Objeveny nejstarší rostliny na Zemi, miliardu let staré řasy

2. 3. 2020 – 19:12 | autor: Jan Toman | komentáře:

Objeveny nejstarší rostliny na Zemi, miliardu let staré řasy
Předpokládaná podoba miliardu let staré mořské řasy Proterocladus antiquus | zdroj: Profimedia.cz

Američtí a čínští paleontologové narazili na nejstarší mnohobuněčnou zelenou rostlinu, která vládla oceánům před miliardou let.

S opravdu starými zkamenělinami – takovými, jejichž stáří mnohonásobně přesahuje i pověstné trilobity – to bývá složité. Většinou jsou příliš malé a špatně zachované, aby je badatelé mohli spolehlivě zařadit do nějaké známé skupiny.

Čtveřice amerických a čínských vědců paleontologů však měla štěstí. Pokud se potvrdí závěry jejich nového výzkumu, vědci narazili na nejstarší nám známou spolehlivě mnohobuněčnou zelenou rostlinu.

Hledá se společný předek

Fosilní záznam ze středních a mladších starohor se hemží těžko zařaditelnými organismy s exotickými jmény. V takto letitých vrstvách usazenin – horninách starých mezi 1500 a 550 miliony let – ještě nenarazíme na mnohobuněčné organismy typické pro pozdější období.

Velcí býložravci, dravci, složité rostliny, nebo organismy provrtávající dno byli zatím hudbou budoucnosti. V druhé polovině zmiňovaného období k nim nicméně pozemský ekosystém nastoupil cestu.

Na rozdíl od předchozích miliard let, ve kterých dominovaly mikroskopické bakterie a jim podobná, ale nepříliš příbuzná archea, začaly postupně přibývat větší a složitější organismy zařaditelné k dnešním prvokům a "řasám".

Tyto organismy, jejichž velké a složité buňky zahrnovaly i symbiotickou, původně samostatnou "buněčnou elektrárnu" mitochondrii, začaly rovněž odštěpovat první skutečně mnohobuněčné linie.

Nejranější mnohobuněčné organismy poznáme zejména podle toho, že jejich předkové dokázali kromě mitochondrie pohltit také zelenou bakterii – sinici – a "ochočit si ji" v rámci vlastní buňky.

Nejstarší zkameněliny zelených a červených řas mají na svém kontě zhruba 1200 milionů let. Jejich problémem však zůstává těžká zařaditelnost – někteří autoři je považují za sinice, koloniální organismy, nebo dokonce jen zvlněné pruhy zkamenělého bahna.

Za příklad si můžeme vzít známý zkamenělý druh Bangiomorpha pubescens. Nápadně se podobá některým složitějším sinicím, které taktéž dokážou vytvářet jednoduchá mnohobuněčná těla.

Badatelům se ale nepodařilo zdokumentovat všechny části životního cyklu červených řas, což na nález vrhá další stín pochyb. Podobně jsou na tom přitom vědci s většinou zkamenělin mnohobuněčných řas starších než 700 milionů let.

Avšak molekulárně-biologické analýzy založené na studiu genetické informace dnešních organismů ale naznačují, že společný předek zelených rostlin a jejich nejbližších příbuzných, červených řas, žil před zhruba miliardou let. Přinejmenším některé z nalezených zkamenělin by tak opravdu měly patřit moderním mnohobuněčným rostlinám.

profimedia-0500897421 rostlinka 2 Fosílie Proterocladus antiquus, patrně předka všech rostlin | zdroj: Profimedia.cz

Žhavým adeptem na "pratetu všech dnešních rostlin" je už nějakou dobu rod Proterocladus, který se naneštěstí příliš dobře nezachoval.

Nově se však paleontologům v severočínské oblasti Nanfen podařilo identifikovat detailně zachované zástupce dosud neznámého druhu tohoto rodu v horninách starých zhruba miliardu let. Jejich důkladná analýza přitom silně nasvědčuje možnosti, že to byl zástupce mnohobuněčných zelených rostlin.

Rostlinná moderna

Nový druh dostal jméno Proterocladus antiquus, což můžeme jednoduše přeložit jako "starý proterocladus". Jeho zástupci dorůstali několika milimetrů, v tělech ale spojovali hned několik žhavých evolučních novinek.

První z nich byla již zmíněná mnohobuněčnost, druhá vláknitá stavba stélky zahrnující mnohojaderné buňky. Kromě toho příslušníci druhu Proterocladus antiquus oplývali několika buněčnými typy.

Podobná vlastnost se z dnešního pohledu nemusí zdát jako nějaké "terno ", ve skutečnosti od sebe ale dobře odděluje koloniální jednobuněčné řasy a složité, vnitřně organizované mnohobuněčné rostliny.

Některé z buněk oplývaly silnými stěnami a připomínaly pohlavně vzniklá stadia zelených řas. Jiné v sobě měly protilehlé otvory, což zase připomíná rozmnožovací orgány některých dnešních rostlin. Mimochodem, pokud se u tohoto organismu potvrdí přítomnost pohlavních struktur, jednalo by se o jeden z nejstarších zdokumentovaných dokladů pohlavnosti v živé přírodě.

K podloží byli zástupci druhu připevněni pevnou stopkou. Na druhém koci vybíhala kulatější koncová buňka v užší vrchol, který mohl určovat směr růstu. Aby toho nebylo málo, jednotlivé buňky organismu od sebe byly oddělené pevnými přepážkami, ze kterých nezřídka vybíhaly postranní větve.

Zkrátka, Proterocladus antiquus byl na svou dobu moderním zástupcem zelených mnohobuněčných organismů.

To ale není všechno. Přítomnost kotvící struktury a růstového vrcholu, stejně jako způsob větvení, naznačují, že Proterocladus antiquus rostl vzpřímeně u dna. Podle četnosti nálezů mohl dokonce vytvářet velké nárosty.

Pokud by se to prokázalo, očekávání vědců o vývoji života na Zemi by předběhl o mnoho set milionů let a svými vlastnostmi by se zařadil po bok dalších klíčových evolučních vynálezů starohor jako je vázání vzdušného dusíku, vytváření pevných schránek, nebo pohlcování jiných organismů.

profimedia-0500896948 paleontologové Profesor Šu-chaj Siao (vpravo) a doktorand Čching Tchang z Virginia Tech, kteří se podíleli na pozoruhodném objevu | zdroj: Profimedia.cz

Na definitivní potvrzení toho, jak vypadalo prostředí miliardu let starých mělkých moří, si ale budeme ještě muset počkat.

Okno do historie rostlin

Součtem všech vlastností se Proterocladus antiquus blíží jedné moderní skupině zelených řas – Ulvophyceae neboli porostovkám. Tomuto zařazení nasvědčuje jak větvení stélky, tak přítomnost velkých buněk opatřených protilehlými otvory, způsob života a předpokládaný typ dělení buněk.

Pokud by se tato domněnka potvrdila, důležitost nálezu by z vědeckého hlediska ještě stoupla. S jeho pomocí bychom totiž mohli kalibrovat molekulárně-biologické metody určené pro odhad stáří evolučních linií a výrazně tak zpřesnit třeba i datování vzniku vyšších rostlin.

V každém případě platí, že i starohorní vrstvy usazenin mohou vydat důležité nálezy a má cenu je dále studovat.

Zdroj: Tang Q, Pang K, Yuan X & Xiao S (2020): A one-billion-year-old multicellular chlorophyte. Nature Ecology & Evolution, online.

Nejnovější články