Dokonalí už 385 milionů let. Vědci si posvítili na ranou evoluci žraloků

- Příroda autor: Jan Toman

Na dnešní Zemi bychom těžko hledali dokonalejší predátory, než jsou nádherně smrtící žraloci. Proudnicově tvarované tělo, skvělý čich, schopnost vnímat elektrické signály, ostré, neustále dorůstající zuby. Není divu, že se ze žraloků s přispěním filmů jako Čelisti stali jedni z nejobávanějších dravců. A to i přesto, že se přirozené prostředí těchto paryb s tím naším takřka míjí, většina žraloků neloví kořist lidské velikosti a těm zbylým lidé nechutnají. Jak se ale tito "králové moří" vyvinuli z dřívějších rybovitých obratlovců? Odpověď na tuto otázku nedávno poodhalil výzkum amerických a britských paleobiologů.

Evoluce žraloků trvá už minimálně 385 milionů let. Ilustrační snímek

Evoluce žraloků trvá už minimálně 385 milionů let. Ilustrační snímek,zdroj: Profimedia.cz

Co se týče pozemského ekosystému, žraloci nejsou žádní noví příchozí. Jak dokládají četné paleontologické nálezy, proháněli se třetihorními, druhohorními i prvohorními moři. Bylo by přitom chybou považovat všechny jejich zástupce za větší či menší "klony" ikonického žraloka bílého.

Dnešní žraloky nalezneme v tropických mořích i poblíž pólů, ve vodním sloupci i u dna a výjimkou nejsou ani zcela exotické životní strategie, jako například filtrování planktonu u obřích žraloků velrybích. Úplně stranou jsme přitom nechali takové "exoty", jako jsou kladivouni nebo různé hlubokomořské formy žraloků. Za zmínku navíc stojí i další, blízce příbuzné, skupiny paryb jako chiméry nebo rejnoci.  

Během milionů let se žraločí fauna našich oceánů vyvíjela. Paryby zažily své vrcholy a pády, nikdy ale zcela nevymizely. V pomyslném šeru věků se ovšem donedávna skrývaly evoluční kořeny paryb. Velkou otázkou zůstává zejména vztah dnešních parybích linií k různým vymřelým prvohorním skupinám. Díky americko-britské paleontologické studii, kterou nedávno její autoři publikovali ve vědeckém časopisu Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, ale máme zase o něco jasněji.

Záhadná zkamenělina

Autoři studie se zaměřili především na jednu zkamenělinu, záhadný druh Gladbachus adentatus ze středního devonu dnešního Německa starý asi 385 milionů let. Studovaná zkamenělina vykazuje na své stáří překvapivě vysoký stupeň zachování. I přesto, nebo možná díky tomu, ale bylo její příbuzenské zařazení vždy mimořádně komplikované. Vykazuje totiž jak znaky moderních paryb, tak různých starších rybovitých čelistnatců.

S využitím několika pokročilých metod počítačové tomografie proto výzkumníci zkamenělinu naskenovali do počítače. Následně provedli ještě několik tenkých řezů, aby mohli zachované tkáně studovat v co nejmenším měřítku pod mikroskopem. Získané údaje nakonec porovnali se znaky možných příbuzných skupin a pokusili se rekonstruovat jejich nejpravděpodobnější příbuzenské vztahy.

Detailní analýza ukázala, že se některými znaky – například poněkud chaotickou stavbou své druhotně kostnatící chrupavčité kostry – Gladbachus blížil spíše vymřelé prvohorní skupině trnoploutvých obratlovců. Tu dnes vědci neřadí mezi paryby, ale jen do jejich staršího příbuzenstva. Zároveň ale Gladbachus neměl ploutevní trny ani jiné znaky jednoznačně ukazující na příslušnost k této skupině.  Dalšími znaky – například velikostí blížící se 80 centimetrům – naopak druh připomínal spíše moderní paryby.

Zde ale rozpory nekončí. Tělo druhu Gladbachus adentatus nepokrýval tělní pancíř, což by značilo blízkost některým dřívějším evolučním liniím. Zároveň na něm ale nenalezneme ani stejně tvarované a pravidelně stavěné šupiny paryb či jiných moderních skupin rybovitých obratlovců. Některé části těla byly sice pokryty šupinami, ty ale vykazovaly nepravidelný tvar, podivný růst a stavbou se blížily spíše tělnímu pokryvu pancířnatců.

Co se týče stavby celého těla, zachovaly se jen některé části. I v nich se ale Gladbachus nachází někde na křižovatce mezi staršími skupinami rybovitých obratlovců a moderními parybami. Stavbou lebky kupříkladu připomíná některá dnešní embryonální stadia čelistnatců, což může značit dosti starobylé uspořádání, žaberní oblouky ale více méně odpovídají moderním parybám.

Mozaikovitá evoluce

Když výzkumníci všechny pozorované znaky vložili do počítače a nechali příslušný program porovnat tento stav s daty pocházejícími od ostatních rybovitých obratlovců, dostali zajímavé výsledky. Různé vymřelé skupiny z příbuzenstva paryb zahrnované mezi trnoploutvé nemusí být vzájemně blízce příbuzné. Nezávisle na sobě se odvětvovaly v průběhu evoluční linie vedoucí k dnešním parybám. Jednu z těchto skupin reprezentuje i Gladbachus. Ten se ale z hlediska celkové tělní stavby více než ostatním trnoploutvým skupinám blíží dnešním žralokům. Jako by si na něm evoluce zkoušela tělní plán, který s mírnými modifikacemi následně uspěl u moderních žraloků.

Fakt, že mezi trnoploutvými skupinami nalezneme jak formy podobné dnešním žralokům, tak i formy dnešním parybám velmi vzdálené, značí jedno. Evoluce paryb probíhala výrazně mozaikovitým způsobem. Různé linie se nezávisle na sobě přizpůsobovaly svému prostředí podobným způsobem. Variace na žraločí stavbu těla vznikly mnohokrát. Až ta poslední, která vedla k moderním parybám, ale spojila jednotlivá přizpůsobení v opravdu ideální celek.

Co se týče časové souslednosti událostí v rané evoluci rybovitých obratlovců, není pochyb o tom, že v kambriu bychom potkali jen různé bezčelistnaté formy podobné dnešním sliznatkám a mihulím. Už koncem ordoviku se ale patrně vyvinuli první čelistnatci, kteří dominovali mořím také v následujícím siluru. Ze středního devonu, ve kterém žil i Gladbachus adentatus, potom známe celou řadu různorodých zkamenělin zahrnovaných mezi trnoploutvé a rané paryby.

Buď se tedy tyto skupiny rozvíjely postupně, ale až v devonu podmínky dovolily jejich výraznější zachování, nebo v tomto období prodělaly explozivní rozvoj. Ať už to bylo tak nebo tak, po vymírání na konci devonu převládly moderní skupiny paryb, které vytlačily starší typy a se kterými se setkáváme dodnes.

V neposlední řadě je zajímavé, že navzdory svému druhovému jménu (adentatus znamená latinsky bezzubý) Gladbachus zuby oplýval. Jen byly malé a odlišné od zubů dnešních žraloků. Tento fakt, spolu se zvláštní stavbou čelistí, velkou hlavou a rozměrným žaberním košem naznačuje, že se Gladbachus adentatus pravděpodobně živil filtrováním planktonu. Svým životním stylem se tak blížil dnešním žralokům velrybím.

To je velký rozdíl oproti většině zástupců zařazovaných mezi trnoploutvé, kteří vesměs představovali těžkotonážní obrněné formy žijící u dna. Odlehčení těla spojené s velkou pohyblivostí ve vodním sloupci potřebné pro úspěšné vychytávání drobných organismů tak mohlo stát na počátku cesty vedoucí k dnešním dokonalým žraločím predátorům.

Zdroj: Coates MI, Finarelli JA, Sansom IJ, Andreev PS, Criswell KE, Tietjen K, Rivers ML,& La Riviere PJ (2018): An early chondrichthyan and the evolutionary assembly of a shark body Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 285.

Tagy: paleontologie žraloci zvířata a příroda věda a poznání