Mrtví termiti odpovídají na evoluční otázky

Termiti představují odhadem čtvrtinu globální biomasy suchozemských členovců. Naší snahou je pochopit, jak dosáhli ekologického úspěchu, jak se vyvíjely jejich symbiotické vztahy se střevními či vnitrobuněčnými mikroorganismy nebo jakými změnami procházelo chování termitích společenstev či jejich sociální organizace.

Naše rozmanité teoretické modely, o něž se opíráme, mají jako téměř výhradní zdroj vstupních dat žijící druhy termitů. Z nich je možno získat sekvenci DNA, pozorovat jejich chování či podrobně mapovat jejich geografické rozšíření. Odhaduje se však, že 99,9 % živočichů, kteří kdy žili na Zemi, již stihlo vyhynout a jen zlomek této kumulativní historické druhové diverzity je nám dostupný v podobě vědecky popsaných fosilií. I když doposud zdokumentovaný fosilní záznam termitů čítá jen asi 300 druhů v porovnání se zhruba 3000 žijícími, poskytuje zásadní dílky do termití evoluční skládačky.

Časová osa evoluce termitů

Molekulární hodiny – tedy rychlost evoluce měřená počtem změn v sekvenci genetické informace organismu na jednotku času – netikají pro všechny větve evolučního stromu stejně rychle. Avšak netikají ani náhodně. S použitím statistických metod a fosilních organismů o známém stáří a fylogenetické příbuznosti k žijícím organismům můžeme molekulární hodiny kalibrovat a délku větví fylogenetického stromu vyjádřit v absolutních jednotkách času. Časově kalibrované fylogenetické stromy poté umožňují porovnat průběh evoluce jedné skupiny organismů s časovým průběhem evoluce jiných skupin či s geologickými a klimatickými změnami.

Snímek Aleš Buček

Jako první otázka z prehistorie termitů se nabízí, jak je starý společný předek všech současných druhů. Nejstarší dochovaný fosilní termit je okřídlený (alátní) jedinec druhu Melqartitermes myrrheus ze spodní křídy, z Libanonského jantaru starého asi 125–130 milionů let. Alátní termiti se v sezoně rojí často v extrémních počtech, a zřejmě proto ve fosilním záznamu převládají. Obdobně stará či dokonce asi o 5 milionů let starší jsou fosilní křídla druhu Valditermes brenanae, jež se dochovala v jihoanglických jílovitých horninách. Pouze na základě žilnatiny křídla však nelze jednoznačně určit, jestli patří do linie tvořené všemi současnými druhy termitů, nebo zda reprezentuje linii vyhynulou, která se odštěpila ještě před vznikem společného předka současných termitů. Stáří těchto a několika dalších termitích fosilií jsme „naroubovali“ na molekulárně fylogenetické stromy. Mohli jsme díky tomu určit – i když s mírou nepřesnosti desítek milionů let –, že předek všech současných druhů termitů žil před 140 miliony let. Také jsme tím zjistili, že druhově nejpočetnější čeleď termitů Termitidae, jejíž evoluce byla spojena s dramatickou obměnou střevních symbiotických mikroorganismů, je relativně mladá, přibližně 50 milionů let.