých vrstvách neočekávali. Ještě zajímavější ovšem je, že všechny tyto budoucí dominanty koncem permu sdílely své prostředí jak mezi sebou, tak s daleko archaičtějšími liniemi rostlin. Jiná prostředí než sušší tropické lesy, jejichž otisk se zachoval ve vrstvách na pobřeží Mrtvého moře, podobně výjimečná nejsou. Bažiny například hostily typickou prvohorní flóru kapraďorostů s malými příměsemi jiných skupin. Zdá se tak, že na teplých oblastech s nepravidelným přísunem vláhy přinejmenším z hlediska rostlinné makroevoluce opravdu něco bude.

Nálezy od mrtvého moře tedy ukazují, že vývojové linie, které díky svým evolučním inovacím v pozdějších dobách dosahují globálního úspěchu, mohou nápadně často vznikat v přechodných prostředích, jako jsou sušší tropické oblasti. Zpočátku tvoří jen okrajovou součást ekosystémů dominovaných „pány hory“, staršími skupinami, které mají obsazené takřka všechny styly života. Až vymření těchto starobylých linií způsobené změnami prostředí potom uvolňuje cestu „čekajícím“ skupinám.

V našem případě tak katastrofické události na přelomu permu a triasu uvolnily cestu semenným rostlinám a jejich moderním krytosemenným nástupcům ke globální nadvládě. Nelze tudíž vyloučit, že všechny „evoluční kolébky“ v obecné rovině fungují tím způsobem, že pod neustálým stresem nepříliš pohostinného prostředí dávají vzniknout evolučně inovativním skupinám. Tyto skupiny díky své zvýšené odolnosti či přizpůsobivosti přežijí následující hromadné vymírání a dají základ dominantní fauně či flóře nastupujících období.

Zdroj: Blomenkemper P, Kerp H, Hamad AA, DiMichele WA & Bomfleur B (2018): A hidden cradle of plant evolution in Permian tropical lowlands. Science, 362.

Facebook Comments