Země jako planeta lidí? Omyl, patří spíš rybám

- Příroda autor: Jan Toman

Lidé jsou zvyklí brát Zemi jako "svou" planetu. Stačí ale trochu poodstoupit a tento závěr se ukáže jako přinejmenším předčasný. 

Ilustrační sardinky

Ilustrační sardinky,zdroj: ThinkStock

Z hlediska podílu na celkové hmotnosti všech organismů, stejně jako ve vlivu na pozemský ekosystém, s přehledem vítězí bakterie. V oboru biodiverzity zase kraluje hmyz. Více než polovina dnes existujících druhů je příslušníky právě této skupiny.

Překvapení ale nekončí, ani když se zaměříme jen na obratlovce. Z hlediska druhové bohatosti mezi nimi totiž nedominují ani naši příbuzní savci, ani nápadní ptáci, ale často opomíjené ryby. Moderní kostnaté ryby se svými více než 29 000 druhy dokonce tvoří více než polovinu všech obratlovčích druhů.

Bez velkého přehánění by tak šlo prohlásit, že Země je planetou právě těchto vodních obratlovců. Co ale stálo za jejich nebývalým evolučním rozvojem? Biologové z Ameriky, Velké Británie a Austrálie nedávno otestovali zřejmě nejoblíbenější hypotézu, která dává rozvoj ryb do souvislosti se zdvojením jejich genomu. A výsledky byly více než překvapivé.

Neobyčejnou tvarovou i druhovou bohatostí ryb byli přírodovědci fascinováni od pradávna. Nejméně od dob Charlese Darwina potom spekulovali o příčinách úspěchu dnes nejbohatší skupiny ryb – ryb kostnatých.

Že by za jejich rozvojem stálo revoluční uspořádání čelistí? Nebo snad různorodost jejich způsobů rozmnožování, která jim umožňuje obsadit nejrůznější prostředí? Každá generace přišla s dalším, modernějším, nápadem. V současnosti je mezi biology nejpopulárnější genetické vysvětlení "rybí hádanky".

Zápletka se zdvojeným genomem

Studiem rybích genomů se totiž přišlo na to, že kdysi dávno, v rané evoluci kostnatých ryb, došlo ke zdvojení celého jejich genomu. To by bylo, aby se takové množství nového "surového materiálu" pro evoluci nějak nepromítlo do vývoje dané skupiny.

Sesterská skupina kostnatých ryb, mnohokostnatí, která se od evoluční linie kostnatých ryb oddělila ještě před zdvojením genomu, navíc zdánlivě dává hypotéze za pravdu. Dnes totiž sestává z pouhých osmi severoamerických druhů rozdělených mezi kostlíny a kaprouny.

Projevoval se ale podobný rozdíl mezi "progresivními" kostnatými a "konzervativními" mnohokostnatými rybami i v minulosti? Všechny úvahy na toto téma byly tradičně zamlžené nejasným zařazením různých vymřelých skupin.

Stále výrazněji však vycházelo najevo, že příběh o chudých mnohokostnatých a explozivním rozrůznění kostnatých neobstojí. V průběhu evoluce obou skupin totiž docházelo k rozvoji a vymírání jejich nejrůznějších evolučních větví a nynější stav je tak jen jakousi cílovou fotografií, která o průběhu závodu moc nevypovídá.

Výzkumníci proto změřili 483 zkamenělin různých druhů vymřelých kostnatých a mnohokostnatých ryb. Fosilie pocházely z období před 160 až 100 miliony let – z doby, kdy se vlády právě ujímaly kostnaté ryby. Badatele zajímala velikost těl vymřelých tvorů a jejich tvar.

V dalším kroku se chopili nejpravděpodobnějších evolučních vztahů studovaných druhů. Na ně shromážděná data napasovali. Podařilo se jim tak zrekonstruovat průběh a tempo změn ve velikosti a tvaru těla u kostnatých a mnohokostnatých ryb. Pokud má hypotéza o klíčové roli zdvojení genomu pravdu, vymřelé skupiny kostnatých ryb se v minulosti musely rozvíjet rychleji a výrazněji než ryby mnohokostnaté.

Příliš tvrdý oříšek

Na rozdíl od všeobecného očekávání výsledky analýzy neprokázaly žádný významný rozdíl v rychlosti a intenzitě evolučních změn mezi ranými zástupci mnohokostnatých a kostnatých ryb. Když výzkumníci zařadili do analýzy i pozdější zástupce obou skupin, vyšlo dokonce najevo, že mnohokostnaté ryby v evoluci měnily tvar těla o něco rychleji. Stejně tak, alespoň podle některých variant analýzy, mohly vykazovat o něco větší míru vznikání evolučních inovací – například úplně nových tvarů těla. Jen se jich dneška moc nedožilo.

Když výzkumníci rozdělili fosilie na rané a pozdní zástupce obou rybích linií a jednotlivé kategorie porovnali mezi sebou, žádný převažující trend v rychlosti jejich evoluce a míře vzniku evolučních novinek neobjevili.

Zkrátka, předpokládaná vyšší rychlost evoluce kostnatých ryb se zdvojeným genomem a jejich silnější tendence ke vzniku evolučních novinek se vůbec neprokázaly – spíše naopak.

Studie ale přinesla i zajímavý pozitivní výsledek. Charakter evolučních změn se v průběhu evoluce kostnatých ryb zřejmě měnil. Jejich raní zástupci oplývali větší mírou vzniku evolučních inovací v porovnání s pozdními. U těch ale zase tvarové změny probíhaly rychleji.

Ohromný rozvoj kostnatých ryb tak zřejmě neměl přímou vazbu na zdvojení genomu. Některé z velkých rozrůznění uvnitř jejich skupiny jsou opravdu daleko pozdějšího data. Na druhou stranu, ty skupiny kostnatých ryb, u kterých později došlo k dalším zdvojením genomu – například jeseterovití a lososovití – vykazují zvýšenou rychlost evolučních změn v porovnání s příbuznými.

Nelze tak vyloučit, že další, přesnější, analýzy určitou vazbu mezi zdvojením genomu, rychlostí evoluce a mírou vznikání evolučních novinek naleznou. Zřejmě ale bude složitější, než biologové očekávali.

Zdroj: Clarke JT, Lloyd GT & Friedman M (2016): Little evidence for enhanced phenotypic evolution in early teleosts relative to their living fossil sister group. Proceedings of the National Academy of Sciences, Early Edition.

Tagy: ryby zvířata a příroda věda a poznání

Zdroje: Vlastní