Jantarová okna do minulosti

Fosilní pryskyřice, zkamenělé rostlinné šťávy dávných stromů zachované v různých sedimentech, jsou souhrnně označovány jako jantar. ¹⁾ Výjimku tvoří pouze stratigraficky mladší, tj. kvartérní až recentní pryskyřice, pro které bývá užíván termín kopál (ze špaň. copal, převzatého z aztéckého názvu pryskyřice copalli). Kromě stáří tento termín vyjadřuje také vyšší stupeň polymerizace pryskyřice směrem k jantaru a představuje tak přechodovou formu zrání.

Krásou jantaru byl člověk odedávna fascinován, mimo jiné mu také přisuzoval kouzelnou moc. Používal jej k výrobě šperků i jako platidlo při obchodu. Nejstarší amulety a ozdoby jsou staré 37 tisíc let. Z magdalénienu (koncem mladšího paleolitu) ve Francii a Španělsku pocházejí jantarové korále, které jsou datovány do doby 15–10 tisíc let před Kristem. Pojmenování jantaru odvozovaly evropské národy různě, např. Římané mu říkali succinium (kamenná šťáva), Řekové elektron (pro vznikající statickou elektřinu na povrchu), Germáni bernstein (hořící kámen) a Angličané amber (ambra, má původ v arabském anbar).

Od neolitu, a zvláště v době bronzové, se jantar stal v oblasti střední a severní Evropy důležitým obchodním artiklem. Utvářely se obchodní cesty mezi Evropou a Asií a jantar, především baltský, hrál v kulturním životě té doby důležitou roli. Nálezy však pocházejí i z dalekého Řecka, Egypta, severního Irska, Mezopotámie a dalších zemí. Slavný německý objevitel Heinrich Schliemann uvádí bohaté nálezy šperků z jantaru v bájných Mykénách či Tróji. K nejznámějším dílům patří jantarová komnata z Kateřinského paláce v Carském Selu u Petrohradu, jíž byl obdarován car Petr Veliký. Tato komnata byla za druhé světové války demontována a skrývána, nacisté ji však objevili a několikrát ji přemístili, až nakonec záhadně zmizela. V nedávné době byla rekonstruována podle původní dokumentace a je právem označována za osmý div světa.

Baltský jantar

K nejznámějším patří jantar baltský, a to již z období neolitu. Baltský se nazývá podle místa nejčastějšího výskytu při pobřeží Baltského moře, nejhojněji na Samlandském poloostrově (v Kaliningradské oblasti Ruska). Jako rostlinný produkt byl jantar rozpoznán ve starověku, kdy Aristoteles, Plinius Starší a Tacitus popsali jeho fyzikální a chemické vlastnosti. Od středověku do 18. století byly tyto znalosti téměř zapomenuty. Baltský jantar, jak těžený, tak sbíraný na mořských plážích, se komerčně využíval po staletí. Jedna z větví jantarové obchodní stezky, po níž byl jantar dopravován v surovém i leštěném stavu, vedla ze Samlandské oblasti k Středozemnímu moři (tam je jantar znám z mnoha archeologických nalezišť). Baltský jantar pochází z vymřelého druhu jehličnanu původně popsaného jako borovice Pinus succinifera, který zde rostl v období raného terciéru (před 50–35 miliony let). Pravděpodobně však nejde o borovici (Pinus, Pinaceae), jak by se dalo očekávat podle latinského rodového jména. Chemickými a fyzikálními metodami byla potvrzena nejbližší podobnost této rostliny se současnými damaroněmi rodu Agathis (Araucariaceae), což se rozchází s původními představami, které vycházely z morfologické podobnosti s borovicemi. Háček byl však v tom, že se v baltském jantaru dosud nenašly žádné části ani pyl rostlin, které by se podobaly damaroním. Jediný jehličnan příbuzný damaroni a známý ze severní polokoule (rod Doliostrobus, Doliostrobaceae) nebyl u jantaru prokázán. Naopak častá přítomnost borovicových pylových zrn potvrzuje původní domněnky. Klíčem k rozluštění může být jiný primitivní zástupce borovicovitých, který prošel silnou evoluční radiací na počátku terciéru a jehož pryskyřice se podobá právě pryskyřici rodu Agathis. Nedávno byl totiž objeven v horách východní Číny nový druh pamodřínu (Pseudolarix) ²⁾ patřící do čeledi borovicovitých, který jako jediný obsahuje jantarovou kyselinu, a navíc svými ekologickými nároky odpovídá představám o zdroji baltského jantaru. Zmíněnou představu podporuje i přítomnost šištic tohoto rodu ve fosilních pryskyřicích z ostrova Axel Heiburg v Kanadě, které také obsahují jantarovou kyselinu. Vše tedy nasvědčuje tomu, že právě pamodřín je nejpravděpodobnějším producentem baltského jantaru.

