Zkamenělá kostra nalezená v Texasu může ukončit debatu o původu různých skupin obojživelníků. Zdá se, že beznozí obojživelníci se samostatnou větví stali mnohem dříve, než se evoluční cesty mloků a žab rozešly.
Množství prázdných míst v historii evoluce obojživelníků po desetiletí podněcovalo debatu mezi různými skupinami paleontologů. Někteří z nich považují všechny moderní obojživelníky – žáby, mloky, beznohé ceciálie a některé další čeledi obojživelníků – za potomky jedné skupiny starých plicníků. Jiní se domnívají, že takové skupiny byly dvě.
Důkladná studie jedné z přechodných forem obojživelníků mezi mloky a žáby může ukončit debatu mezi vědci. Vědci zřejmě našli chybějící dílek skládačky.
Článek, publikovaná v posledním čísle časopisu Nature, popisuje neobvyklé fosilie pocházející z raného permského období v historii Země. V této éře Země ještě neznala dinosaury a ranní primitivní obojživelníci chodili po planetě téměř všude.
Tělo objevené fosílie pojmenované Gerobatrachus hottoni je podobné jako u temnospondylických obojživelníků, ale stále má výrazné rysy charakteristické pro moderní obojživelníky, ropuchy a žáby.
To může znamenat, že moderní obojživelníci stále pocházejí ze dvou skupin svých vzdálených předků.
Dvě skupiny starých obojživelníků
Temnospondylus (Temnospondyli) jsou důležitou, velmi různorodou skupinou živočichů, včetně malých až obřích primitivních obojživelníků, kteří vzkvétali během období karbonu, permu a triasu. Žili až do období křídy. Za dobu své existence se tato skupina přizpůsobila různým životním podmínkám. Fosílie se nacházejí na všech kontinentech. Spolu s antrakosaury se jim říká „labyrintodonti“ – jejich zuby se v průřezu skládají z mnoha záhybů skloviny.
Lepospondylus (Lepospondyli) jsou skupinou malých, ale velmi rozmanitých obojživelníků, kteří se nejvíce rozšířili v období od karbonu do permu. Různé formy lipospondylů se dříve podobaly moderním čolkům, úhořům či hadům a dokonce i plazům a byly zastoupeny i druhy zcela odlišné od moderních. Někteří z této velké skupiny dosahovali velikosti metru, ale většina tvorů byla výrazně menší. Lipospondylové vedli jak čistě vodní, tak semi-vodní a suchozemský životní styl, ale stále museli zabírat ekologické niky, které nezabírala jejich výrazně větší sesterská třída temnospondylů.
Jedna skupina pocházející z temnospondylů zahrnuje žáby, ropuchy a mloky. Caecilians jsou potomky skupiny lipospondylus, další větve vývoje archaických obojživelníků.
Zkamenělou kostru starověkého obojživelníka objevil v roce 1995 ve státě Texas tým paleontologa Nicholase Hottona, na jehož počest zvíře dostalo své specifické jméno. Vědci kostru vylovili zpod 60centimetrové vrstvy horniny, ale od té doby zůstala kostra starověkého obojživelníka zcela neprozkoumaná.
Situace se změnila, když se ke fosiliím dostala skupina Jasona Andersena z kanadské univerzity v Calgary. Malá, pouhých 10 centimetrů dlouhá kostra byla podrobena pečlivému studiu během dlouhého období odklízení hornin, které skrývaly detaily neobvyklé struktury kostry. Vědci strávili spoustu času důkladným morfologickým popisem bizarní struktury kostí starověkého obojživelníka.
(lat. Gymnophiona, Apoda) – oddělení obratlovců třídy obojživelníků. Beznohé jsou nejmenším řádem obojživelníků, který zahrnuje pouze asi 170 druhů.
Beznohí obojživelníci nemají končetiny a ocas je značně zmenšený. Kloaka se nachází na zadním konci těla, které svým vzhledem často připomíná přední. Malé beznohé obojživelníky (velikost do 10 cm) lze snadno zaměnit se žížalami, velké druhy (velikost 1 až 1,5 m) připomínají spíše hady.
Kůže beznohých obojživelníků je hladká a často má matnou, tmavou barvu. Některé druhy mají na bocích barevné pruhy nebo skvrny. Kvůli vápenitým šupinám obsaženým v kůži a také kvůli srostlým lebečním kostem byli dříve beznohí obojživelníci řazeni mezi vyhynulé pancéřové obojživelníky. Dnes jsou však tyto morfologické znaky považovány za sekundární adaptace. Čelisti na nba nemají téměř žádné zuby.
Oči beznohých obojživelníků jsou pokryty tenkou vrstvou kůže, a proto dokážou rozlišit pouze světlo a tmu. Vnímání okolního světa se děje především prostřednictvím čichu a dvou hmatových orgánů umístěných mezi nosem a očima. Svou roli v orientaci hrají i zemní vibrace. Dýchání se provádí pomocí pravé plíce, levá plíce je zpravidla redukována. Stejně jako u ostatních obojživelníků se dýchání částečně uskutečňuje také kůží a sliznicí úst, zejména u jediného druhu bez plic, Atretochoana eiselti.
Beznohí obojživelníci se vyskytují v tropech a subtropech jihovýchodní Asie, Afriky a Latinské Ameriky. Zpravidla obývají nejnižší vrstvy lesního patra. Živí se drobnými živočichy, hlavně žížalami. Raději žijí ve vlhkých oblastech, často v blízkosti vodních ploch. Existují druhy beznohých obojživelníků, kteří jsou plně přizpůsobeni životu ve vodě. Nacházejí se v pomalu tekoucích řekách, jako je Amazonka, Orinoko a kolumbijský říční systém. Jejich potravou jsou korýši a mrtvé ryby.
Beznozí obojživelníci jsou díky svému tajnůstkářskému způsobu života málo prozkoumanou skupinou obojživelníků. Zoologové vycházejí ze skutečnosti, že ne všechny druhy jsou dosud vědě známé a popsané.
Právě katastrofální nedostatek koster přechodných forem různých obojživelníků, kteří Zemi obývali dříve, je podle Andersona důvodem dlouhého a nikdy nekončícího sporu mezi paleontology a evolučními biology. Kostra Gerobatrachus hottoni prozrazuje podstatně více informací o původu a vývoji moderních obojživelníků.
Lebka, kostra a stavba jeho zubů nesou otisk rysů mloků a žab. Fosilní kostra má tedy dvě srostlé kosti v hlezenním kloubu, což je typické pouze pro moderní mloky, a velmi velké střední ucho. Lebka Gerobatracus je přitom velmi široká a postavená z velmi volně spojených kostí, což je pro žáby typické. Tělo je přechodnou formou mezi stavbou těla moderních žab, mloků a primitivnějších obojživelníků.
Nález navíc zpochybňuje předchozí odhady doby divergence evolučních linií mloků a žab.
Předchozí studie molekulárních hodin naznačovaly, že se mloci a žáby rozcházeli před více než 300 miliony let. Kostra Gerobatrachus hottoni, která je stará asi 240–275 milionů let, ukazuje, že se tak stalo mnohem později.
Kanaďané doufají, že jejich práce přitáhne zvláštní pozornost světového společenství a přispěje k rozvoji ekologických programů na zachování rychle klesající druhové rozmanitosti moderních obojživelníků. Není to tak dávno, vědci navrhl program na vytvoření přírodních rezervací pro obojživelníky na ostrově Madagaskar. Možná za dalších 250 milionů let budou paleontologové budoucnosti schopni prozkoumat zkamenělé kostry těch, kteří považují za nejstarší obojživelníky, aniž by museli hodně cestovat po naší planetě.
Přihlaste se k odběru Gazeta.Ru ve zprávách, zenu a telegramu.
Chcete-li nahlásit chybu, zvýrazněte text a stiskněte Ctrl + Enter
Obojživelníci jsou třídou strunatců, kteří zaujímají střední pozici mezi vodními a suchozemskými živočichy.
Příběh jejich původu je docela zajímavý a jedinečný. Vznik prvních obojživelníků je spojen s určitými předpoklady, které se objevily přibližně před 400 miliony let ve středním devonu. Vznik těchto živočichů v mnoha ohledech usnadnilo příznivé klima, vlhkost a teplo a rozsáhlá nutriční základna díky nárůstu druhové diverzity různých bezobratlých živočichů.
Několik skupin lalokoploutvých ryb zažilo nezávislý a paralelní vývoj adaptací pro suchozemský životní styl. To bylo podnětem pro hypotézu předloženou E. Jarvikem – hypotézu o difyletickém původu suchozemských obratlovců z určitých skupin lalokoploutvých ryb: Osteolepiformes a Porolepiformes.
Později Yarvikovy argumenty, že obojživelníci pocházejí z těchto skupin ryb, kritizovali vědci jako A. Romer, I. I. Shmalgauzen, E. I. Vorobyov. Monofyletická teorie o původu obojživelníků z osteolepiformních lalokoploutvých ryb je považována za pravdivější – jejich vývoj probíhal po úzce souvisejících fyletických liniích. S největší pravděpodobností došlo k zániku všech paralelních linií.
Jednou z nejpokročilejších lalokoploutvých ryb byl Tiktaalik. Vyznačoval se některými přechodnými znaky, které přibližovaly skupinu obojživelníků lalokoploutvým. Tiaktaalik měl klouby a dýchání se provádělo pomocí otvorů umístěných na konci jeho plochého čenichu. Žábrové kryty a pumpy na tváře vháněly vodu a atmosférický vzduch do plic.
Jiné adaptace byly charakteristické pro takové lalokoploutvé ryby, jako je panderichthys.
Toto období bylo charakterizováno velkým množstvím organických zbytků vstupujících do vodních útvarů, které oxidovaly a snižovaly hladinu kyslíku rozpuštěného ve vodě. To mohlo u starověkých ryb způsobit vznik specifických dýchacích orgánů a také schopnost dýchat atmosférický vzduch.
Vlastnosti rodových forem obojživelníků
Identifikujte určité organismy, které se staly prvními starověkými obojživelníky na naší planetě. Je však docela možné pojmenovat několik forem předků s charakteristickými strukturálními rysy. Mezi rodové formy obojživelníků patří:
- ichthyostega;
- stegocefalisté;
- labyrintodonti;
- starověká laločnatá ryba.
Ichthyostegas fungoval jako první mezičlánek mezi obojživelníky a rybami. Tyto organismy pravděpodobně žily v devonu a měly tlapky místo ploutví. Zachovali si ocasní ploutev. Tělo těchto zvířat pokrývalo malé šupiny.
Většina otázek se týká prastarých lalokoploutvých ryb jako jedné z předků obojživelníků. Někteří vědci tvrdí, že předky obojživelníků byly dvě skupiny lalokoploutvých ryb: Porolepiformes a Osteolepiformes. Předpokládá se, že obojživelníci se mohli vyvinout z osteolepiformních ryb.
Stegocefalové představují rodovou formu obojživelníků, jejichž charakteristickým rysem byl pohyb na zemi a další progresivní vlastnosti.
- pohyblivá hlava oddělená od pasu končetin;
- přítomnost loketních a ramenních kloubů;
- upravená ploutev, která umožňuje zvířeti chodit v mělké vodě a stoupat nad zem;
- dýchání nosními dírkami, asimilace vzduchu z prostředí země-vzduch.
Labyrintodonti jako rodová forma obojživelníků se vyznačovali přítomností kůže pokryté šupinatou skořápkou a také schopností pohybu po souši (byť poměrně obtížným). Labyrintodonti měli potíže s dýcháním. Přesto byla zvířata schopna přežít až do druhohor.
Lze usuzovat, že nejstarší obojživelníci se vyznačovali změnami v oběhovém systému, nervovém systému a smyslových orgánech.
Rozmnožování a mortalita obojživelníků
Mezi hlavní evolučně progresivní rysy obojživelníků patří vývoj pětiprstých končetin, středního ucha, vytvoření 3-komorového srdce a dvou oběhových systémů.
Mnoho obojživelníků vyhynulo v období permu, jen několik skupin organismů přežilo až do poloviny triasu. Dolní perm se vyznačoval převládajícím teplým, vlhkým klimatem. Když paleozoičtí obojživelníci vyhynuli, klima se začalo měnit směrem k sušším a teplejším podmínkám.
Ke vzniku prvních primitivních plazů – Seymuriamorphs – došlo v polovině období karbonu.
Populační dynamika obojživelníků není dosud dostatečně prozkoumána. Při studiu malého počtu druhů rodových forem obojživelníků však vědci zjistili, že určité faktory vedly k vysokým výkyvům v počtech těchto zvířat. Patří mezi ně nepříznivé povětrnostní podmínky, vysoká úmrtnost a minimální délka života.
Nepříznivé vlivy klimatu se zhoršovaly vlivem nepřátel a různých nemocí.
Hlavní příčiny úmrtnosti obojživelníků spočívají ve vlastnostech prostředí. Například ropuchy mají možnost snášet jednotlivá vejce – pulci shluky nerozpoznají. V raných obdobích dosahovala celková mortalita vajíček pulců 80 a 90 procent.
Význam obojživelníků pro člověka
Obojživelníci hrají v životě lidí důležitou roli. Likvidují různý škodlivý hmyz, což se proměňuje v obrovský přínos pro zemědělství. Obojživelníci jedí i jiné obojživelníky, kteří přenášejí různé nemoci. Obojživelníci se také používají v lékařském a laboratorním výzkumu.
Obojživelníci jsou chováni lidmi jako domácí mazlíčci a konzumováni jako potrava.
Z výše uvedeného vyplývá, že stanovení nejranější přesné formy rodových obojživelníků je značně problematické. Lze však rozlišit několik evolučních linií, které daly vzniknout progresivnímu vývoji obojživelníků. Tuto skutečnost potvrzují stávající ichtyostegové, stegocefalové a labyrintodonti.
Mnoho vědců považuje za hlavního předka obojživelníků laločnaté ryby. Navzdory tomu, že každá z teorií je oprávněná, lze kritizovat kteroukoli z nich.
