Co spustilo rozvoj živočichů? Kyslík to překvapivě nebyl

- Příroda autor: Jan Toman

Před zhruba 540 miliony let prošel život na naší planetě zásadním zlomem. Jako mávnutím kouzelného proutku se v období kambria mezi zkamenělinami začínají objevovat první bezobratlí i nejdávnější předkové obratlovců. 

Fosílie stará 300 milionů let pocházející z období kambrijské exploze

Fosílie stará 300 milionů let pocházející z období kambrijské exploze,zdroj: Profimedia.cz

Vesměs jsou sice podivní a dnešním zástupcům se příliš nepodobají, přítomnost tvrdých krunýřů, tělních přívěsků a končetin nicméně umožňuje jejich alespoň přibližné zařazení do hlavních skupin mnohobuněčných živočichů. 

O pouhých pár milionů let dříve přitom pokrývaly mořské dno tlusté nárosty bakterií, jen tu a tam proložené několika prvoky. Mnohobuněční živočichové byli vzácní a připomínali nafukovací matrace či vlající vějíře bez tvrdých částí těla a složitějších orgánů.

Tento přerod pravěkého života směrem k dnešním formám byl podle prvních poznatků tak náhlý, že si vysloužil název kambrijská exploze. S použitím novějších technik založených na detailním průzkumu zkamenělin a genetické informace dnešních organismů ale nakonec výzkumníci dospěli k závěru, že změna pozemské biosféry přeci jen nenastala "přes noc".

Společné předky dnešních kmenů mnohobuněčných živočichů jako jsou žahavci, kroužkovci nebo členovci od sebe dělí nejméně několik milionů let a v podobném časovém horizontu se zřejmě měnilo i samotné mořské prostředí.

Na tom, že se právě v této době objevili první opravdoví mnohobuněční predátoři, živočichové opatření obrannými krunýři či zástupci schopní se zavrtat do dna, stejně jako důležité potravní strategie spojené s filtrováním mořské vody či vrtáním v bahně, se však nic nemění.

Vědcům dodnes nedá spát otázka, proč ke kambrijské explozi došlo právě v kambriu. Stejně tak totiž mohla nastat o miliardu let dříve, nebo k ní nemuselo dojít vůbec. Podle většiny výzkumníků musel u jejího zrodu stát nějaký dosud neidentifikovaný spouštěč.

Mezi odborníky nejoblíbenějším a na první pohled nejlogičtějším spouštěčem je kyslík, respektive skokové zvýšení koncentrace tohoto plynu ve vodě a v atmosféře. Dýchání kyslíku umožňuje získat z živin daleko větší množství energie.

Energetické nároky mnohobuněčných živočichů jsou přitom v porovnání s prvoky či dokonce bakteriemi daleko vyšší. Drtivá většina dnešních mnohobuněčných organismů opravdu ke svému životu potřebuje alespoň několikaprocentní koncentraci tohoto plynu ve vodě.

Donedávna se tak zdálo nanejvýš pravděpodobné, že k jejich rozvoji mohlo dojít až poté, co vlivem činnosti fotosyntetických organismů vyšplhala koncentrace kyslíku v prostředí na určitou úroveň.

Tuto teorii ale, jak se zdá, staví na hlavu nedávno publikované geochemické analýzy mořských usazenin. Různé sloučeniny kovů, zejména vanadu, molybdenu a uranu, podléhají odlišným reakcím v okysličeném a neokysličeném prostředí a při různých koncentracích kyslíku se ukládají odlišnou rychlostí. Podle jejich koncentrace a vzájemných poměrů je tak možné odhadnout podmínky, které na daném místě kdysi převažovaly.

Výzkumníci si zaměřili na horniny z formace Xiamaling v severovýchodní Číně staré zhruba 1,4 miliardy let. Studované usazeniny vydaly poněkud překvapivé svědectví o několikaprocentních koncentracích kyslíku ve vodě.

Následně provedené počítačové simulace oceánského proudění a dalších dějů souvisejících s uvolňováním a spotřebováváním životodárného plynu upřesnily jeho koncentraci na hodnotách mezi 3,8 a 6,2 % dnešního množství.

Výsledek není na první pohled žádné "terno". Člověk ani žádný z velkých aktivních obratlovců by za takových podmínek ani náhodou nepřežil. Přesto se ale jedná o velký skok oproti původním odhadům nepředpokládajícím vyšší koncentraci kyslíku než jednu desetinu procenta. Nově spočítané koncentrace by dokonce i dnes dostačovaly mořským houbám a některým malým pohyblivým organismům, například červovitým kroužkovcům.

Pomyslné pódium tak zřejmě bylo k nástupu mnohobuněčných organismů, alespoň co se kyslíku týče, připravené mnoho milionů let před kambrijskou explozí. Hlavním spouštěčem jejich rozvoje tak musel být nějaký jiný faktor prostředí, možná dokonce činnost organismů samotných.

Zdroj: S Zhang, X Wang, H Wang, CJ Bjerrum, EU Hammarlund, MM Costa, JN Connelly, B Zhang, J Su & DE Canfield (2016): Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago. Proceedings of the Nation

Tagy: geologie zvířata a příroda věda a poznání

Zdroje: Vlastní