Vznik jantarových nalezišť

Oblast, odkud baltský jantar pochází, byla zaplavena v pozdním eocénu až raném oligocénu a pryskyřice byly spláchnuty mořem nebo dávnými řekami. Dnes jsou nejbohatší vrstvy jantaru sdruženy s původně mořským sedimentem nazývaným „svrchní modrá země“. ³⁾ Na tyto usazeniny stále působí erozní pochody a jsou opakovaně přemisťovány a ukládány ve vzdálených místech. Asi 15 m pod nimi leží spodní modrá země, která je již na jantar chudá.

Baltský jantar se nachází téměř výhradně na druhotných (alochtonních) nalezištích. Pryskyřice se někdy díky své vysoké odolnosti k chemickým, fyzikálním a biologickým degradačním procesům nahromadila v půdě okolo stromu, z nějž pochází. V prostředí bez přístupu vzduchu (tzn. za redukčních podmínek) se pryskyřice koncentrovala během vzniku rašelinného močálu (obzvláště pak v subtropickém a tropickém klimatu) a její koncentrace ještě mohla vzrůstat při tvorbě uhlí. Hlavním dějem v místech, kam měl vzduch přístup (tzn. za oxidačních podmínek) je rozklad nebitumenních ⁴⁾ složek. Tyto vrstvy se dochovaly ještě lépe, když byla pryskyřice takto koncentrována a následně nastoupily anaerobní podmínky. Zatímco původní (autochtonní) uložení pryskyřic je vázáno na uhlonosné sedimenty, druhotné uloženiny se vytvářejí v různém prostředí a rozhodující je transportní mechanizmus; záleží na hydrodynamických vlastnostech sedimentujících jantarových částic (resp. na jejich hustotě, velikosti a tvaru). Největší kusy jantaru mohou mít hmotnost až 10 kg. Jantarová naleziště známe z kontinentálních pánví, oblastí říčních náplavů, delt, estuárií, z blízkosti jezerních a mořských proudových linií, klidných zátok nebo podmořských depresí.

Jak pryskyřice zkamení?

Jantar může fosilizovat buď jako vyloučený produkt stromové kůry, nebo nevyloučený, uvnitř stromu. Pryskyřice uzavírá jizvy (praskliny) v kůře, je antiseptická, což strom chrání před chorobami a díky lepivosti i před útoky hmyzu. Některé stromy vylučují velké množství pryskyřice z trhlin v kůře nebo v místech oddělujících se větví.

Jednotlivé druhy stromů produkují odlišné typy pryskyřic v různém množství. Jehličnany a některé kvetoucí rostliny tvoří nejvíce pryskyřice za teplého počasí, při němž je pryskyřice tekutější a snadněji odkapává. Ne všechny typy pryskyřic však dobře fosilizují. V současné flóře existuje několik druhů dřevin s velmi stabilním složením pryskyřice, která umožňuje fosilizovat v jantar:

• novozélandská damaroň australská (Agathis australis, Araucariaceae),
• východoindická kopáloň indická (Vateria indica, Dipterocarpaceae),
• jihoamerický kurbaryl obecný (Hymenaea courbaril, Caesalpiniaceae).

Nejstarší fosilní pryskyřice pocházejí vzácně již ze svrchního paleozoika. Skutečný „boom“ ovšem nastává až od spodní křídy a obzvláště pak během třetihor.

