Aktuální číslo:

2018/10

Téma měsíce:

Navigace

Mnohobuněčný organismus starý 600 milionů let

 |  11. 12. 2014
 |  Vesmír 93, 723, 2014/12

Zřejmě nejznámějšími organismy z dob před začátkem prvohor jsou zástupci ediakarské fauny (viz Vesmír 76, 16, 1997/1). Jakkoliv jsou názory na systematickou příslušnost zástupců ediakarských organismů dosud velmi neustálené (spekulace se pohybují od samostatné říše organismů až po zástupce většiny současných živočišných kmenů), není pochyb o tom, že se jedná skutečně o organismy téměř jistě mnohobuněčné. Dosud byly nalezeny na řadě lokalit v horninách usazených zhruba před 560 miliony let; nejstarší, byť málo diverzifikované společenstvo ediakarského typu pochází z území Mexika, z hornin starých přibližně 600 milionů let.

Trochu ve stínu slávy ediakarských fosilií jsou nálezy z jižní Číny, z doushantuského souvrství (Doushantuo Formation). Jde o drobné kulovité zkameněliny sotva viditelné pouhým okem (průměr je do jednoho milimetru), zachovalé ve fosfatických usazeninách mělkého moře, patrně se zvýšenou slaností. Objeveny byly v posledním desetiletí 20. století a ihned zaujaly perfektním zachováním, pro které se vžil název „způsob zachování doushantuského typu“ (Doushantuo type preservation). To je obrovská výhoda oproti ediakarským organismům, jejichž nálezy pocházejí většinou z poměrně hrubozrnných pískovců a detaily jejich stavby na buněčné úrovni nejsou zachovány ani v náznaku. Horniny doushantuského souvrství jsou staré 550 až 630 milionů let. Nálezy, kterými se zde budeme zabývat, se svým stářím blíží 600 milionů let, což zhruba odpovídá nejstarším ediakarským organismům. V odborné literatuře se označují názvem Megasphaera, což je z hlediska nomenklatury nešťastné – shodné vědecké jméno mají i recentní bakterie přítomné např. ve střevech savců. Samostatné, neformálně užívané názvy dostala i jednotlivá ontogenetická stadia.

Tyto sférické zkameněliny jsou natolik hojné, že z nich bylo možno připravit velký počet tenkých výbrusů a na těchto řezech pozorovat detaily vnitřní stavby. V minulých desetiletích byly takto zkoumány nálezy z fosforitů šedé barvy, ale dodatečně byl tento typ zkameněliny nalezen i v dosud přehlížených černých fosfátech doushantuského souvrství. Nálezy vytvářejí nápadnou ontogenetickou řadu. Na jednom jejím konci jsou jednobuněčné formy, na druhém pak kuličky sestávající ze stovek buněk ve tvaru mnohostěnů, v nichž jsou uzavřena větší pouzdra s řádově menšími buňkami. Autoři nedávno publikované studie (L. Chen, S. Xiao, K. Pang, C. Zhou & X. Yuan: Cell differentiation and germ-soma separation in Ediacaran animal embryo-like fossils. Nature, 2014, doi: 10.1038/nature13766) jim dali pro českého čtenáře ne právě libý název „matryoshkas“ podle tradičních ruských panenek. Od jednobuněčných kuliček vede ontogenetická cesta přes dvoubuněčné, čtyřbuněčné atd. k mnohobuněčným se zřetelně odlišnými buňkami na povrchu organismu. Dělení je tzv. palintomické, což znamená, že s exponenciálním růstem počtu buněk rovněž exponenciálně klesá jejich velikost; hmota organismu zůstává přibližně stejná. V dalším stadiu se uvnitř sfér objevují pouzdra s menšími buňkami, která se postupně zvětšují a roste i počet buněk v nich (nedělí se tedy palintomicky). Růst „matrjošek“ je doprovázen úbytkem původních buněk.

