Modré velryby byly obry již před jedním a půl milionem let • Anton Ulyakhin • Vědecké zprávy o „Prvcích“ • Paleontologie, evoluce

Modré velryby, velryba baleen (Mysticeti), jsou největší zvířata na Zemi. Evoluční historie velryb baleen zahrnuje více než 30 milionů let, ale soudě podle paleontologických nálezů byly velryby téměř po celou tuto dobu relativně malé: délka těla většiny druhů nepřesahovala 10 metrů. Věřilo se, že velikost těla velryb se postupně a poměrně pomalu zvětšovala až do středního pleistocénu, kdy se změnil vzorec růstu a velryby náhle dosáhly své moderní velikosti (délka modré velryby dosahuje 33 metrů!). Nedávné objevy pozůstatků modrých velryb v Itálii a několika kytovců v Peru nás však nutí přehodnotit naše názory na vývoj velikostí velryb. Velryba z Itálie žila před 1,25-1,5 miliony let a byla dlouhá asi 26 metrů, což znamená, že se mořští obři objevili mnohem dříve, než se dříve myslelo.

Zástupci velryb baleen (Mysticeti) jsou největší zvířata na Zemi: největší z nich je modrá velryba (Balaenoptera musculus) dosahuje délky 33 metrů a váží 170 tun. Baleen velryby některých jiných druhů také dorůstají 20 metrů nebo více. Tyto rozměry jsou zjevně evolučním důsledkem způsobu, jakým se velryby živí: filtrují potravu (krill, malé ryby, bentos) z vody nebo spodního bahna pomocí baleenu. Vzhledem k tomu, že hlavní kořist je velmi malá, je výhodnější „nabrat“ více najednou: tímto způsobem můžete sníst více na jedno „posednutí“, rychleji se zasytit a uložit více tuku, abyste měli z čeho žít až do příští hostiny. No, život ve vodě úspěšně kompenzuje náklady na velkou tělesnou hmotu.

Moderní paleontologické důkazy naznačují, že velryby se oddělily od ozubených velryb před 35–30 miliony let (v pozdním eocénu nebo oligocénu). První baleen velryby měly primitivní baleen v kombinaci se zuby. Po většinu své evoluční historie zůstávaly velryby velryby relativně malé a jejich velikost se postupem času pomalu zvětšovala, obecně lineárním způsobem. Až do pliocénu (před 4–5 miliony let) nepřesahovaly největší velryby délku 10 metrů. Pravda, některé velryby vyčnívají z davu a kladou vědcům důležité otázky: kytovec nalezený koncem 1980. let na antarktickém ostrově Seymour Llanocetus, datovaný do pozdního eocénu, byl pravděpodobně více než 8 metrů dlouhý.

Vědci nicméně předpokládali, že skutečný gigantismus v této skupině vznikl poměrně nedávno, před 4,5–0,13 miliony let, tedy v pleistocénu nebo dokonce v pliocénu: podle dosavadních zjištění právě v této době došlo k evolučnímu posunu směrem k rychlému nárůstu velikosti těla velryb baleových (což již nezapadá do lineárního vztahu). Modré velryby, jejichž evoluční linie se oddělila od ostatních velryb před 8–10 miliony let, se předpokládalo, že rychle dosáhly své moderní velikosti teprve nedávno, někdy před 300 000 lety.

Podle jedné verze by tak prudký skok mohl souviset s klimatem (E. Pennisi, 2017. Proč velryby dorostly do takových velikostí monster). Relativně pravidelné globální zalednění planety, které začalo v tomto období, bylo doprovázeno intenzivním táním postupujících ledovců na jaře a v létě. Voda z tání odnesla do oceánu velké množství živin, kterými se planktonní korýši živí. V důsledku toho se jejich počet znatelně zvýšil, ale extrémně nerovnoměrně. To znamená, že na jedné straně se prudce zvýšila nabídka potravy pro velryby a na druhé straně se taková chutná místa nacházela poměrně daleko od sebe. Výsledkem bylo, že již tak velké velryby získaly silnou evoluční pobídku k ještě většímu zvětšení: čím větší je ocas, tím snazší je překonat větší vzdálenosti.

Velkým problémem při studiu evoluce kytovců je extrémně špatný fosilní záznam. Z pochopitelných důvodů jsou kostry většiny zemřelých jedinců pohřbeny hluboko a paleontologům nedostupné. Navíc během globálního zalednění hladina moří prudce klesá, takže velryby, které obývaly Zemi v dobách ledových, většinou plavaly daleko od dnešních břehů. Pozůstatky starověkých velryb je třeba hledat tam, kde se vlivem tektonických procesů zvedá zemská kůra a zpřístupňuje se dno starověkého moře. Jedním z těchto míst je Apeninský poloostrov, který se začal formovat v miocénu (asi před 20 miliony let), kde se na povrchu objevily horniny ze starověkého oceánu Tethys.

