Nalezen nejstarší živočich s ústy a řití

20. 1. 2020 – 17:17 | Příroda | Jan Toman | Diskuze:

Nalezen nejstarší živočich s ústy a řití
Dvojice cloudinomorf s červeně zvýrazněným střevem | zdroj: Smithsonian Institution

Paleontologové objevili první obyvatele planety, kteří měli průchozí trávicí soustavu s odděleným ústním a řitním otvorem. Pocházejí z doby před 600 miliony let.

Když chtějí vědci upozornit na fantastické možnosti biologické evoluce, zdůrazňují důmyslnost komorových očí, celistvost obratlovčích mozků, nebo provázanost hmyzích kolonií. Žádná z těchto evolučních novinek ale svou důležitostí nesahá po kolena vrcholu živočišných přizpůsobení – řiti.

To není vtip.  Ať se nám to líbí, nebo ne, právě průchozí trávicí soustava zakončená vylučovacím otvorem do velké míry stvořila přírodu v té formě, jakou známe dnes.

Začalo to trávící dutinou

Jen před několika týdny tým amerických a čínských paleontologů publikoval objev, který posouvá kořeny tohoto orgánu o mnoho milionů let do minulosti.

Abychom docenili význam orgánu, který sami před okolním světem spíše skrýváme, musíme se posunout 600 milionů let do minulosti. V období zvaném ediakara se mělká moře začala plnit prvními většími zástupci mnohobuněčných živočichů. Už nějakou dobu se oceánskými masami proháněly také složitější, eukaryotické, jednobuněčné organismy (zjednodušeně řečeno prvoci) a několik linií mnohobuněčných řas.

Přesto se ediakarský svět výrazně lišil od toho dnešního –víc než třeba prvohorní moře plná trilobitů. Prakticky všichni mnohobuněční živočichové z tohoto období totiž spadali mezi linie postrádající dvoustrannou tělní souměrnost.

Prvním objevitelům, kteří na jejich zkameněliny narazili, připomínali zvláštně tvarované disky a stuhy, často s podivným „prošíváním“ připomínajícím konstrukci nafukovacích matrací.

Vnějšími rozdíly oproti moderní fauně ale specifika ediakarské bioty nekončí. Většina ediakarských živočichů se živila výhradně filtrováním mořské vody či seškrabáváním živin ze dna. Podobně jako dnešní žahavci měly i tyto organismy jednoduchou stavbu s vakovitou trávicí dutinou, jejíž vstup sloužil pro příjem i výdej potravy.

profimedia-0223674104 ediacara Podmořský svět v období ediakary před 560 až 580 miliony let | zdroj: Profimedia.cz

Zástupci to byli tak podivní, že pro ně někteří přírodovědci navrhovali vyčlenit vlastní skupinu na úrovni rostlin nebo živočichů. Postupem času ale vyšlo najevo, že všechny zástupce ediakarské fauny, nebo alespoň jejich drtivou většinu, můžeme zařadit mezi známé skupiny dnešních nejjednodušších zvířat – mořské houby, žahavce, žebernatky a další linie, které se oddělily z evolučního stromu živočichů mezi prvními.

Opravdová revoluce doprovázená rozvojem dvoustraně souměrných živočichů schopných vrtat do dna, vytvářet kostry, plavat a lovit nastala podle tradičních důkazů až s nástupem dalšího období – kambria.

Předběhli dobu

Objevy z posledních let však takto jednoduchý pohled nabourávají. Ukazuje se, že někteří z ediakarských zástupců – zejména na samotném konci jmenovaného období – s aktivním pohybem, vytvářením ochranných schránek a dvoustranou symetrií již experimentovali.

Jak shrnuje americko-čínský paleontologický tým v odborném časopisu Nature Communications, nejvýznačnějším z těchto živočichů dnes říkáme „cloudinomorfové“. Pod názvem se skrývá skupina podobně vypadajících zkamenělin připomínajících segmentované trubky či řady do sebe vložených kornoutů.

Svůj název skupina nese po rodu Cloudina, s velkou pravděpodobností ale shrnuje několik vzájemně nepříbuzných evolučních linií vytvářejících podlouhlé schránky.

kloudina z kaňonu upr 2 Cloudimorf z Wood Canyon v americké Nevadě | zdroj: Smithsonian Institution

Na rozdíl od většiny ediakarské fauny cloudinomorfové přežili hluboko do následujícího období. Vděčili za to několika trumfům. Mezi prvními se naučili vytvářet pevné schránky z organických i anorganických materiálů, které je chránily proti predátorům. Nálezy mnoha zástupců v těsné blízkosti dále ukazují, že dokázali těžit z výhod hustého seskupení a možná i „ekosystémového inženýrství“ – konstrukce vlastního prostředí ve stylu dnešních korálů.

Další důkazy naznačují, že se dokázali množit pučením, ale také pohlavně. Díky planktonním larvám potom dokázali bez většího úsilí kolonizovat rozsáhlé oblasti.

