Narazil jsem na docela vtipný argument jednoho z odpůrců evoluční teorie. Zeptal se mě: „Jak si vysvětlujete původ suchozemských obratlovců z lalokoploutvých ryb, když lalokoploutví žijí dodnes? Musím se přiznat, že jsem zpočátku nepochopil podstatu otázky. A pak mi to po krátkém přemýšlení došlo. Člověk si to představuje takto: existoval JEDEN druh lalokoploutvých ryb, ze kterých pocházejí VŠECHNY druhy suchozemských obratlovců. Pokud by tedy pocházely z něj, pak je zřejmé, že by neměl existovat. Na první pohled to vypadá logicky. Ale!
I když si představíme, že obojživelníci pocházejí z JEDINÉHO druhu lalokoploutvých ryb, které na Zemi existovaly, je stále docela snadné vysvětlit, jak by to mohlo být. Například část zemské kůry by se mohla zvednout a oddělit oceánský záliv a proměnit ho v uzavřené moře. Část populace, která zůstala v oceánu, zůstala nezměněna, protože. vnější prostředí by se pro jedince této populace nezměnilo. A část, která zůstala v uzavřené nádrži, se mohla během milionů let, jak moře vysychalo, vyvinout v obojživelníky, kteří by se přizpůsobili měnícímu se prostředí. Takže i tato položená otázka má vysvětlení. Ve skutečnosti bylo všechno ještě jednodušší. Nebo obtížnější. Záleží na tom, jak se na to díváte.
Před miliony let.
Rozvoj země rybami začal v paleozoické éře, v období devonu. Pro ty, kterým tato jména nic neříkají, upřesním, že se to stalo přibližně před 370 miliony let. A s největší pravděpodobností na území moderního Grónska. Alespoň tam byly nalezeny nejstarší pozůstatky prvních obojživelníků.
Předpokládá se, že vznikly z lalokoploutvých ryb, které se ocitly v podmínkách, kdy nádrže začaly postupně vysychat a mělčit. Ryby se musely doslova plazit mělkou vodou a v takových podmínkách byly mohutné ploutve významnou konkurenční výhodou, a proto byla tato vlastnost fixována přírodním výběrem. Na spodní části ploutví se vyvinuly svaly, které rybě umožňovaly plazit se s oporou o dno.
Devonská krajina.
V mém zjednodušeném příkladu na začátku poznámky, kde jsem popisoval možnost, že by ryby mohly jít na souš a zároveň zůstat v oceánu, bylo řečeno, že v oceánu mohly vzniknout lobefiny a pak část tzv. populace mohla být odříznuta od oceánu a přizpůsobena podmínkám mělkých nádrží k pozemskému způsobu života. Ve skutečnosti nebylo všechno takové. Křížovky vznikly v podmínkách mělkých vodních útvarů a teprve poté se vrátily do oceánu. Přesněji řečeno, někteří z nich se vrátili a někteří odešli na přistání. V některých oblastech se zřejmě podařilo obnovit přístup k oceánu a část populace odplavala pryč. To vše samozřejmě trvalo miliony let. Nicméně. Do dnešních dnů přežily až dva druhy lalokoploutvých ryb. Žili jsme bez viditelných změn 400 milionů let! Vědci jeden z nich objevili v roce 1938 u pobřeží Jižní Afriky u ústí řeky Chalumna. Poprvé ho popsala Marjorie Courtenay-Latimer, kurátorka East London Museum (Jižní Afrika), a o celých 60 let později, v roce 1998, byl objeven další druh, nyní v Indonésii poblíž ostrova Maenad Tua. Druhové jméno – coelacanth – bylo rybě přiděleno podle příjmení objevitele a konkrétní jméno podle míst, kde byly ryby objeveny – na počest řeky Chalumna a ostrova Menada Tua. Oba druhy jsou si velmi podobné ve struktuře, ale velmi odlišné v barvě. Africký druh je modrý a indonéský hnědý.
Latimeria chalumnae
Latimeria menadoensis
Tím byl vyřešen problém s výstupem z vody. Zbývalo jen najít způsob, jak dýchat vzduch. A starověká ryba se s tímto úkolem úspěšně vyrovnala. Jejich potomci přežili dodnes a jsou nyní zastoupeni šesti druhy. Všechny tyto druhy jsou zahrnuty do nadřádu Lungfishes, a jak můžete hádat, mají jak žábrové, tak plicní dýchání. V zásadě by to bylo nazvat snadným – zatím je to jen bublina s přísunem vzduchu, ale přesto už tyto ryby mohou v obdobích sucha, kdy nádrže vysychají, naplno dýchat atmosférický vzduch.
Australský horntooth (Neoceratodus forsteri)
Americký šupináč (Lepidosiren paradoxa)
Protopter mramorovaný (Protopterus aethiopicus)
Zvláštní pozornost věnujte orobinci, který je velmi podobný laločnaté rybě. Věc se má tak, že jak lalokoploutvé ryby, tak plicníky pocházejí od společného předka – lalokoploutvých. Hortozub preferuje malé, zarostlé nádrže, kde vede životní styl u dna a plazí se po substrátu pomocí ploutví a ocasu. Čas od času se zvedne, aby se nadýchal vzduchu, stejně jako moderní obojživelníci. Nejbližším dochovaným přechodným pojítkem mezi rybami a obojživelníky je možná zorozub.
No, v dávných dobách existovalo spojení, kterému vědci říkají Tiktaalik. Jeho ostatky byly nalezeny také v Grónsku. Toto stvoření již nebylo v doslovném smyslu slova ani ryba, ani drůbež.
Tiktaalik
Tiktaalik měl vlastnosti ryb i suchozemských zvířat. Mezi zřejmé vlastnosti ryb patří šupiny a žábry. Některá znamení byla střední. Tvor měl například ploutve, ale přední ploutve se již proměnily v tlapky. Nechyběly ani rysy suchozemských zvířat. Za zmínku stojí přítomnost plic a pohyblivá krční páteř. Přes velkou vnější podobnost s obojživelníky nebyl Tiktaalik ještě plně obojživelník. O něco později se ve stejné oblasti objevili ichthyostegas – pravděpodobně první ze skutečných obojživelníků, kteří dali vzniknout dlouhé evoluční cestě – po které se nyní nemuselo plout, ale jít pěšky. Život udělal svůj první neohrabaný, ale už sebevědomý krok na souši.
Ichtyostegas.
Takhle dopadl příběh. Hned řeknu, že je to velmi zjednodušené a o některých otázkách se vedou živé vědecké debaty. Myslím si však, že to dává obecnou představu o tomto evolučním segmentu. Doufám, že to bylo zajímavé a poučné.
Vodní a suchozemská stanoviště mají značné rozdíly. Proto změna prostředí, ke které u obojživelníků došlo, vedla k významným změnám ve struktuře řady orgánových systémů.
Proč ryba „vylezla“ na přistání? V té době se objevily rostliny rostoucí nad vodou. Obýval je hmyz a jeho larvy, kterými se mohly živit ryby. Například padlý mrtvý hmyz nebo larvy žijící ve vodě nebo hmyz na hladině vody. Čím více vody může ryba z vody dostat, tím bude plnější. Je také možné, že nádrže pravidelně vysychaly a tyto prastaré lalokoploutvé ryby se musely přesunout do sousední nádrže. Výhodu tak získali ti, kteří to dokázali, tedy ti, kteří měli lépe vyvinuté plíce a končetiny.
Hlavní rozdíly mezi vodou a vzduchem souvisí s hustotou těchto médií a možností výskytu fyzikálních a chemických procesů. Voda je hustší látka, má mnohem větší vztlakovou sílu než vzduch. Navzdory skutečnosti, že ve vzduchu je více kyslíku než ve vodě, může kyslík proniknout do těla, pokud je na povrchu těla vlhkost, tj. metabolické reakce probíhají pouze v roztocích. Živý organismus žijící na souši se potýká se dvěma problémy – neschopností pohybu plaváním a vysycháním těla na vzduchu.
Ryby plavající ve vodním sloupci mají bočně stlačené tělo. Díky tomuto tvaru mohou plavat při ohýbání. U suchozemských zvířat je však tělo vlivem gravitace více stlačeno shora dolů. V tomto případě je pro pohyb výhodnější použít pákové končetiny. Části takových končetin se mohou ohýbat a narovnávat vůči sobě pomocí svalů, které jsou k nim připojeny. Obojživelníci mají více těchto specializovaných svalů než segmentované svalstvo.
Na souši přitom končetiny slouží nejen k pohybu, ale i k podepření těla nad zemí. Aby končetiny unesly váhu těla, musí být spojeny s něčím pevným a neskončit jednoduše v měkké tkáni zvířete. Proto jsou končetiny obojživelníků, na rozdíl od ploutví ryb, připevněny k páteři pomocí dobře vyvinutých pletenců končetin.
Pro omezení pohybu celého těla při průzkumu prostředí si obojživelníci vyvinuli krk.
Páteř obojživelníků se stala složitější kvůli získání dalších funkcí. Obsahuje cervikální, trupový, sakrální a kaudální úsek.
Na rozdíl od ryb mají obojživelníci holou, vlhkou kůži s mnoha kapilárami. Díky tomu mohou obojživelníci provádět kožní dýchání, to znamená absorbovat kyslík ze vzduchu povrchem kůže. Vlhkost pokožky je udržována speciálními žlázami, které produkují hlen.
Kožní dýchání však nestačí. Obojživelníci také přijímají kyslík stěnami úst (které jsou poměrně velké) a plícemi. Larvy mnoha obojživelníků mají žábry, které se u dospělých rozpouštějí. Místo toho se z invaginací stěny hltanu tvoří plíce, což jsou složené vaky. Vnitřek úst a plic je vždy vlhký.
Nosní dutina u obojživelníků se otevírá nejen směrem ven (jako u ryb), ale také do dutiny ústní. Při pronikání skrz něj je vzduch také zvlhčován.
Ryby mají dvoukomorové srdce, skládající se z jedné síně a jedné komory, jednoho kruhu krevního oběhu. Obojživelníci mají tříkomorové srdce, které se skládá ze dvou síní a jedné komory. Tato struktura je způsobena výskytem plicního dýchání a potřebou druhého okruhu krevního oběhu.
Viditelnost ve vzduchu je vyšší než ve vodě. Proto mají obojživelníci lépe vyvinuté orgány vidění, vidí dále než ryby. Aby oči nevysychaly, objevují se oční víčka a niktující blána.
Většina obojživelníků nemá boční linii.
Zvuk se ve vzduchu šíří hůře než ve vodě (kvůli nízké hustotě). Aby ryby slyšely, potřebovaly pouze vnitřní ucho. U obojživelníků se objevuje bubínek, který dokáže detekovat vibrace vzduchu, stejně jako kosti, které přenášejí vibrace membrány do vnitřního ucha.
Obojživelníci mají vyvinuté slinné žlázy, které jim umožňují smáčet potravu. Ryby žijící ve vodě je nepotřebovaly.
Produkt vylučování čpavek v rybách se uvolňuje žábrami. U obojživelníků se amoniak přeměňuje v ledvinách na močovinu, která není toxická.
U obojživelníků je ve srovnání s rybami mozeček méně vyvinutý. Je to dáno tím, že obojživelníci se nemusí pohybovat tak obtížně jako ryby.