Nálezy tedy dokumentují zaprvé diferenciaci buněk na různé typy, přinejmenším dva somatické (na povrchu a uvnitř sfér) a jeden typ buněk zárodečných (pouzdra rostoucí v organismu lze stěží interpretovat jinak než jako nepohlavní rozmnožovací strukturu). Zadruhé je v posledním dokumentovaném stadiu vývoje zřejmý řízený úbytek buněk – apoptóza. To jsou již poměrně solidní kritéria pro porovnání se současnými i fosilními zástupci nejrůznějších skupin organismů, s jejichž pomocí je možno vyloučit blízkou příbuznost megasfér s bakteriemi a s jednobuněčnými „prvoky“. S ohledem na to, že megasféry mohou obsahovat struktury umožňující nepohlavní rozmnožování, se jeví jako méně pravděpodobné také to, že by se jednalo o zárodečná stadia živočichů. To byla, a dosud je, poměrně atraktivní hypotéza (viz Vesmír 77, 174, 1998/3). Kromě odlišností mezi megasférou a embryi živočichů však proti ní svědčí i fakt, že v horninách doushantuského souvrství dosud nebyly nalezeny žádné zkameněliny, které by mohly být pokládány za vyšší ontogenetická stadia popsaných kulovitých fosilií.

Nápadná je podoba se zelenými řasami řádu Volvocaceae. Běžný a obecně známý zástupce váleč koulivý (Volvox globator) vytváří kulovité útvary tvořené stejně starými buňkami a rozmnožující se tvorbou dceřiných kolonií. Váleč se vyznačuje i určitou diferenciací buněk. Mezi megasférou a válečem jsou však i některé významné rozdíly: gonidia (tj. nepohlavní rozmnožovací struktury) válečů se dělí palintomicky; u válečů je navíc známo i pohlavní rozmnožování a zcela odlišná je také stavba povrchu těla.

Obdobným stadiem však musely během fylogeneze projít nejen rostliny. Z toho, co víme, je zřejmé, že mnohobuněčnost se vyvinula nezávisle na sobě u řady skupin. Nezbývá než věřit, že v doushantuském souvrství nebo někde jinde v horninách obdobného stáří budou nalezeny další zkameněliny, které poskytnou nové indicie systematické příslušnosti megasfér.

Citát

 

Chceš se bouřit? Učiň to na základě poznání, nikoli neznalosti. Není snadné být ateistou: je třeba se hodně učit a trpět. Abychom odvrhli nějakou tradici, musíme k ní nejprve patřit.

Odpovídám za své žáky stejně jako za své činy. Na nich závisí, zda budeme zavrženi nebo spaseni. To, co dělám, má větší váhu než já; to, co říkám, se dovolává světa, který jsem nestvořil, ale dostal.

Elie Wiesel, Talmud. Portréty a legendy, SEFER, Praha 1993, s. 160

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Biologie

O autorovi

Radek Mikuláš

RNDr. Radek Mikuláš (*1964) vystudoval geologii na Přírodovědecké fakultě UK. V Geologickém ústavu AV ČR, v. v. i., se zabývá studiem biogenního přepracování hornin, paleobiologií a geomorfologií. Je autorem či spoluautorem několika knih, z poslední doby např. Současná umělecká díla v krajině, Divoká příroda Prahy a blízkého okolí či Atlas pískovcových skalních měst České a Slovenské republiky.
Mikuláš Radek

Doporučujeme

Vlaštovka extrémista

Vlaštovka extrémista

Jaroslav Cepák, Petr Klvaňa  |  10. 10. 2018
Díky satelitní telemetrii se podařilo odhalit vpravdě neuvěřitelné výkony některých ptačích druhů. Nejznámějším je zřejmě osmidenní nonstop let...
Velké umění astronavigace: Od astrolábu po sextant

Velké umění astronavigace: Od astrolábu po sextant

Petr Scheirich  |  1. 10. 2018
Staří mořeplavci prý určovali polohu své lodi podle hvězd. Tato rozšířená romantická představa je ale nesprávná. Metoda astronavigace nikdy nebyla...
Jak se neztratit na moři

Jak se neztratit na moři

Petr Scheirich  |  1. 10. 2018
Dle znamenitého pozorování Slunce a Měsíce shledávám naši zeměpisnou délku 178° 18' 30" západně od Greenwiche. Zeměpisná délka dle logu je 175°...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné