Česká zkamenělina přepisuje vnímání dějin

Na našem území se podařilo nalézt světový unikát – větévku nejstarší suchozemské rostliny. Její tělo, uvězněné v sopečném popelu před 432 miliony lety dokazuje, že tehdejší suchozemská flóra už byla schopna produkovat kyslík a musela proto být zelená. Objev oznámili vědci z Národního muzea, Přírodovědecké fakulty UK a Geologického ústavu AV ve vědeckém časopisu Nature Plants.

Jedním z důležitých milníků historie Země je osídlení souše rostlinami. První stopy začátku tohoto velmi důležitého procesu sice nacházíme již před cca 509 miliony lety ve středním kambriu, hlavní fáze kolonizace se však uskutečnila až o 77 milionů let později, ve spodním siluru. V této době žila i rostlina Cooksonia barrandei, nalezená nedaleko Loděnic u Berouna. 

Objev je zajímavý v několika rovinách. Jednak jde stářím 432 milionů let o nejstarší jednoznačný makroskopický zbytek suchozemské rostliny, jednak udivuje svou velikostí. Doposud známé nejstarší rostlinné zbytky z Irska totiž byly jen několik milimetrů velké, ani další silurské nálezy z Velké Británie nebo z Brazílie nepřesahují 2,5 cm. Předpokládalo se proto, že tak malá rostlina v sobě nemohla mít pletiva podpůrná, vodivá a ještě k tomu fotosyntetická. Paleontolog Kevin Boyce dokonce usuzoval, že tyto první rostliny nemohly být zelené. Český nález ale tuto teorii totálně vyvrací s tím, že velikost stonku nově popsaného exempláře jednoznačně potvrzuje, že tato cooksonia rozhodně měla dostatek objemu těla k tomu, aby dokázala zajistit základní funkce cévnaté rostliny včetně fotosyntézy, rozvodu vody a živin a byla tak schopna samostatné existence.

Rekonstrukce původního vzhledu rostliny Cooksonia barrandei. Zachování českého nálezu bohužel neumožňuje studium vodivých pletiv. Rostliny rodu Cooksonia jsou však obecně považovány za první představitele cévnatých rostlin. Rostlinu Cooksonia barrandei tak lze požadovat za první možnou cévnatou rostlinu. Na snímku ve srovnání s otiskem palce dospělého člověka.Ilustrace Jiří Svoboda

Průduch nalezený na stonku Cooksonia barrandei, jeden z důkazů, že rostlina už byla plně přizpůsobena životu na souši.Národní muzeum

Proč je tak důležitá?

Naše znalosti vývoje nejstarších suchozemských rostlin jsou velmi kusé a ani molekulární biologie nedokáže takovéto mezery zacelit. Proto každý nález fosilní rostliny z období formování prvních suchozemských ekosystémů je jistou senzací. V současnosti stále nedokážeme jasně říci, ze kterých předchůdců se cévnaté rostliny vyvinuly. Existují dva směry, kterými se podle vědců ubíral vývoj cévnatých rostlin.

Jedni hypotetizují, že předky cévnatých rostlin jsou mechy a játrovky, v současné době však sílí názor, že předky cévnatých rostlin máme hledat mezi příbuznými mechů a játrovek - hlevíků. Pro tyto rostliny stejně jako řasy je typická tzv. rodozměna, při níž se pohlavní fáze (gametofyt) střídá s fází nepohlavní - sporofytem. U mechů je sporofyt nezelený, u hlevíků zelený. Pokud by tedy naše Cooksonia byla zelená, což dokazujeme její velikostí i přítomností průduchů, pak spíše než mechy, které mají sporofyt nezelený, připomíná hlevíky se zeleným sporofytem. 

Prostředí, kde rostlina žila

Ve spodním siluru leželo dnešní území Středních Čech na jižní polokouli a tvořilo dno prvohorního moře. V té době se tu začaly objevovat vulkány. Nejdříve podmořské, které po dosažení hladiny moře vytvořily ostrovy. Největší z nich byl patrně místem, kde naše Cooksonia barrandei vyrostla a rozkládal se v okolí obce Svatý Jan pod Skalou. Dokládají to vulkanické horniny a mělkovodní fauna, která se kolem ostrova rozšířila. Vrstvy vulkanického materiálu se zde střídají s mělkovodními vápenci s drobnými trilobity Miraspis mira.

