Krásné proterozoické plísně - "Snowball Earth" a nejstarší suchozemské houby na světě
S ohlédnutími do jednotlivých geologických útvarů planety Země je jasné a pochopitelné pravidlo, že blíže současnosti víme o vyhynulém životě a tehdejší podobě ekosystémů více informací a mizí pochybnosti, které by se mohly v jiných oblastech naskytnout. Právě určitá nevědomost, kterou máme o hlubších zákoutích času na této planetě, nám dává prostor spekulovat a teoretizovat o veškerých životních projevech i životě samotném, jak vypadal, čím se živil, a jak byl vlastně odlišný od toho současného. Mezi taková zákoutí bezpochyby patří období ediakar, respektive celé období prekambrického eonu, kdy o tehdejších organických formách většina hodnotných údajů chybí. Jednu z lepších představ nám poskytuje například ediakarská fauna, která dosud jednou z nejhodnotnějších zpráv o životě v době před více než 541 miliony let, nicméně existuje více pozůstatků, geologických útvarů a hornin, které nám o nejmladší části prekambria poskytují více informací. Jednou z nich je například i dnes poměrně proslavená teorie “Snowball Earth”, tedy hypotéza o sérii přibližně 2 až 3 masivních zalednění planety v době mezi 760 až 635 miliony let, přičemž největší vliv měla mít zalednění sturtianské (před cca 717 až 643 miliony let) a marinoanské (před cca 650 až 635 miliony let). Tato teorie, ve zkratce, předpokládá, že se Země ochladila natolik, že obrovské a několik stovek, možná i tisícovek metrů silné ledovce se rozšířily až k rovníku a pouze úzký pás představoval nezamrznuté oblasti. Přestože není všemi vědci přijímána, několik prací z posledních let ukázalo, že by mohla úzce souviset s rozvojem mnohobuněčného života v pozdější době. A toto, se zdá, potvrzuje i nová studie kolektivu čínských a amerických paleontologů, kteří zkoumali zvláštní struktury nalezené v čínských ediakarských uloženinách. Jejich povaha totiž odpovídá strukturám, které nacházíme u suchozemských hub a sice plísní, a jejich datování a horniny, ve kterých byly nalezeny, z nich dělají pravděpodobně nejstarší, skutečně prokazatelné suchozemské organismy.
Fosilie složitého života z vrstev souvrství Doušantuo reprezentuje mnoho nálezů, a to často ne zcela zřetelné příslušnosti k některých vyhynulým i recentních skupinám, které známe. Dobře je charakterizuje kulovitý cys, s malými hroty, akritarchy (Acritarcha; označení písmenem c), kterým toto souvrství proslulo, nicméně pravděpodobně odsud pocházejí také fosilie primitivních žahavců (Cnidaria) a nově se zdá, že se zde vyvíjely také houby připravené na suchozemský život. Kredit: převzato z webu Research Gate
Výzkum a význam ediakarských, a obecně proterozoických, organismů je dost možná zásadní pro pochopení evoluce všech pozdějších skupin forem života s výjimkou snad některých jednoduchých či jednobuněčných. Vývoj těchto forem je také zajímavou oblastí evoluční biologie, jelikož se v těchto ekosystémech pravděpodobně nevyskytovala jedna z hlavních sil, o kterých si myslíme, že vedou evoluční vývoj - predace. V rámci možností se také zdá, že některé lokality byly v rámci možností bohatými ekosystémy s množstvím života, ale rozhodně nešlo o veškerá nebo alespoň většinová stanoviště, která z tohoto období známe. Jedny z těch nejrozsáhlejších a také nejznámějších nalézáme v současné Číně, Rusku, Velké Británii, Namibii nebo Austrálii, například souvrství Ediacara Hills, prekambrické horniny charnwoodského lesa v anglickém Leicestershire nebo souvrství Doušantuo v Číně. A je zajímavé, že mimo mořského života už některé z nich poskytly také horniny z prostředí, které se dá interpretovat jako suchozemské nebo příbřežní s tím, že se nejednalo o plochy s mělkou vodou. Podmínky nad hladinou moře byly ve svrchním proterozoiku nebyly vhodné hned několika důvodů jako nízkých koncentracích kyslíku, vysokých koncentracích oxidu uhličitého, pusté krajině i patrně žádném životě.
Zajímavé je v tomto ohledu, že se objevil názor o tom, že někteří zástupci známé ediakarské fauny byli ve skutečnosti terestrickou formou života a sice primitivními lišejníky. Přestože tento názor není všeobecně přijímán a je nepravděpodobný, je zajímavým a dokazuje přinejmenším fakt, kolika možnými způsoby můžeme některé zástupce těchto zvláštních organismů interpretovat.
Některé známky z období proterozoika by ovšem svědčily o tom, že se život v terestrických ekosystémech objevil dlouhou dobu předtím, než-li je obyčejně uváděno v době ordoviku až siluru, a to možná již před téměř 1 miliardou let v podobě houby (Fungi) druhu Ourasphaira giraldae.
Nicméně, tato fosilie je některými autory zpochybňován, ale nový nález z Číny a sice výše zmíněného souvrství Doušantuo by ho ale mohl podpořit. Houby a jejich příbuzní byly totiž v období proterozoika a ediakaru patrně variabilnější, než bychom čekali, protože struktury nalezené v pravděpodobně suchozemských horninách totiž odpovídaly houbám.
