Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

Jde to i bez lidí. Největší vymírání mohly spustit mikroorganismy

Před čtvrt miliardou let vymřela během krátké doby drtivá většina všech druhů na Zemi, jak v moři, tak na souši. Podle nové studie mohl být viník nenápadný: skupina mikroorganismů, která se náhle naučila zpracovávat nový zdroj potravy v moři. A tím spustila katastrofu.

Pokus o rekonstrukci jednoho dramatického okamžiku z života v permu. Dravec vlevo je Inostrancevia, jeden z největších známých dravců své doby z rodu Gorgonopsian. Podle představ paleontologů mohli jeho kořist tvořit příslušníci rodu Scutosaurus, jako je ten vpravo. Inostrancevia byl dravec o délce v průměru zhruba 3,5 metru, Scutosaurus byl možná o metr kratší. Obě zvířata patří do skupiny tzv. synapsidů (mimo jiné předků savců), která během Velkého vymírání ustoupila archosaurům - předkům dinosaurů a ptáků. | foto: Profimedia.cz

Takových událostí zemská historie mnoho nepamatuje. Na konci období zvaného perm, v době před zhruba 252 miliony let, došlo na Zemi podle všeho k "ekologickému masakru". V průběhu několika desítek tisíc let zmizela z povrchu většina druhů. Přesné odhady se jen z fosilních pozůstatků dělají těžko, ale zřejmě zmizelo více jak 80 procent všech zemských druhů. Podle některých odhadů to bylo přes 90 procent.

Takzvané "Velké vymírání" na konci permu bylo tedy pro život na Zemi podstatně horší událost než vymírání, které ukončilo období ekologické nadvlády dinosaurů. Při něm vyhynulo podle současných odhadů "jenom" 75 procent všech druhů.

Příčiny "Velkého vymírání" zůstávají dodnes neznámé. Hlavním podezřelým jsou především takzvané sibiřské trapy. Na Sibiři (dnes tedy hlavně pod jejím povrchem) leží ohromné vrstvy čediče, které se z hlubin Země vylily právě zhruba někdy před čtvrt miliardou let.

Událost to musela být gigantická a její dopad rozhodně nemohl být zanedbatelný. Čediče pokrývají plochu zhruba 2,5 milionu čtverečních kilometrů, tedy více jak 30násobku rozlohy České republiky. Pravděpodobný scénář událostí říká, že prach a popel zastínily Slunce, způsobily kyselé deště a pohrály si s klimatem.

Aby byl dopad tak hrozivý, musely se nejspíše k sopečné činnosti přidat i další vlivy. "Mou oblíbenou hypotézou je změna v rozložení pevniny a tím i směrů a teplot mořských proudů," říká geolog Jaroslav Zajíc z Geologického ústavu Akademie věd. "Jsou jedním z klíčových prvků zemského klimatu a třeba právě v období pozdního permu docházelo k ohromným geografickým změnám, především počátační fázi rozpadu superkontinentu Pangea." Výsledkem mohlo být třeba vysoušení rozsáhlých oblastí a jiné podobné změny.

Ke komplexnímu vymírání v moři i na souši by takové změny nestačily, ale řadu druhů mohly popostrčit k vyhynutí třeba tím, že výrazně omezily jejich životní prostor. Navíc velké změny globálního klimatu (například rozsáhlá aridizace a výrazné zvýšení teplot) by vedly zejména k ničení těch nejrozvinutějších společenstev organismů s nejjemnějšími vzájemnými vazbami, jako jsou deštné pralesy či korálové útesy. Vymírání v takových komplexních ekosystémech má dominový charakter.

Vstupuje archea

Daniel Rothman z univerzity MIT s kolegy ale do hry chtějí dostat novou postavu, pouhým okem neviditelnou. V novém článku v časopise PNAS (placený přístup odsud) překládají hypotézu, že hlavním viníkem jsou ve skutečnosti mikroorganismy patřící do domény Archea. Tvoří sice zcela samostatnou skupinu organismů oddělenou od bakterií i buněčných organismů s jádrem (tzv. eukaryota), ale při pohledu zvenčí se velmi podobají bakteriím.

Při zkoumání fosilních pozůstatků z období kolem Velkého vymírání si Rothman s kolegy všimli nárůstu počtu organismů nazvaných Methanosarcina. Jak napovídá název, jde o rod organismů produkujících metan. Jsou schopné přežívat bez přítomnosti kyslíku a vyskytují se prakticky všude na Zemi (včetně našich střev) v celé řadě druhů.

Podle Rothmana se počátek úspěchu těchto mikroorganismů datuje velmi nápadně právě zhruba do období kolem velkého permského vymírání. Jak to zjistili? Použili metodu nazývanou molekulární hodiny (Wikipedie). Používá se k určování stáří druhů či skupin organismů. Třeba odpovědi na otázku, kdy se lidé oddělili od zbytku lidoopů. Podstata je jednoduchá: vědci porovnají DNA dvou různých organismů, zjistí všechny rozdíly a pak počet rozdílů vydělí předpokládanou rychlostí genetických změn. Jde samozřejmě o ohromné zjednodušení, metoda je ve skutečnosti podstatně složitější, ale toto je základní idea.

Porovnáním 50 kmenů rodu Methanosarcina Rotham s kolegy dospěli k závěru, že tyto mikroorganismy se zhruba ve stejné době naučily nové a účinnější způsoby rozkládání potravy. Podle jiné nedávné práce klíčové geny pro tuto dovednost nejspíše metanosarcíny přebraly od úplně jiné skupiny organismů, od bakterií živících se celulózou. (Přirozený výskyt přenosu genů mezi různými druhy organismů je mimochodem jeden z hlavních důvodů, proč většina biologů nevěří, že by geneticky modifikované organismy byly z podstaty nebezpečné či škodlivé.)

Nové schopnosti poskytly těmto mikroorganismům nové možnosti. Zpřístupnily jim nové zdroje potravy, které do té doby využívat nedokázaly. Šlo hlavně o zbytky mrtvých organismů na dně moří. Našly si tak nový životní prostor, ve kterém neměly žádnou nebo jen malou konkurenci a začalo se jim dařit.

Suroviny ze Sibiře

Metanosarcíny potřebují ke své práci i poměrně vzácné suroviny, především nikl. Za běžných podmínek nedostatek tohoto prvku růst mikroorganismů poměrně rychle zabrzdí. Rothman a spol. ovšem v tu chvíli znovu staví do popředí figuru, která byla na jevišti od počátku: sibiřské trapy. Díky nim se mělo do prostředí dostat značné množství jinak poměrně vzácných prvků, včetně právě niklu.

Pokud tomu tak bylo, cyklus vymírání se skutečně mohl rozjet. Metanosarcíny rozkládají do té doby nedotčené zásoby zbytků v mořích, vytvářejí ohromná množství metanu. Ten reaguje s kyslíkem - který pak v mořích i atmosféře chybí - a vznikají velká množství oxidu uhličitého.

To sice není až vysloveně "zlý" plyn, jak by se mohlo zdát, ale jeho zvýšená koncentrace mohla vést k výraznému okyselení oceánů, což pro řadu organismů není nic příjemného. Ty umírají a metanosarcíny získávají další stravu, materiál na výrobu metanu. Když k tomu přidáme stres způsobený sibiřskou sopečnou činností, proti které je výbuch sopky Krakatoa zanedbatelnou epizodkou, mohlo být zaděláno na velké vyhynutí.

Hypotéza v tuto chvíli rozhodně není neprůstřelná. Žádný rozbor například nemůže dokázat, zda zvýšený obsah niklu v usazeninách z doby kolem Velkého vymírání pochází právě ze sibiřské sopečné činnosti. K metodě molekulárních hodin, podle které vědci určovali, kdy metanosarcíny získaly své schopnosti, si také řada vědců zachovává odtažitý postoj. V minulosti byly její výsledky často zpochybňovány a v řadě případů se ukázaly jako nepřesné. K přenosů dotyčných genů mohlo dojít tedy dojít podstatně dříve nebo později.

Ale na druhou stranu hypotéza kvůli tomu není mrtvá. Je naprosto obvyklé, že jedna práce na uznání nové myšlenky nestačí. Základní předpoklad, že tak výjimečnou událost jako Velké vymírání nemá na svědomí jediná příčina, vypadá opravdu logicky. Koneckonců ekologických katastrof podobné intenzity jsme zatím v historii objevili jenom pět, včetně Velkého vymírání. (A dalších šest vymírání je o trochu mírnějších.)

Máme také jeden velmi dobrý důkaz o tom, že mikroorganismy skutečně dokážou změnit celou planetu: kyslík, který právě teď dýcháme. Ten je v atmosféře teprve od chvíle, kdy před zhruba 2,4 miliardami let pozemský život objevil kouzlo fotosyntézy.

Autor:
  • Nejčtenější

Hoffmann nechal vypnout rozhlas. Jako jeden z mála komunistů skončil ve vězení

v diskusi je 54 příspěvků

15. června 2024

Před 100 lety se narodil Karel Hoffmann, člen konzervativní kliky uvnitř KSČ, který během okupace v...

Vyhlídkový raketoplán Richarda Bransona letěl naposledy

v diskusi je 13 příspěvků

14. června 2024

Minulou sobotu se uskutečnil historicky poslední let raketoplánu SpaceShipTwo se čtyřmi pasažéry na...

{NADPIS}

{LABEL} {POPISEK}

Apple naučil sluchátka nové kousky a chystá se zaplavit vaše obrazovky

v diskusi jsou 2 příspěvky

11. června 2024

Ačkoli byla konference WWDC především o novinkách v operačních systémech a představení „AI“ jako...

Když astronauti na ISS spali, diváky přenosu ze stanice vyděsilo vysílání

v diskusi je 6 příspěvků

13. června 2024  10:15

Americký úřad pro letectví a vesmír na jednom ze svých kanálů vysílá přímý přenos z Mezinárodní...

{NADPIS}

{LABEL} {POPISEK}

Apple nám ukázal novinky a kde všude nasadil umělou inteligenci

v diskusi jsou 4 příspěvky

10. června 2024  18:27,  aktualizováno 

V pondělí začal Apple ukazovat novinky v softwarových produktech. Na každoroční konferenci WWDC se...

Už 100 let mohou fotbalisté vstřelit gól přímo z rohu

v diskusi je 11 příspěvků

16. června 2024

Už 100 let mohou dát fotbalisté gól přímo z rohu. V červnu 1924 tuto možnost otevřelo svým...

Jakmile zacvaknou kola, přijde uvolnění. Z Austrálie domů v letadle z roku 1960

v diskusi je 5 příspěvků

16. června 2024

Na konci ledna přistála na letišti v Podhořanech nedaleko Chrudimi malá formace letadel v čele s...

Hoffmann nechal vypnout rozhlas. Jako jeden z mála komunistů skončil ve vězení

v diskusi je 54 příspěvků

15. června 2024

Před 100 lety se narodil Karel Hoffmann, člen konzervativní kliky uvnitř KSČ, který během okupace v...

KVÍZ: Poznáte motor podle zvuku?

v diskusi jsou 3 příspěvky

15. června 2024

V neděli 16. června se rozsvítí v kalendáři Den otců. Nejen pro všechny táty jsme – v dostatečném...

Skandál kolem morbidně obézní Miss Alabama. Co se ztratilo mezi řádky

Sociální sítě počátkem června rozvášnila obézní plus size modelka Sara Millikenová oceněná titulem Miss Alabama 2024....

Do Itálie se nevrátím, tady vše funguje lépe, říká dcera Petra Hapky

Dcera slavného českého hudebníka Petra Hapky (†70) Petra (41) žila od 3 let s matkou v italském Římě. Ve 29 letech se...

Koupil byt i s nájemníkem a zdražil o sedm tisíc. Chce výnos 4,5 procenta

Seriál Našel jsem si nájemní byt, ve kterém bydlím několik měsíců. Platím 17 tisíc korun za nájem a k tomu měsíční poplatky za...

Čekám na transplantaci, ale dám přednost mladým, říká herec Zdeněk Žák

Herec Zdeněk Žák (71) si nikdy moc nepřipouštěl své zdravotní problémy. Nemoci přecházel a k doktoru se nehnal, až...

Jen ať mě kritizují, moje šperky vydělávají, říká zpěvačka Lucie Bílá

Zatím jí to pořád zpívá, ale i Lucie Bílá (58) si uvědomuje, že jednou její kariéra skončí. Hlava ji z toho ovšem...