Členění jantarů

Rozmanitost a způsob zachování hmyzu v různých jantarech a souběžně v sedimentárních horninách se značně liší. Oba typy tafocenóz ⁵⁾ se spíše vzájemně doplňují, než aby umožňovaly srovnání. Naleziště jantaru jsou na celém světě a lze je rozdělit podle stáří na druhohorní (248–65 milionů let) a třetihorní (65–2 miliony let). Prvohorní, tzn. karbonský jantar (360–286 milionů let) se vyskytuje výlučně v malých zlomcích, které doposud nikdo podrobně nestudoval. Nálezy mladší než terciérní (méně než 2 miliony let) patří do kategorie kopálů.

Druhohorní jantary

Druhohorní (mezozoická) naleziště jantaru jsou stratigraficky omezená na období křídy (144–65 milionů let), kdy na souši vládli dinosauři a v mořích hlavonožci. Jantar z tohoto období je obzvláště zajímavý, protože dokládá vymřelé hmyzí formy výrazně odlišné od současných, a to až na úrovni čeledí. Zároveň v této době docházelo k bohatému rozvoji kvetoucích rostlin. Mezi nejznámější naleziště patří Cedar Lake v Kanadě, jehož jantar je v infračerveném spektru podobný pryskyřici damaroně australské. Analýzou izotopu ¹³C nukleární magnetickou rezonancí byla prokázána podobnost se sevoroamerickými jantary z Atlantské nížiny, Aljašky a Washingtonu. Aljašský nebo také arktický jantar nacházený v uhlonosných aluviálních vrstvách delty Yukonu je svrchněkřídový a produkovaly ho rostliny příbuzné buď současné damaroni australské, nebo zástupcům čeledi tisovcovitých (Taxodiaceae).

V oblasti Středního východu nacházíme dnes vůbec nejstarší jantar, datovaný do spodní křídy (135–120 milionů let). Naleziště – primární i sekundární – jsou především v Libanonu. Výsledky infračervené spektroskopie ukazují (podobně jako u baltského jantaru) na blahočetovité rostliny (Araucariaceae).

Jiným významným nalezištěm je severosibiřský poloostrov Tajmyr. Zdejší jantar je obzvláště bohatý na hmyzí inkluze, jeho botanický původ však není znám.

Nálezy ze svrchní křídy Atlanské nížiny pocházejí z několika nalezišť odlišných stratigrafických úrovní. K nejstarším patří Cliffwood v New Jersey, který je znám ojedinělým nálezem vůbec prvního druhohorního mravence. V těchto sedimentech byla také objevena nejstarší fosilní včela, nejstarší fosilní představitel čeledi pakomárcovitých (Diptera: Ceratopogonidae) a řádu kudlanek. Producentem pryskyřice byly pravděpodobně také blahočetovité rostliny, ale analýzy některých vzorků prokázaly i jiné druhy, např. ambroň (Liquidambar, Hamamelidaceae) nebo metasekvoji (Metasequoia, Taxodiaceae), což by naznačovalo, že se zde tenkrát rozkládal smíšený les.

K dalším význačným typům patří barmský jantar, který byl dříve datován podle doprovodných mořských mikrofosilií jako eocenní. Novější studium však ukázalo přítomnost druhohorních pylových spekter a amonita rodu Mortoniceras, což stáří tohoto jantaru posunulo do spodní až svrchní křídy.

Křídový jantar s množstvím pyritizovaných inkluzí pochází z oblasti Akvitánské pánve. Jeho primárním zdrojem jsou podle infračervené spektroskopie také blahočetovité rostliny, stejně jako na nedávno objeveném nalezišti Alava v severním Španělsku, jehož jantar je bohatý na inkluze hmyzu.

U nás z křídového období známe pryskyřice označované jako valchovit, ⁶⁾ jež pocházejí ze sladkovodních cenomanských vrstev, vyskytujících se mezi uhelnými vrstvami. Fosilní inkluze se ve valchovitu doposud nenalezly, což má na svědomí i neprůhlednost jednotlivých nodulí. Jedno z možných vysvětlení je vznik pryskyřice uvnitř dřeva a jeho následná impregnace.