Čínští a američtí paleontologové, pod vedením Shuhai Xiaa z Virginia Tech University, zkoumali přibližně 635 milionů let staré, dolomitové horniny z přelomu geologických útvarů kryogenu a ediakaru zachyceného v tomto souvrství. Jejich spodní vrstvy, podobně jako svrchní, obsahují významné fosilní zbytky organismů, které se vyvíjely v době proterozoika v mořském prostředí, a proto byl původně výzkum zaměřen právě na tento jejich aspekt.
Nicméně, autoři objevili se spodních vrstvách těchto hornin mikroskopické zbytky jiných typů organismů, než-li čekali, a sice fosilie podobné vláknům hub, které známe z mnohem mladších usazenin. S velkou mírou jistoty mohli určit jejich organický původ, další výzkum pak při bližším srovnání odhalil morfologii, kterou nacházíme u zástupců říše hub, což bylo zjištění, které paleontology překvapilo.
Porovnání jim poskytla databáze Massey Herbarium při Univerzitě v Cincinnati, která představuje databázi přibližně 115 000 druhů rostlin, hub, lišejníků a k nim přidružených skupin, kde byla zjištěna podobnost nalezených mikrofosilií s recentními druhy hub.
Snímky, kvůli velikosti fosilií v řádech milimetrů, byly pořízeny metodou elektronové mikroskopie a trojrozměrně seskládány dohromady pomocí počítačové tomografie. Jejich podoba, jak bylo řečeno výše, byla s houbami velice nápadná a to vědeckou skupinu překvapilo už jen z důvodu, že v době před 635 miliony let měla být Země buď pokrytá velkými ledovcovými příkrovy nebo měla mít minimálně velmi studené podnebí s teplotami jen několik stupňů nad bodem mrazu v oblasti rovníku. Kromě toho, naleziště Doušantuo leželo ve stejné době poměrně blízko severního pólu.
Jak uvádí Xiao jako vedoucí autor, toto zjištění není definitivní a zbytky nalezené ve fosilních vrstvách přelomu kryogenu a ediakaru mohou být ještě interpretovány jinými způsoby jako fosilie rozdílného zařazení. Přesto představují pokrok ve výzkumu procesu, kterým je přechod hub do suchozemského prostředí, který vědci na této fosilii dále demonstrují.
V oblasti nálezu mikrofosilních vláken byly analyzovány i horniny na úrovni izotopů a byly zde, v těchto sedimentech, nalezeny dva izototopy síry (S32 a S34), což dle autorů odpovídá přibližně sopečným vývěrům, vedle kterých se mohl život usadit, protože se kolem nich zdržovalo teplo a dostatek minerálních látek. Nicméně, uložení v dolomitových vápencích spíše odpovídá scénáři, že fosilie byly ukryty pod mořskou hladinou a autoři tedy vytvořili hypotézu, dle které tyto houby mohly existovat v prostorech jeskyní s možná ustávající či zastavenou sopečnou aktivitou. Šlo tedy o zajímavý a do jisté míry i specifický ekosystém, který nemá zatím ze stejné doby podobný ekvivalent.
Dle autorů je pravděpodobné a z nálezů relativně zřejmé, že fosilie byly suchozemského původu, nicméně měly vazby stále na mořskou hladinu. Je to pravděpodobné z hlediska hornin v okolí nálezu, jak bylo zmíněno v předchozím odstavci, ale také z převahy mořských fosilií ve stejných sedimentech.
Studie pokračuje tím, že, pokud jde skutečně o zbytky hub, tak jde o nejstarší dosud prokazatelně dochované zástupce této říše (a samozřejmě také mycelia, tj. podhoubí) a zároveň nejstarší dochované suchozemské organismy z fosilního záznamu. Mladší fosilie, prokazatelně příslušné k houbám, pocházejí až doby svrchního siluru, tedy doby o přibližně 220 milionů let mladší než tyto z Číny.
Paleontologové, při korelaci se stavem tehdejší biosféry, geosféry a kryosféry také přišli se zajímavým a do jisté míry značně oprávněným názorem - houby, při procesu jejich postupného, více suchozemského stylu života mohly začít hrát velice významnou roli v ekosystémech rozrušováním hornin a uvolňováním organických látek do mořské vody. Jak připomíná spoluautor studie, Tian Gan spolupracující se Shuhuai Xiaem při Virginia Tech University, tak houby mají specifické druhy enzymů pro alespoň částečný rozklad okolního prostředí v organogenní sloučeniny a také sloučeniny, které jsou prospěšné pro život dalších organismů. Tvoří tedy důležité složky pro další rozvoj ekosystémů a stejný úděl mohly plnit už v proterozoickém ediakaru.
Jinými slovy tedy nález houbových vláken v 635 milionů let starých horninách vzbudil rozruch – pokud se prokáže jeho systematická pozice, bude důležitý nejen svým stářím a zařazením, ale především bude mít dopad na chápání evoluce života a ekologie organismů z počátku ediakarského období a konce masivního ochlazení planety.
Autoři tedy práci uzavírají s tím, že právě houby s největší pravděpodobností předběhly suchozemské rostliny a řasy o celé desítky a možná i stovky milionů let, a právě také houby se staly hlavním, prvotním tvůrcem prostředí vhodného pro vývoj suchozemských ekosystémů. Jejich činnost navíc neovlivnily ani nízké teploty a navíc, jejich aktivita mohla vést dokonce k masivní změně klimatu na celé Zemi a k proměně hydrosféry, jež se mohla podílet na evoluci složitějších forem života v pozdější době.