Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Všechno je jinak

„Centrální paradigma“ kvartérní paleoekologie v troskách?
 |  31. 10. 2013
 |  Vesmír 92, 632, 2013/11

Princip Occamovy břitvy, ve vědě mnohokrát osvědčený, velí přiklonit se k takovým modelům a hypotézám, které operují s co nejmenším množstvím neodůvodněných předpokladů. To ovšem nutně neznamená, že nejjednodušší modely jsou zrovna ty nejsprávnější.

Skutečnost je mnohdy složitá, netriviální a těžko zbadatelná. Časem se může stát, že se neodůvodněné předpoklady promění v prokázaná fakta, a ta nakonec donutí badatele k přijetí mnohem komplikovanějších představ. V některých případech může mít takové poznání krajní důsledky a může způsobit zhroucení převládajících paradigmat. Právě teď se zdá, že jedno takové paradigma dospívá ke svému konci. A není to zrovna paradigma okrajové.

Po dobu delší než 100 let, zhruba od objevu vícenásobně se opakujících ledových a meziledových dob (viz Vesmír 89, 164, 2010/3; 89, 242, 2010/4), převládá při výkladu historických kořenů současné přírody mírného klimatického pásma následující představa: V dobách ledových narůstaly v polárních oblastech ledovcové příkrovy, které zatlačovaly veškeré, pochopitelně zejména teplomilné organismy do nižších zeměpisných šířek.

Některé to ani nemusely přežít, protože narazily na neprostupné klimatické či geografické bariéry (horská pásma, moře, pouště ap.). Ty přeživší se po oteplení a odlednění šířily směrem k pólům a znovu obsadily nově uvolněné prostory. Něco jako přílivové a odlivové vlny přírody v rytmu dlouhodobých klimatických změn.

Prizmatem této představy se daly celkem uspokojivě vysvětlit zákonitosti současného rozšíření organismů. Naprostá většina fosilních nálezů tuto představu potvrzovala. Pokud se některá konkrétní pozorování jejímu rámci vymykala, vždy se to elegantně svedlo na nedokonalosti příslušných fosilních záznamů. Nikomu se nechtělo jen tak obětovat příjemně jednoduchý, nutně však schematický výklad historie. Současná exploze poznání čtvrtohorního období ruku v ruce s fylogeografickými analýzami moderních vzorků DNA i vzorků starých (aDNA – ancient DNA) ale přinesla doslova smršť různých nepohodlných nesrovnalostí s výše uvedeným výkladem. Zdánlivě neochvějné paradigma se tak nenápadně, zato nezadržitelně přesunulo do role pouhé nulové hypotézy.1) Na jejím pozadí se teprve začíná rozvíjet nepoměrně složitější a zajisté i zajímavější historie.

Polétavý pyl a kontroverzní makrozbytky

Hlavním zdrojem poznání biologických aspektů čtvrtohorního prostředí bývala od doby svého vzniku a bouřlivého rozvoje (dvacátá léta 20. století) metoda pylové analýzy. Pylová zrna se dobře zachovávají v různých situacích a jejich analýza je ze statistického hlediska poměrně robustní technikou, protože poskytuje rozsáhlé soubory dat (v jediném krychlovém centimetru vhodného sedimentu nalezneme řádově desítky tisíc pylových zrn). Na druhou stranu se této metodě tradičně vytýkají její nejasné výpovědi ve vztahu k vzácným druhům a k možnostem paleogeografické rekonstrukce. Jedinci, kteří produkují málo pylu (hmyzosprašní, z nějakého důvodu zrovna nekvetoucí, nebo prostě ti s nízkou populační početností), jsou na pozadí jedinců vysoce produktivních těžko zachytitelní. Pyl navíc může létat na velkou vzdálenost. Jestliže nalezneme v nějakém vzorku z vrcholné doby ledové pár pylových zrn teplomilných rostlin, jako že se to pravidelně stávalo a stává, je jistě namístě považovat jejich nález za možný výsledek větrného transportu ze vzdálených jižněji položených oblastí. Nebo ještě hůře – za zbytky vyváté či spláchnuté ze starších uloženin vzniklých v předcházejících, klimaticky teplejších obdobích. V prvním případě za jakýsi šum v pozadí, v druhém a horším případě za vyslovenou nástrahu uchystanou sedimentačními procesy.

