Autor: Jan Toman
Detailní analýza ptačí fylogeneze a přezkoumání několika klíčových zkamenělin umožnily badatelům odhalit společné rysy skupin, které přežily vymírání na přelomu druhohor a třetihor. Vzhledem k tomu, že se novějšího období nedožily žádné starobylé stromové ptačí linie a že mezi přeživšími moderními ptáky nebyli žádní stromoví zástupci, musela destrukce lesních ekosystémů po dopadu chicxulubského asteroidu dosáhnout globálního rozsahu a trvat několik set let.
Hromadné vymírání na přelomu křídy a třetihor se do všeobecného povědomí zapsalo hlavně jako událost, kdy vymřeli všichni neptačí dinosauři. Kromě ikonických „vládců druhohor“ ale dosáhla svého zenitu také celá řada bezobratlých, velcí mořští plazi, ptakoještěři, nebo mnoho linií později úspěšných krokodýlů, savců a ptáků. Právě na poslední skupinu se nedávno zaměřil mezinárodní tým biologů a paleontologů. Přírodovědci mají už nějakou dobu jasno, že bouřlivé události na přelomu druhohor a třetihor přežilo jen několik linií moderních ptáků ze skupiny Neornithes. Proč ale široce rozšíření křídoví ptáci ze skupin Ichthyornithes, Hesperornithes, Palintropiformes či Enantiornithes tak bleskově zmizeli ze scény?
Na základě čím dál preciznější znalosti příbuzenských vztahů mezi dnešními ptačími skupinami a studia některých klíčových zkamenělin z počátku třetihor nyní vědci došli k závěru, že všichni ptačí přeživší křídové katastrofy byli zemní nebo přinejmenším ne-stromoví ptáci. Moderní stromoví ptáci se z nich podle výzkumníků vyvinuli až druhotně. To vrhá nové světlo na celé, prozatím poslední, hromadné vymírání. Jak naznačují i další důkazy, destrukce suchozemských ekosystémů musela být enormní. Během několika let podle všeho zanikly takřka všechny lesy a souvislý porost se obnovil až za několik století. Stromoví ptáci a různě specializovaní zástupci, mezi které spadala drtivá většina starších ptačích linií, neměli šanci. Budoucnost spadla do klína ptákům preferujícím otevřená prostředí a život při zemi. V obecné rovině se potom ukazuje, že hromadná vymírání mohou mít celkem velkou ekologickou specifitu a nepředvídatelnými způsoby ovlivňovat další průběh evoluce.
Vymírání na přelomu křídy a třetihor (červená linka) přežili z ptáků jen ne-stromoví zástupci skupiny Neornithes (tj. moderních ptáků). Zcela naopak vymizeli zástupci převážně stromových Enantiornithes, patrně taktéž stromových Palintropiformes a vodních skupin Ichthyornithes a Hesperornithes. Podle Field et al. 2018.
Podle paleontologických nálezů i molekulárně-biologických rekonstrukcí se moderní ptáci rozrůznili na celou řadu evolučních linií během pouhých několika milionů let po hromadném vymírání na hranici křídy a třetihor. Otázkou ovšem zůstává, proč hromadné vymírání přežily právě ty linie moderních ptáků, se kterými se setkáváme dnes, respektive proč nepřežili alespoň nějací zástupci veleúspěšných křídových ptačích linií. Mezi ně můžeme zařadit převážně vodní skupiny jako Ichthyornithes či Hesperornithes ale i dominantně stromové ptáky ze skupin Palintropiformes a Enantiornithes.
Hypotéz, které se snaží vysvětlit tento nepoměr, badatelé v průběhu času formulovali víc než dost. Podle některých vědců přežili moderní ptáci díky svému silnému, obratnému a bezzubému zobáku, který jim umožnil rozlousknout i ta nejtvrdší semena. Jiné rostliny než ty s odolnými plody totiž ani nemusely katastrofické události na konci druhohor přežít. Podle dalších teorií moderní ptáky zachránila relativně větší vejce, nebo odlišné způsoby hnízdění a vyvádění mláďat. Na první pohled je zřejmé, že tyto faktory mohly v přežití kritických podmínek sehrát důležitou roli. Problémem však je, že jednou nebo několika z těchto „klíčových“ vlastností oplývali i blízcí příbuzní moderních ptáků či jejich vymřelé linie, aniž by je to před vymizením zachránilo.
