Zpět na články

Ruku v ruce se zvířaty. Vyšší rostliny vznikly daleko dříve, než se soudilo

Před několika dny jsme na Neddu psali, že dávným vodním obratlovcům mohl pomoci na souš Měsíc, respektive výrazné přílivy a odlivy v období devonu. Z hlediska evoluce celého pozemského ekosystému bylo ale ještě důležitější osídlení souše vyššími rostlinami. A zdá se, že to bylo mnohem dřív, než naznačují roztroušení zkameněliny.

Vyšší rostliny vzniky daleko dříve, než se soudilo. Ilustrační kresba Vyšší rostliny vzniky daleko dříve, než se soudilo. Ilustrační kresba, zdroj: Profimedia.cz

Kdybychom vrátili pomyslnou filmovou pásku života do prvohor, obratlovce mohli v mnoha ohledech nahradit členovci, měkkýši, nebo nějaká úplně jiná skupina původně vodních živočichů. Bez rostlin, které stabilizují a zúrodňují půdu, zadržují vlhkost a poskytují ostatním organismům úkryt i zdroj potravy, by však byli živočichové odsouzeni k živoření na poušti. Kdy ale vlastně rostliny pronikly na souš?

O původu suchozemských rostlin toho překvapivě víme ještě míň než o prvních obojživelných obratlovcích. Skupina zelených rostlin, tehdy ještě jednobuněčných organismů a vodních řas s velmi jednoduchou stavbou těla, se zhruba před miliardou let rozdělila na dvě velké větve. Jedna z nich, takzvané streptofyty, následně dala základ vyšším rostlinám zahrnujícím mj. mechorosty, kapraďorosty a semenné rostliny.

Invaze na souš byla nepochybně spojena s anatomickou, biochemickou i stavební přestavbou rostlinného těla a následný rozvoj rostlin, ve kterém sehrála klíčovou roli i symbióza s houbami, změnil tvář a fungování pozemské biosféry.

První nezpochybnitelné zkameněliny vyšších rostlin ovšem pocházejí až z období siluru před asi 430 miliony let. Zhruba o 10 milionů let mladší jsou první zkameněliny cévnatých rostlin. Naopak ve vrstvách o pár desítek milionů let starších paleontologové nalezli útvary připomínající spory dnešních játrovek a jednoduchých cévnatých rostlin. Jinak ale raná evoluce vyšších suchozemských rostlin tone v šeru neznáma.

'Molekulární hodiny' ukázaly jiný čas

Z trochu jiného úhlu se na ni rozhodl podívat tým převážně britských biologů. Výzkumníci se nezaměřili na zkameněliny, ale genetickou informaci dnes přežívajících rostlin. Mezi ně patří i jednoduché mechorosty zahrnující kromě mechů také játrovky a hlevíky.

Na základě rozdílů mezi vytipovanými úseky DNA či RNA těchto skupin a odpovídajícími částmi genetické informace ostatních rostlin vědci následně mohli odhadnout dobu, která uběhla od jejich společného předka. Tuto metodu, tzv. molekulární hodiny, samozřejmě nenasadili u rostlin jako první. Na rozdíl od ostatních se ale britští výzkumníci zaměřili hlavně na to, jak různé přístupy k analýze mohou ovlivnit její výsledky.

Jedním z největších problémů při datování rané evoluce vyšších rostlin je fakt, že dosud zcela jistě neznáme příbuzenské vztahy mechů, játrovek, hlevíků a cévnatých rostlin. Zcela jistě tak vlastně ani nevíme, jestli "mechorosty" tvoří jednu skupinu příbuzných linií, nebo se ze stromu života odvětvovaly postupně.

Další problémy plynou z toho, že molekulární hodiny musí vědci před analýzou "seřídit" podle známých zkamenělin. Těch vhodných ale je, jak jsme zmínili výše, málo a navíc je nedokážeme spolehlivě zařadit. V neposlední řadě můžeme analýzu založit na různě širokém souboru různých druhů a vycházet z různých předpokladů o dynamice změn genetické informace.

Už ve středním kambriu

Z řady komplexních analýz nakonec vyplynulo, že odlišné předpoklady ohledně příbuznosti mechů, játrovek, hlevíků a cévnatých rostlin výsledky výrazně neovlivňují. Srovnatelně malý vliv měl také výběr a velikost souboru různých rostlinných druhů. O něco větší vliv na výsledky měly změny v dalších prvcích molekulárně-biologické analýzy, žádná z nich ale celkový obraz neměnila zcela zásadně.

Společný předek vyšších rostlin měl podle všeho žít před asi 515 až 470 miliony let. Dost dobře se tak mohly první vyšší rostliny odvětvit už ve středním kambriu, možná až o 70 milionů let dříve, než ukazují zkameněliny. Ty se ovšem nemusely dochovat kvůli malému vzrůstu a subtilní stavbě prvních vyšších rostlin. Kambrium je zároveň charakteristické obrovským rozvojem mnohobuněčných živočichů. Zdá se, že evoluce rostlin a živočichů mohla jít ruku v ruce od samého počátku.

Vrcholové cévnaté rostliny se potom měly odvětvit asi před 450 až 420 miliony let, tj. v ordoviku až siluru. I tento údaj tedy o něco předchází nalezené zkameněliny. O mnoho set milionů let starší nálezy připomínající spory naopak do celkového obrazu nezapadají. Takřka jistě náležely jiným skupinám než vyšším rostlinám.

I tak se ovšem zdá, že ostatní výzkumníci budou muset upravit své modely. A to i takové, které se nezabývají přímo evolucí rostlin, ale třeba jejich vlivem na změny pozemského ekosystému.

Zdroj: Morris JL, Puttick MN, Clark JW,… & Donoghue PC (2018): The timescale of early land plant evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United Stated of America, Latest Articles.

diskuze: 0 příspěvků, nových

Zpět na články