Nepoměrně lepší situace je naštěstí u makrozbytků – což je zavedený termín pro zbytky rostlin pouhým okem viditelné, od drobných semínek, listů, jehlic až po celé kmeny stromů. V jejich případě je dálkový transport mnohem méně pravděpodobný a redepozici ze starších uloženin můžeme vyloučit jejich přímým datováním (případy z poslední ledové doby, o které nám jde především díky přímému vztahu k současnosti, jež nás pochopitelně nejvíc zajímá, naštěstí leží v dosahu radiokarbonového datování). K záhadným vrcholně glaciálním nálezům makrozbytků teplomilných rostlin daleko na severu sice v minulosti pravidelně docházelo, málokdo jim však věnoval pozornost, kterou by právem zasluhovaly. Právě kvůli nadvládě převládajícího paradigmatu, do kterého se jaksi nehodily.

Teprve nedávno všechny takové nálezy, konkrétně ze širokého prostoru severní Eurasie, shromáždila mezinárodní skupina badatelů a podrobila je kritickému zhodnocení. Důležité bylo zejména jejich spolehlivé časové zařazení. Článek vyšel v roce 2009 v časopise Quaternary Science Reviews (viz seznam literatury; tamtéž pro všechny další citované zdroje). Databáze obsahuje desítky případů, kdy byly nalezeny vrcholně glaciální makrozbytky borovice, stromových bříz, stromových olší, modřínů, smrků a vrb daleko na severu, mnohdy přímo při samém okraji tehdejších kontinentálních ledovců. Z rozsáhlé revize jasně vyplývá, že představu o přežívání alespoň některých teplomilných druhů v prostoru jejich dnešního rozšíření je nutno vzít za bernou minci. Řečeno jinými slovy: Prostor jejich dnešního rozšíření mohl být kolonizován z místních zdrojů, a tudíž nebyly nezbytně nutné dálkové migrace sledující formou frontálního útoku postup postglaciálního oteplování. Ne že by k nim nedocházelo, ale jsou zkrátka i jiné možnosti a celá záležitost se tím značně komplikuje.

Smrky, medvědi a nunataky

V Alpách už poměrně dlouho straší podivné nálezy kostí jeskynních medvědů datované do vrcholného glaciálu. Pocházejí z vysoko položených jeskyní, což v místních podmínkách znamená jediné: Tito velcí býložravci přežívali dobu ledovou na izolovaných vrcholcích nezaledněných horských hřebenů – na obdobě nunataků (slovo pochází z jazyka Inuitů a znamená cosi jako osamělý vrchol či skalní štít). Ba co víc! Dole v údolích se plazily mohutné ledovce, zatímco prostředí výše položených nunataků muselo být vysloveně produktivní a velice bohaté na zdroje – přímo nečekaně příjemné. Rozhodně příhodnější, než je to současné, protože inkriminované jeskyně leží v nehostinném subalpínském pásmu, které je dnes prosté jakéhokoliv bujnějšího života. Důvodem nejspíš byla průběžná dostupnost vlhkosti z tajících ledovců v jinak suchém, zato však teplém a velice slunečném glaciálním létě.

V časopise Science zcela nedávno vyšel článek, který teorii nunataků posouvá do ještě extrémnější polohy. Na pobřeží severního Norska se podařilo připadnout na jeden bývalý vrcholně glaciální nezaledněný ostrůvek s dochovanými jezerními sedimenty stejného stáří (viz obr. 2). Ty obsahují pylová zrna a makrozbytky, které dohromady dokládají lesnaté prostředí. Ostrůvek smrkové tajgy sevřený z jedné strany příkrovem ledovcového štítu a z druhé strany ledovou hladinou oceánu! Zeměpisná šířka: téměř 70°. Jižní okraj ledovce byl odsud vzdálený bezmála 2000 kilometrů. Je to jehla v kupce sena a varovný prst zdvižený nad teoriemi o beznadějně mrazivém severu a vzdálených jižních refugiích. Nehledě na to, že nikdo neví, jak povrch okolního ledovce vlastně vypadal. Vůbec to nemusela být modravá masa zvonivého ledu. Ledovec mohl být pokryt mohutným krunýřem z balvanů a štěrku a sám jeho povrch mohl v letním období překypovat životem. Osobně jsem kdysi viděl příklad takového prostředí ve střední Asii, na Kučerlinském ledovci v oblasti jižního Altaje. Smrky a modříny tam byly jakoby „opilé“ od toho, jak led hluboko pod nimi roztával a povrch terénu byl nestabilní. Jinak nic nenasvědčovalo tomu, že se nacházíme na ledovci. Naopak, prostředí tu bylo bujnější než na okolních svazích, zjevně díky stabilnímu přísunu vody uvolňované postupně z tajícího ledu.

Citovanou zprávu o norském nunataku korunuje fylogeografická analýza současné populace smrku konfrontovaná s DNA izolovanou z nalezených smrkových makrozbytků. Ukazuje se, že téměř polovina Skandinávie mohla být kolonizována autochtonním haplotypem smrku ze šťastně objeveného refugia na nunataku nebo z celé skupiny refugií jemu podobných.