Interaktivní mapa oblasti v okolí nálezu (kliknutím zvětšit).

Nahoře: Rozmístění hornin v okolí silurského ostrova, který měl centrum v místě obce Sv. Jan pod Skalou (modifikováno podle Kříže 1992).

Dole: Zářez silnice u Špičatého vrchu, Barrandovy Jámy u Loděnice.

1 – vrstevnatá popelnatá břidlice s vápencem;
2 – alaklický čedič;
3 – vulkanické popely (tufity) a popelnaté břidlice;
4 – vrstevnaté vápnité a popelnaté břidlice zóna Monograptus belophorus – místo kde se nacházejí sterilní osy Cooksonia barrandei, častý výskyt trilobita Miraspis mira;
5 – vrstevnaté vápnité a popelnaté břidlice, postupně přecházející ve vápence obsahující různorodou faunu trilobitů a brachiopodů;
6 – deskové vápence s vysoce různorodou faunou trilobitů a brachiopodů (Miraspis mira, Cheirurus insignis, Trochurus speciosus, Diacalymene diademata, Niorhynx niobe, Cyrtia maior maior atd.)

Snímek Národní muzeum

Přesné časové, tzv. stratigrafické určení v celém siluru zajišťuje rychle se vyvíjející skupina mořských živočichů – graptolitů. Cooksonia brarrandei nalézáme v zóně graptolita Monograptus belophorus. Datování je v případě takto neočekávaných nálezů velmi důležité, aby nebylo možné takové nálezy zpochybnit.

A. Graptolit Monograptus belophorus důležitý pro přesné strtigrafické zařazení C. barrandei, Loděnice, Špičatý vrch - Barrandovy Jámy, sbírky Národního muzea.
B. Trilobit Miraspis mira typický představitel fauny doprovázející C. barrandei, Loděnice, Špičatý vrch - Barrandovy Jámy, sbírky Národního muzea.Snímky Národní muzeum

Naše Cooksonia nerostla na ostrově sama. Spolu s ní existovalo poměrně různorodé společenstvo prvních suchozemských rostlin, jak se můžeme dozvědět z velkého množství mikroskopických spór, rozptýlených v usazeninách, které zkamenělinu obklopují.

Čekání na vědeckého Godota

Kuriózní je na celé věci i to, že rostlina, o níž tu mluvíme, na svou příležitost „promluvit“ čekala v pražských depozitářích téměř 150 let. Nalezl ji totiž při svých výzkumech u středočeských Loděnic už věhlasný francouzský paleontolog Joachim Barrande, s jehož sbírkou se později dostala do sbírek Vlasteneckého (dnešního Národního) muzea. Nikdo však fosílii nevěnoval pozornost, nebyla tak atraktivní jako Barrandova sbírka trilobitů. Exemplář byl určen jako fosilní řasa nejasného zařazení - Fucoides - a uložen do bedny ve sklepním depozitáři Národního muzea, kde zůstal zcela nepovšimnut.

Nově objevený exemplář Cooksonia barrandei je velký jako palec dospělé ruky. Jeho 7 cm dlouhý bezlistý stonek byl za života delší a několikrát se rozvětvoval. Spodní větve se však v průběhu transportu odlomily. Máme proto k dispozici jen zakončení větévky, v jejíž vrcholové části jsou patrná významná ztluštění. V nich jsou uloženy čočkovité výtrusnice (sporangia) o průměru 3-5 mm. Ve výtrusnicích vědci našli výtrusy s bradavčitou strukturou povrchu.

Snímek Národní muzeum

Lidské ruce se jej dotkly znovu až v roce 2011, kdy paleontologové před rekonstrukcí historické budovy Národního muzea stěhovali sbírkové předměty do depozitářů v Horních Počernicích. Při jejich třídění paleontolog Vojtěch Turek v domělé řase rozeznal suchozemskou fosilní rostlinu a předal fosílii k dalšímu zpracování kolegům specialistům. Ti se vydali na Barrandem označené místo nálezu, tzv. Barrandovy jámy u Loděnic, a našli množství dalších cooksonií. Žádná ale nedosahovala kvality Barrandova nálezu.

Tento příběh má velmi důležité poselství. Je třeba uchovávat i exempláře, kterým dnes nerozumíme. Léta čekání na pokrok ve vědeckém výzkumu pak může zásadně obohatit naše poznání.