Úplně nové vysvětlení, proč poslední hromadné vymírání přežili jen někteří ptáci, vyplynulo z nasazení metody rekonstrukce ancestrálních znaků, která na základě vlastností evolučních linií a jejich příbuznosti dokáže odhadnout pravděpodobný stav dané vlastnosti u jejich společného předka. Na základě detailního modelu příbuzenských vztahů ptačích skupin, který se podařilo vypracovat v posledních letech, vyšlo najevo, že společní předkové dnešních hlavních ptačích linií byli patrně všechno, jen ne stromoví zástupci. Podle výsledků statistické analýzy tento závěr platí pro společného předka všech dnešních ptáků, běžců, letců, skupiny hrabavých a vrubozobých i všech zbývajících letců. Dnešní úspěšné stromové skupiny se z těchto převážně zemních předků vyvinuly až druhotně, první bezprostředně po konci hromadné extinkce. Podobné trendy se uplatnily i v dílčích skupinách ptáků. Na základě paleontologických nálezů navíc můžeme soudit, že drtivá většina ptáků, kteří hromadnému vymírání neodolali, představovala stromové formy. Rozhodně to platí pro nejúspěšnější skupinu křídových ptáků – Enantiornithes. Podobně na tom ale patrně byli také vymřelí moderní ptáci a skupina Palintropiformes.
Podle rekonstrukce ancestrálních znaků se žádný z hlubokých předků dnešních ptáků, který přežil vymírání na hranici křídy a třetihor (rudá tečkovaná čára uprostřed), neřadil mezi stromové ptáky. S velkou pravděpodobností šlo o ptáky zemní (hnědé linky), ze kterých se převážně stromové linie (zelené linky) vyvinuly až druhotně. Čas směrem k dnešku je na grafu vyjádřen vzdáleností od středu. Podle Field et al. 2018.
Z těchto nepřímých náznaků vyplývá, že křídové lesy musela postihnout opravdu děsivá katastrofa. O co se jednalo, je nabíledni. Ať už se na posledním hromadném vymírání podepsaly jakékoli faktory – mezi nejvěrohodnějšími teoriemi z minulých desetiletí můžeme jmenovat například extenzivní výlevový vulkanismus v oblasti indické Dekanské plošiny, nebo změny klimatu a mořské hladiny – klíčovou roli při něm nepochybně sehrál hlavně dopad asteroidu Chicxulub v oblasti dnešního Mexického zálivu. Impakt podobného rozsahu musel postihnout většinu suchozemských ekosystémů. Tlaková vlna a tsunami patrně vyvracely vzrostlé stromy v okruhu mnoha tisíc kilometrů. Zbylé porosty, a to i ty daleko vzdálenější, zasypal horký popel a kyselý déšť. Ničivé požáry podle všeho propukaly v globálním měřítku. Na dovršení celé katastrofy překryl slunce mrak popela, jemného prachu a plynů uvolněných při dopadu, který se v atmosféře držel několik let a vedl ke globálnímu ochlazení a značnému omezení rostlinné fotosyntézy.
Radikální charakter katastrofy dokresluje fakt, že zhruba 1000 let po dopadu asteroidu na Zemi převládly na místo lesů porosty kapradin. Tomu nasvědčuje jak obrovské množství kapradinových spor v příslušných vrstvách hornin, tak postupné přibývání stop přítomnosti dřevin během následujících stovek let. Ještě mnoho set tisíc let po katastrofě navíc převládala poměrně chudá společenstva dřevin, která se s bohatými lesy předcházejícího křídového období nemohla rovnat. Všechno to s největší pravděpodobností přispělo k úplnému vymizení lesních druhů ptáků. Křídové linie vodních ptáků potom pravděpodobně vymřely z proto, že jejich zástupci v ochuzených ekosystémech přišli o zdroje potravy.
Z celého „případu křídových ptáků“ ovšem plyne i obecné poučení. Ekologická specifita hromadných vymírání může být očividně velmi výrazná. Třebaže nelze předpovědět, jaká vlastnost zajistí druhu přežití katastrofických událostí globálního rozsahu, sebemenší rozdíl může hrát klíčovou roli. Spektrum přeživších druhů a jejich vlastností přitom zásadně určuje další evoluci daných linií. Jinými slovy, při hromadných vymíráních jako by evoluce hrála ruletu o to, do jakých končin pomyslného prostoru možností se dále vydá a jaké naopak opustí.
Zdroj: Field DJ, Bercovici A, Berv JS, Dunn R, Fastovsky DE, Lyson TR, Vajda V & Guthier JA (2018): Early Evolution of Modern Birds Structured by Global Forest Collapse at the End-Cretaceous Mass Extinction. Current Biology 28.