Všechny tyto vlastnosti ale blednou před možností, že Cloudina a jí podobné organismy mohly oplývat průchozí trávicí soustavou s odděleným ústním a řitním otvorem. Právě tomu podle paleontologů nasvědčují některé zkameněliny z formace Wood Canyon v americké Nevadě.

Ediakarské zkameněliny bývají málokdy zachovány ve velkém detailu. Indicie o vnitřní stavbě organismů z tohoto období jsou ještě vzácnější. Zatímco některé jen o málo mladší kambrické fosilie uchovaly podrobnosti oběhové, nervové, svalové a trávicí soustavy, o mikroskopické struktuře povrchů nemluvě, většina ediakarských nálezů sestává jen z otisků nebo hrubě zachovaných povrchových vrstev.

To je i případ většiny cloudinomorfů. Dokonce i v čínském Gaojiashanu či východní Evropě, kde nastala přeměna organismů na pyrit, zůstává rozpoznatelná jen schránka.

Kam s nimi?

Vlivem podmínek, které panovaly na území dnešní Nevady, však přeměna na zkamenělinu skončila dříve, než se těla organismů stačila změnit na nerost.

Díky tomu zůstaly asi u desetiny nálezů zachovány některé detaily vnitřních tělesných struktur. Toho si všimli i paleontologové, kteří tyto nálezy studovali, a umístili fosilie pod rentgenový mikrotomograf.

Výsledné rekonstrukce ukazují, že zachované struktury zaživa tvořily trubici a nejspíše vedly po celé délce schránky – jasný poznávací znak střev. Cloudinomorfové tak mohli představovat vůbec nejstarší známé organismy s průchozí trávicí soustavou.

I tak je ale na místě dávka opatrnosti. Nemáme jasno v tom, kam pozdně ediakarské cloudinomorfní organismy zařadit.

V průběhu desetiletí navrhovali různí vědci, že se může jednat o řasy, mořské houby, chapadlovky, polostrunatce, žahavce z příbuzenstva korálnatců, nebo mnohoštětinaté kroužkovce. Průchozí střeva nasvědčují poslední možnosti.

Zatím ale nemůžeme vyloučit ani to, že cloudinomorfové byli žahavci. V takovém případě by „střevo“ odpovídalo celému tělu ukrytému uvnitř schránky. Žahavčímu scénáři nasvědčuje také velké stáří zkamenělin, shlukování cloudinomorf a jejich schopnost množit se pučením.

profimedia-0492673006 nevada Paleotologové na Univerzitě MIssouri zkoumají nejstarší organismy s ústy a řití | zdroj: Profimedia.cz

Na druhou stranu, vzájemné shlukování a nepohlavní množení zvládají i mnohoštětinatci. Rovněž se nezachovala chapadla, která jsou typickým znakem korálnatců. Tvar i stavba schránky odpovídají stavu u některých dnešních přisedlých mnohoštětinatců. Větším problémem není ani to, že některé schránky cloudinomorf měly uzavřené konce. Trávicí trubice mohla být v takovém případě stočená do U.

Co se týče datování, nejstarší mnohoštětinatce známe hned z následujícího, kambrického období. Případná časová mezera by tak nebyla příliš velká. Vzniku mnohoštětinatců nejpozději na přelomu ediakary a kambria navíc nasvědčují i molekulárně-biologická datování. Ze všech možností se tak dnes zdá zařazení cloudinomorf mezi mnohoštětinaté kroužkovce nejpravděpodobnější.

Pohyb evoluční výhodou

A jak že cloudinomorfové žili? Podle všeho se podobali například dnešním rournatcům. Zůstávali u dna schovaní ve svých schránkách a živili se filtrováním potravy z mořské vody. Tomu nasvědčuje i jemný obsah zkamenělých střev.

Možná byli, podobně jako někteří dnešní přisedlí filtrátoři, schopní se při nedostatku potravy odpoutat od dna a „luxovat“ okolní povrchy. Jisté je, že nastoupili cestu, která vedla k chytrým aktivně se pohybujícím živočichům vybaveným orgány pro manipulaci s okolním prostředím.

Právě takové organismy v dalších milionech let způsobily ekologickou revoluci. Provrtaly nánosy živin na dně a většinu z nich spotřebovaly. Bezbranné živočichy ediakarského typu sežraly a ti zbývající byli nuceni reagovat – tvorbou pevných obranných krunýřů, nebo přechodem k dravému způsobu života.

Evoluce zařadila vyšší rychlostí stupeň a výsledkem se stal svět oplývající mnoha vzájemně odlišnými druhy nucenými do neustálého koevolučního zbrojení a vytváření stále dokonalejších metod obrany, útoku a úskoku. Jinými slovy svět, jak jej známe dnes.

Zdroj: Schiffbauer JD, Selly T, Jacquet SM, Merz RA, Nelson LL, Strange MA, CAI Y & Smith, EF (2020): Discovery of bilaterian-type through-guts in cloudinomorphs from the terminal Ediacaran Period. Nature Communications, 11.

Nejnovější články