V roce 2006 na břehu jezera San Giuliano (Lago di San Giuliano) v italské provincii Matera objevil místní farmář, který využíval vody jezera k zavlažování svých polí, obří kosti. Výzkumu nálezu se ujal mezinárodní tým paleontologů pod vedením Giovanniho Bianucciho z univerzity v Pise. Úplné vytažení ostatků velryby trvalo vědcům tři roky. Výkopy byly provedeny na podzim, kdy bylo možné snížit hladinu vody v jezeře bez poškození zemědělství (obr. 2). Po studii byly velrybí kosti přeneseny do Archeologického muzea Matera (Museo Archeologico Nazionale Domenico Ridola). Jejich stáří, stanovené z mikrofosilních vzorků nalezených ve stejných ložiskách, bylo 1,49–1,25 milionu let.

Obr. 2. Výkop kostry modré velryby na břehu jezera San Giuliano (Itálie). Fotografie z newscientist.com

Fosilní pozůstatky velryby z Matery jsou bohužel dosti špatně zachovány. Přesto bylo možné ve struktuře lebky identifikovat řadu morfologických znaků, které ji činí podobnou moderní modré velrybě. Zachovaná zadní část lebky je široká 2,94 metru (obr. 3) – na základě toho vědci odhadli celkovou délku těla velryby na 23,4–26,1 m (u velryb je považován za známý vztah mezi velikostí lebky a délkou těla, viz ND Pyenson, ND Pyenson, SN. Sponz. 2011. Velikost těla, Restruct ceconeti ometrie, fylogenetické metody a testy z fosilních záznamů), což je zcela v souladu s velikostí moderních modrých velryb. To vše nám umožnilo zařadit velrybu z Matery, i když ne se XNUMX% jistotou, mezi druhy balaenoptera srov sval (Písmena “cf.” znamenají, že se jedná o nepotvrzenou identifikaci).

Obr. 3. Zadní strana lebky modré velryby nalezené v Itálii (pohled zepředu) a její rekonstrukce. Obrázek z nationalgeographic.com

Kromě určení druhové identity velryby z Matery vědci analyzovali vývoj velikostí kytovců s přihlédnutím k informacím poskytnutým tímto nálezem, stejně jako pozůstatky tří dalších druhů kytovců nalezených před několika lety v Peru (obr. 4; viz G. Bianucci et al., 2016. Fossil marine vertebrates, secroro Lossceans,bird, secroro, secrostaceans ks a kostnaté ryby na pozdně miocénní lokalitě pánve Pisco, Peru a C. Di Celma et al., 2017. Sekvenční stratigrafie a paleontologie svrchního miocénu Pisco formace podél západní strany dolního údolí Ica (poušť Ica, Peru). Dvě z nich patří ke starověkým plejtvům malých a jsou datovány do stáří 7,5 a 6,7-6,9 milionů let a jejich délka se odhaduje na asi 15 metrů. Datování třetího druhu, který byl přiřazen k rodu Pelocetus, mnohem méně přesný (možný rozsah: před 18–9 miliony let) a odhad délky jeho těla je přibližně 12 metrů.

Obr. 4. Změny velikosti velryb v průběhu času. Různé taxony jsou zobrazeny s různými štítky: šedé kruhy – vyhynulé druhy velryb baleenských, šedé trojúhelníky – archaické velryby, jejichž zuby ještě nezdegenerovaly, červené kruhy – nové nálezy velryb z Itálie a Peru. V šedých proužcích jsou zobrazeny kvantily (světle šedý pruh odpovídá 90 %, tmavě šedá — 95 % simulací evoluce kytovců provedených na základě dříve dostupných údajů (bez zohlednění nových zjištění). Graf z dotyčného článku Dopisy z biologie

Četné počítačové simulace s různými makroevolučními modely ukázaly, že „výbušný“ nárůst délky těla, který se vyznačuje odklonem od lineární závislosti na čase, měl u velkých velryb začít dříve: před 3,6 miliony let nebo ještě dříve. Vědci zdůrazňují, že tyto odhady to neznamenají vše Baleen velryby začaly rychle růst. Paleontologické důkazy naznačují, že relativně malým formám se dařilo po většinu evoluční historie velryb baleenských, jen aby zmizely asi před 3 miliony let (FG Marx, RE Fordyce, 2015. Baleen boom and bust: a syntéza mysticete phylogeny, diverzita a disparita).

Zdroj: Giovanni Bianucci, Felix G. Marx, Alberto Collareta, Agata Di Stefano, Walter Landini, Caterina Morigi a Angelo Varola. Vzestup titánů: Baleen velryby se staly obry dříve, než se myslelo // Dopisy z biologie. 2019. DOI: 10.1098/rsbl.2019.0175.