Třetihorní jantary

Jantary z období třetihor patří bezesporu k nejrozšířenějším a představují i doposud nejucelenější zdroj informací o životě v dávných ekosystémech. Po baltském jantaru je druhým nejznámějším třetihorním nalezištěm ve vztahu k počtu inkluzí jantar dominikánský. Jeho zdrojem byl kurbaryl Hymenaea protera (Caesalpiniaceae). ⁷⁾ Pochází ze svrchního oligocénu až spodního miocénu (25–30 milionů let) a svým obsahem fosilií se řadí k nejbohatším. Mexický jantar pochází přibližně z téže doby (22,5–26 milionů let) a měl pravděpodobně i totožného nebo příbuzného producenta pryskyřice.

Z našeho území je třetihorní jantar znám z paleocenních až eocenních hlubokomořských sedimentů bělověžského souvrství flyšového pásma Bílých Karpat. Podle výsledků chemických a palynologických analýz by pravděpodobný producent pryskyřice mohl pocházet ze skupiny krytosemenných rostlin.

Jantar a hmyz

Faunu baltského jantaru tvoří z více než poloviny dvoukřídlý hmyz, zatímco v ostatních pryskyřicích, které vznikaly v tropickém klimatu, nacházíme vyvážené zastoupení dvoukřídlého a blanokřídlého hmyzu. V baltském jantaru jsou blanokřídlí zastoupeni pouze 5 %. Podle odlišných klimatických nároků jednotlivých hmyzích skupin z baltského jantaru – vzhledem k současným druhům – lze usuzovat nejen na geograficky širší snosovou oblast a stratigraficky delší časový interval ukládání, ale i na odlišné ekologické nároky dávného hmyzu. Liší se tím od mexického a dominikánského jantaru, v němž jsou zality rostliny a živočichové, kteří se dnes jen velmi vzácně vyskytují mimo tropy a subtropy.

Příznačný je ekologický výběr hmyzích inkluzí. Skládá se téměř výhradně z pozemních skupin hmyzu, zastoupených především druhy, které obývají kmeny a větve stromů produkujících pryskyřici, popřípadě občasné návštěvníky těchto stromů. Vodní skupiny zastupují letuschopní dospělci či svlečky skupin, jejichž poslední larvální stadium se kuklí u vody. Tato hmyzí společenstva poukazují na původ lesního pokryvu (např. příbřežní lužní les, bažinný močál). Proces zachování souvisí také s velikosti objektů a týká se jen těch malých (např. z mexického a dominikánského jantaru známe i obratlovce, maximálně však do 10 cm délky těla).

Jantar nás seznamuje nejen s dokonale zachovanými jedinci, ale vypráví i o vzájemných vztazích v pravěkých ekosystémech. Ukázkou třetihorního parazitizmu je dominikánský jantar, v němž je zalita larva majkovitého brouka ⁸⁾přichycená na těle včelí dělnice. Řada příkladů dokládá parazitizmus: dochovaly se parazitické hlístice a roztoči na larvách pakomárů (Diptera: Chironomidae). Na některá dospělá stadia parazitických skupin se usuzuje podle existence podobných vztahů v dnešní fauně. Jde např. o rané stadium larvy lumka přichycené k bázi zadečku pavouka z čeledi zápředníkovitých – současné druhy kladou vajíčka na bázi zadečku pavouků a larvy se živí pavoučí hemolymfou.

Existenci některých minuciózních hmyzích řádů ve fosilním záznamu, např. drobnělek a blech, dokládají výhradně fosilie z jantaru. Nálezy jiných skupin hmyzu, např. snovatek ⁹⁾ a řásnokřídlých ¹⁰⁾ , zase představují dosud nejstarší doklady z minulosti. Byla potvrzena i nejstarší existence sociálních skupin hmyzu, jako jsou včely a mravenci.

Jantar a studium evoluce

Analýza společenstev fauny a flóry v jantarových inkluzích hraje důležitou roli především při detailním srovnávání fosilních a současných příbuzných forem. Jejich variabilita v rámci jednotlivých taxonů poskytuje informace přispívající ke studiu evoluce. Jednotlivé lokality představují časové horizonty až 135 milionů let staré, ukazují na rozšíření organizmů v čase a prostoru a slouží k pochopení jejich biogeografie.