Ve škole vám patrně řekli, že Země obíhá Slunce po kruhové dráze, která je mírně eliptická. Nejspíš vám ale neprozradili, že tato dráha se mění. Zhruba každých 405 tisíc let se mírně protáhne – a stane se o pět procent eliptičtější. Potom se zase vrací na kruhovitější trajektorii.

Tato proměnlivá dráha, nazývaná orbitální excentricitou, má přitom na naši planetu nezanedbatelný dopad. Ovlivňuje globální podnebí, podílí se na střídání dob ledových a teplejších epoch.

Co víc, nové poznatky naznačují, že měnící se dráha měla a má vliv také na biologickou evoluci, a možná i na vývoj nás – lidí.

Když se kruh protáhne…

Tým vědců, vedený paleoceánografem Lucem Beaufortem z francouzského Národního centra pro vědecký výzkum, našel indicie nasvědčující, že orbitální excentricita pohání evoluci nových druhů, přinejmenším mořských řas, nazývaných fytoplankton.

Vědci zjistili, že když se Země na své orbitě Slunci vzdaluje, vyvolává to mezi vodními řasami „explozi“ zrodu nových druhů.

Proměnu, kterou popisují v žurnálu Nature, odhalili na kokolitkách, tedy drobných jednobuněčných řasách, které v průběhu životů obalují svá mikroskopická těla vápníkem. Postupné hromadění těchto druhů v průběhu milionů let dalo vzniknout bílým Doverským útesům. Slavné pobřeží Anglie je v podstatě hrobkou nezměrného množství mikrofosilií kokolitek.

Did you ever wonder how the White Cliffs of Dover were formed?

They're made of #microfossils! Single-celled coccolithophores produce calcium carbonate #coccoliths that fossilize and form chalk!

Watch this clip of coccolith formation courtesy of Alison R. Taylor!#paleontology pic.twitter.com/5N95rQxB20

— The FOSSIL Project (@projectFOSSIL) December 13, 2018

Kokolitky jsou doslova živeny slunečním svitem. Energie slunečních fotonů se u nich spolu s oxidem uhličitým podílí na fotosyntéze, díky které máme dost kyslíku k dýchání. Je tedy nasnadě, že když se oběžná dráha Země protáhne a svitu ubude, může se to na fytoplanktonu podepsat.

Ačkoli kokolitky jsou mikroby, jejich velikost se v průběhu věků může významně měnit. Beaufort se svým týmem pomocí automatizované mikroskopie a strojového učení provedl devět milionů měření fosilizovaných kokolitek, které žily v různých vrstvách Tichého a Indického oceánu během 2,8 milionu let

Velikostní variace řas kokolitek v různých časových obdobích: miocén (vlevo), pleistocén (vpravo). | zdroj: Weimin Si et al

Z dat vyplynulo, že průměrná velikost kokolitek se řídí právě pravidelným cyklem změn výstřednosti dráhy Země – každých 405 tisíc let se tak opakuje příběh zvětšování a zmenšování řas. Největší velikosti přitom kokolitky dorůstají krátce po období největší výstřednosti. Tento jev je dlouhodobý, platný bez ohledu na roční období.

Podobným způsobem se cyklus promítá také do vzniku zcela nových druhů řas.

Od řas až po člověka

„V dnešním oceánu dosahuje fytoplankton nejvyšší rozmanitosti v tropech, což souvisí s tamními vysokými teplotami a stabilními podmínkami. Naproti tomu různé druhy řas se v průběhu ročních období nejvýrazněji střídají ve vyšších zeměpisných šířkách, a to kvůli silnému sezónnímu teplotnímu rozdílu,“ píše se ve studii.

Řasy se ale v datech z měření takto neproměňují jen v prostoru, ale i čase. Když dlouhodobě poklesne sluneční svit, zvýší se evoluční tlak na řasy – a to vede k nárůstu jejich nových druhů.

Řasy se v „hubenějším“ období snaží přizpůsobit horším podmínkám. Postupně se tak z původního jednoho druhu začínají odštěpovat druhy nové. Právě to vede k „explozi“ rozmanitosti, která je přímo svázána s orbitou Země a svitem Slunce.

Proměny rozmanitosti fytoplanktonu by přitom mohly být hnací silou v cyklu koloběhu uhlíku přírodními systémy. Uhlíkový cyklus sám o sobě dalekosáhle souvisí s dalšími formami života, v neposlední řadě i s lidmi…

Ačkoli jsou řasy drobounké organismy, jejich vliv na zbytek přírody se po této studii jeví jako větší, než bychom mohli předpokládat. A může nakonec ovlivňovat i nás samotné.