Každý ví, že delfíni nejsou nějaké ryby, ale skuteční savci. Svá mláďata rodí „připravená“ (bez vajec) a krmí je mlékem. Ale jak a proč opustili zemi? Kam dali delfíni své končetiny a srst? Na všechny naše otázky mají jedinou odpověď: „ki-ki-ki!“, takže vědci na to musí přijít sami. A podařilo se nám něco zjistit, včetně informací o předcích těchto úžasných tvorů.
Ilustrace: Eldar Zakirov, behance.net/EldarZakirov
První savci se na souši objevili zhruba ve stejné době jako dinosauři, čili delfíni definitivně museli pocházet ze země (kde však předci všech zvířat přišli z vody ještě dříve). Zároveň si zachovali vlastnosti savců. Nejprve se delfíni zvednou nad hladinu vody, aby se nadechli. Za druhé, jejich končetiny ve struktuře silně připomínají nohy suchozemských zvířat. Za třetí, jejich obratle se pohybují vertikálně, což se vyskytuje hlavně u zvířat, která mohou běhat po souši. O živorodkách a mléčných výživách je vše jasné.
Aristoteles, který je pitval, uhodl, že delfíni nejsou ryby. Ve středověku a později si však někteří vědci mysleli něco jiného (například francouzský přírodovědec a otec srovnávací anatomie Pierre Belon), ale pravda byla poměrně rychle odhalena a všichni známí mořští savci tak byli uznáni. Na konci 1762. století si badatelé všimli, že sviňuchy jsou svou stavbou podobné suchozemským zvířatům – v té době srovnávací anatomie teprve začínala. Již v roce XNUMX se objevil termín „kytovci“. Do této skupiny patří delfíni, velryby, sviňuchy a některá další zvířata.
Vědci tedy zjistili, že mezi předky našich hrdinů byli skutečně suchozemští tvorové. Zbývalo je jen najít. Delfíni jsou predátoři, takže by bylo logické hledat jejich příbuzné mezi masožravými zvířaty, která žila na březích nádrží. V roce 1966 Van Valen navrhl, že vyhynulí predátoři Mesonychia, tvořící rodinu Mesonychid, jsou vhodní pro tuto roli. K tomuto závěru dospěl kvůli podobnosti zubů a lebek raných velryb a těchto zvířat. Mezonychidi jsou poměrně početnou skupinou, jejíž zástupci se podobali vlkům, masivnější zase medvědům. A taky měli. kopyta. Přesněji kopyta na každém prstu. Ano, draví kopytníci, ale co s tím? Dinosauři například zahrnují kuře, pštrosa a triceratopse. Evoluce miluje vtip.
Pákistánská velryba
Van Valenova teorie byla podpořena objevem zkamenělých pozůstatků Pakiceta (jeho jméno je latinsky „pákistánská velryba“) v roce 1983. Svými zuby toto zvíře silně připomínalo jak mesonychidy, tak rané kytovce. Pakicetus žil asi před 50 miliony let v blízkosti vodních ploch. To bylo určeno horninami charakteristickými pro mělké vody, ve kterých byly zachovány jeho kosti. Živil se rybami a všemi možnými druhy malých bezobratlých. Docela velký, jeden nebo dva metry, měl také mohutný dlouhý ocas, protáhlý čenich a pohyboval se na čtyřech nohách – jakýsi savčí krokodýl.
Ilustrace: Tuomas Koivurinne 1zoom.me
Jedna z hypotéz, proč se předkové moderních kytovců vrhli k moři, souvisí se změnou klimatu, ke které v té době docházelo. Průměrná teplota pak klesla asi o deset stupňů a v důsledku toho mnoho tropických pralesů prostě zmizelo. Lov na otevřeném poli se Pakicetům zjevně zdál marný. A šli tam, kde bylo hodně ryb – do mělké vody.
Navenek pakicetus nevypadal jako velryby. Ale bylo zjištěno, že má sluchovou kůstku specifickou pro kytovce, bullu. Tato lebeční kost tvoří stěnu dutiny, ve které jsou umístěny kůstky středního ucha (kladivo, incus a stapes). Moderní vodní savci díky ní slyší pod vodou (k tomu ovšem využívají jiné prostředky). Zvuková vlna způsobí, že bula vibruje a ta zase přenáší vibrace do částí středního ucha. Pokud by se však pakicetus ponořil hluboko pod vodu, nebyl by schopen nic slyšet. Přesto měl ke skutečným velrybám daleko. Navzdory přítomnosti býka jeho ucho připomínalo spíše naslouchátko suchozemského zvířete než nějakého vyhynulého nebo žijícího mořského zvířete.
Evoluce nikdy nic nevyhazuje, každý náhodný proces potřebuje základ. Všechny inovativní karoserie jsou sestaveny na základě toho, co již existuje. Kdyby předci žiraf s normálním krkem neměli extrémně silné obratle, pak by moderní druhy jen stěží narostly tak dlouhé. Sluchová kost je proto jedním z důvodů, proč se kytovci následně podařilo dostat do moře.
Někdy se moderní kytovci rodí s malými zadními končetinami. Tento projev atavismu je možný právě proto, že evoluce nemůže nic „odhodit“. Všichni kytovci mají končetiny, jsou prostě zakrnělé a skryté pod kůží. Jejich funkce se změnila: nyní se podílejí na posilování svalů pohlavních orgánů.
Mesonychidi a kytovci jsou navždy sestry
O něco později, na počátku 1990. let 6. století, byla nalezena dobře zachovaná lebka mesonychid sinonyx (což se z latiny překládá jako „čínský zub“). Tento druh byl přibližně o XNUMX milionů let starší než Pakicetus. Nález potvrdil úzký vztah mezi mesonychidy a kytovci a vědci se dlouho domnívali, že Synonyx byl přímým předkem velryb. Ale zveřejněno v časopise Paleobiologie v přehledu ostatků z roku 1999 autoři poskytli důkazy, že skupiny byly sesterské.
To potvrdila molekulární fylogenetika. Umožnil také objevit nejbližší příbuzné moderních kytovců. Ukázalo se, že jde o hrochy a další artiodaktyly, mezi které patří prasata, krávy a losi. To mimochodem doplňuje rekonstruovanou image Pakicetu. Bývá zobrazován jako pokrytý srstí, ale jeho blízký vztah k hrochům naznačuje, že měl velmi řídkou srst. Kytovci a artiodaktylové byli spojeni do jedné skupiny – řádu kytovců.
A zdálo se, že nastala harmonie a vše se vyjasnilo: kdysi dávno žil společný předek mesonychid a kytovců, pak se objevil Synonyx – potomek prvního, o něco později Pakicetus – potomek druhého – se objevil. A tihle dva si byli dost podobní, protože se nedávno ve vývoji rozcházeli. Potom mezonychidi vyhynuli a pakicetus se vydal na moře. Stále zde zůstává sesterská skupina moderních artiodaktylů, která se kdysi oddělila od úplně prvního společného předka.
V roce 2007 ale touto zamotanou harmonií otřásl nový objev. Ukázalo se, že asi před 48 miliony let žili v blízkosti Pakicetus spárkatí Indohyus („indická prasata“). Jejich střední ucho a zuby byly podobné jako u velryby. Kromě toho zvíře svým vzhledem připomínalo moderní malé jeleny – artiodaktyly, kteří utíkají před predátory do vody. Stejně jako oni se Indohyus živil vegetací. Pokud předpokládáme, že to byl on, a ne pakicetus, kdo byl mezičlánkem mezi suchozemskými a vodními kytovci, dostaneme velmi krásný obrázek. Indohyus by mohl vysvětlit, jak se ukázalo, že býložraví hroši jsou příbuzní dravých velryb. A samozřejmě, jak se vůbec ocitli v Africe, pokud se první opravdové velryby objevily u pobřeží Pákistánu: z některých Indochyů by vzešly velryby a z některých moderní artiodaktylové. V tomto případě by se ale ukázalo, že nejbližšími příbuznými delfínů a velryb jsou jeleni. Ale Indochyus je příliš mladý na to, aby byl předkem velryb. Pakicetus se objevil nejméně o dva miliony let dříve. Spory o to, kdo byl čí předek, však trvají dodnes.
Ilustrace: Carl Buell, spektrum.de
Stále více velryb
Ambulocéta, jejíž fosilie byly objeveny v roce 48,6, žil před 40,4–1991 miliony let na území dnešního Pákistánu. Paleontologové měli štěstí – sesbírali téměř kompletní kostru. Tato šelma už nepřipomínala vlka, ale velkého krokodýla dlouhého tři metry a vážícího 300 kg. Rychle se ukázalo, že nový druh byl kytovec. Struktura jeho široce rozmístěných a krátkých končetin naznačovala, že může chodit po zemi. Zvíře přitom podstatnou část života strávilo ve vodě, kde v záloze čekalo na svou kořist: ambulocetus byl predátor. Tyto dvě vlastnosti se odrážejí v názvu: Ambulocetus natans lze přeložit jako „chodící velryba, která plavala“.
Ambulocetus měl také poměrně široký, protáhlý čenich. Při plavání prováděla jeho páteř vlnovité pohyby, jak se na savce sluší. Zvíře nemělo ocasní ploutev, takže se při plavání stejně jako vydra spoléhalo na zadní nohy. Ambulocetus měl také sluchovou bulu. Byl tedy samozřejmě praotcem moderních velryb – i když zde se vědci obešli bez kontroverze.
Ilustrace: Alberto Gennari baleinesendirect.org
Dalším krokem v evoluci byly Remingtonocetes. Stále vypadali jako krokodýli a vzhledově se od ambulocetů příliš nelišili. Ale jejich vestibulární aparát získal mnohem menší polokruhové kanály. U suchozemských zvířat jim tyto části vnitřního ucha pomáhají určit, kde je dno. Pokud se ale chystáte ve vodě rychle plavat, pak je lepší tuto funkci vypnout, jinak se vám brzy bude točit hlava. Redukce polokruhových kanálků naznačuje, že Remingtonocetes strávily mnohem více času ve vodě než Ambulocetes.
Ilustrace: Carl Buell, spektrum.de
Dokončovací linka
Pozůstatky všech výše popsaných zvířat se nacházejí především u pobřeží sousední Indie a Pákistánu. To znamená, že ještě neplavali v mořích a byli docela úzce spjati se zemí. Ale uplynulo jen několik milionů let a vznikly protocetes („první velryby“), které šly na otevřené moře – nacházejí se téměř všude. Jejich končetiny byly velmi krátké, ale měli silný ocas. Jejich. nosní dírka také lezla nahoru: u moderních kytovců se nachází na temeni hlavy a nazývá se foukací dírka.
Protocete měl zuby, ale ještě nezískal echolokaci, kterou dnes mají pouze ozubené velryby (patří sem delfíni, narvalové, sviňuchy a existují i velryby baleenové – modrá, keporkak atd.). Protocetes už slyšeli pod vodou – adaptace ucha na vodní prostředí byla téměř dokončena. Stále však byli úzce spjati se zemí, kam chodili rodit mláďata. O tom každopádně svědčí nalezené pozůstatky samice při porodu: mládě vyšlo hlavou napřed. Ve vodě by taková konfigurace prostě nebyla možná: velrybí mládě by se během porodu udusilo.
Před 40 miliony let již žili bazilosauři – „královské velryby“, které již vůbec nepotřebovaly půdu. Jejich nosní dírka se posunula ještě více nahoru, končetiny se ještě zkrátily a délka těla mohla dosáhnout 21 metrů. Žili s nimi i menší dorudoni. Vypadají tolik jako miniaturní bazilosauři, že je často mylně považovali za mláďata bazilosaurů. Byli to Dorudoni, kteří se s největší pravděpodobností stali předky moderních velryb. Ani jeden, ani druhý stále neměli echolokaci. Objevil se asi před 33 miliony let mezi squalodony, které lze snadno zaměnit za některé moderní druhy delfínů (jsou však jejich příbuznými, nikoli však přímými potomky). V lebce už měli takzvaný čelní meloun – tukový polštář, který je zodpovědný za echolokaci.
Jestliže delfíni spoléhali na mozek a echolokaci, pak velryby raději investovaly do unikátního ústního aparátu. Baleen je superúčinný filtr, který svým majitelům umožnil stát se největšími tvory, kteří kdy na Zemi existovali. Vznikla téměř současně s echolokací u odontocétů. A některé druhy si ponechaly zuby a zároveň měly síťku pro filtraci. Například Etiocetes, které roztřásly bahno na dně a pak filtrovaly to, co vzešlo.
Spolu s echolokací a dalšími inovacemi kytovci rostli ve velikosti mozku a zvyšovali inteligenci. Poprvé – asi před 40 miliony let, a pak to ovlivnilo všechny, a znovu – před 15 miliony let, ale pouze u delfínů. Velryby mají největší mozek ze všech savců, což jim dává velkou zodpovědnost za udržování tohoto orgánu. Vstup do vody byl doprovázen zvýšením aktivity genu pro neuroglobin.
Tento protein se podílí na ukládání kyslíku pro výživu mozku. Samozřejmě se změnila aktivita a sekvence genů odpovědných za čichové receptory. Kytovci ztratili čich: někteří – částečně, jiní – úplně. Životu ve vodě se přizpůsobily i oči kytovců. A jak jsme již řekli, ucho. A to vše je způsobeno malými změnami v genomu v průběhu milionů let. Co můžete udělat, abyste se přiblížili k moři?