Záhadné vrcholně glaciální „kapsy“

Když tedy v glaciálních Alpách a daleko na zaledněném severu, proč ne také u nás, ve střední Evropě? V České republice máme s výjimkou sprašových faun bohužel zoufale málo paleobotanických dokladů z vrcholné doby ledové. To málo, co je nám k dispozici, navíc pochází z teplých výkyvů (tzv. interstadiálů), které předcházely období maximálního ochlazení datovanému zhruba 20 000 let před současností. Nalézt správně staré a přitom dostatečně reprezentativní soubory makrozbytků je otázkou obrovského štěstí, které jsme doposud neměli. Je však pravděpodobné, že podmínky v oblasti dnešních Čech byly vesměs nepříznivé, a sice kvůli přílišnému suchu.

Situace mohla být daleko příhodnější východním směrem, v mezoklimaticky příznivém prostředí horských údolí a kotlin Západních Karpat, kde náš přední přírodovědec Vojen Ložek dokládá přežívání náročných lesních druhů měkkýšů (ve Slovenském krasu) a kde brněnská paleobotanička Vlasta Jankovská nalezla makrozbytky smrku, modřínu a borovice limby a datovala je radiokarbonově do období maximálního ochlazení posledního glaciálu (ve Spišské kotlině). V prostoru Západních Karpat, tedy především na území dnešního Slovenska, bychom navíc mohli očekávat přežívání klimaticky náročnějších druhů listnatých dřevin, jako jsou lípa, líska, jilm, jasan, dub nebo buk.

V hypotetické rovině o tom píší K. Willis a spoluautoři, kteří spekulují o existenci drobných ostrůvků interglaciální přírody v rámci glaciálního prostředí – „kapes s teplomilnými druhy listnatých dřevin“. Vysvětlují tím časnou postglaciální kolonizaci okrajů Maďarské (Panonské) nížiny populacemi listnatých dřevin, jejichž genetická struktura neodpovídá populacím přeživším v jihoevropských refugiích. Netřeba snad ani dodávat, že prostředí glaciálních „kapes“ listnatých lesů, pokud nějaké takové byly, muselo být oživeno celou řadou lesních organismů, které jinak považujeme za typicky interglaciální, resp. postglaciální. Je pouze otázkou času, kdy se na nějakou takovou vrcholně glaciální „kapsu“ podaří natrefit a získat z ní zbytky teplomilné flóry a fauny. Pro tradiční paleoekologické paradigma bude takový nález znamenat další podstatnou trhlinu. Zatím máme k dispozici jen určité mlhavé indicie, například zcela nový nález poměrně značného množství pylu listnatých dřevin v sedimentech pozdně glaciálního jezera na lokalitě Šúr na jihozápadním okraji slovenských Karpat (Petr L. a kol. 2013).

Literatura

Binney H. A. a kol.: The distribution of late-Quaternary woody taxa in northern Eurasia: evidence from a new macrofossil database. Quaternary Science Reviews 28, 2445–2464, 2009.

Döppes D., Rabeder G., Stiller M.: Was the Middle Würmian in the High Alps warmer than today? Quaternary International 245, 193–200, 2011.

Jankovská V., Pokorný P.: Forest vegetation of the last full-glacial period in the Western Carpathians (Slovakia and Czech Republic). Preslia 80, 307–324, 2008.

Ložek V.: Zrcadlo minulosti. Česká a slovenská krajina v kvartéru. Kapitola 7. Slovenský kras – glaciální refugium na okraji Karpat. Dokořán, Praha 2007.

Parduci L. a kol.: Glacial Survival of Boreal Trees in Northern Scandinavia. Science 335, 1083–1086, 2012.

Petr L., Žáčková P., Grygar T. M., Píšková A., Křížek M., Treml V.: Šúr, a former late-glacial and Holocene lake at the westernmost margin of the Carpathians. Preslia 85, 239–263, 2013.

Willis K. J., van Andel T. H.: Trees or no trees? The environments of central and eastern Europe during the Last Glaciation. Quaternary Science Reviews 23, 2369–2387, 2004.

Poznámky

1) Tj. hypotéza, o které sice věříme, že platí, ale přesto se těšíme na možné výjimky, které takříkajíc potvrzují pravidlo.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Geologie

O autorovi

Petr Pokorný

Doc. Mgr. Petr Pokorný, Ph.D., (*1972) vystudoval biologii na Přírodovědecké fakultě UK a Biologické fakultě JČU. V Centru pro teoretická studia, společném pracovišti UK a AV ČR, se zabývá kvartérní paleoekologií. Přednáší na Přírodovědecké fakultě UK.
Pokorný Petr

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné