Nově popsaný tvor starý přibližně 324 milionů let měl šest klasických kráčivých nohou, ale zároveň si na zadečku ponechal další článkované končetiny, z nichž některé připomínaly pádla. Fosilie naznačuje, že raný hmyz mohl po dlouhou dobu žít doslova mezi dvěma světy.
Nejdřív si vědci mysleli, že našli larvu korýše
Fosilie pocházejí z Tesnus Formation v oblasti Marathon Uplift v západním Texasu. Tvor dostal jméno Chosha praecursor a žil v pozdním mississippu, tedy zhruba před 324 miliony let. Zachované exempláře představují dospělé samice dlouhé přibližně 32 milimetrů; pokud se započítají ocasní přívěsky, jejich délka se blížila pěti centimetrům.
Fosilie přitom nebyly úplně novým nálezem. Dlouhou dobu byly špatně interpretovány jako larvy korýšů. Teprve detailní zkoumání pomocí zobrazování v křížově polarizovaném světle umožnilo odhalit anatomické znaky, které ukázaly úplně jiným směrem. Výzkumníci identifikovali například kladélko a koncové ocasní vlákno a fylogenetická analýza zařadila tvora mezi rané vývojové linie hmyzu.
Jenže vedle znaků, které bychom u hmyzu očekávali, měl Chosha praecursor něco, co na dnešním broukovi, mouše nebo vážce nenajdeme.
Šest nohou bylo na svém místě. Podivnost začínala až za nimi
Moderní hmyz poznáme mimo jiné podle tří párů kráčivých nohou vyrůstajících z hrudi. Zadeček už klasické článkované končetiny nenese, i když se během evoluce některé jeho přívěsky přeměnily na jiné specializované struktury.
Chosha praecursor už měl typických šest kráčivých nohou. Jeho zadeček však vypadal mnohem archaičtěji. Články jedna až devět nesly další segmentované přívěsky a ty v zadní části těla byly rozšířené do nápadných pádlovitých útvarů. Podobná kombinace znaků u žádného dnes žijícího zástupce korunové skupiny hmyzu neexistuje.
Na jednom těle tak vedle sebe stály dvě evoluční kapitoly. Přední část už připomínala základní tělesný plán, podle kterého je vystavěn dnešní hmyz. Zadeček si ale stále nesl struktury spojované s vodním pohybem a patrně také dýcháním.
A právě tato kombinace může být mnohem významnější než samotný objev dalšího podivného prvohorního členovce.
MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT
Hmyz možná nevylezl na souš. Spíš se na ní učil žít postupně
Dřívější zjednodušená představa přechodu na souš svádí k jasnému rozdělení: nejprve vodní předek, potom suchozemský hmyz. Fosilie Chosha praecursor společně s novým zhodnocením několika dalších dávných hexapodů naznačují plynulejší příběh.
Geologické prostředí, ve kterém se fosilie zachovala, odpovídá mělkému pobřežnímu a deltovému prostředí. Anatomie zvířete zároveň ukazuje na schopnost pohybovat se jak na pevném podkladu, tak ve vodě. Autoři proto usuzují, že alespoň některé rané linie hmyzu mohly vést poloaquatilní až obojživelný způsob života v prostředí na rozhraní vody a souše.
Neznamená to, že právě Chosha praecursor byl oním tvorem, který „vynalezl“ život na souši. V době, kdy žil, už hexapodi existovali desítky milionů let. Fosilie ale zachycuje tělesný plán, který ukazuje, že přechod mezi vodními předky a plně suchozemským hmyzem nemusel být rychlý ani anatomicky čistý.
Staré struktury mohly přetrvávat miliony let, měnit svou funkci, zmenšovat se a postupně mizet.
Největší díra v historii hmyzu má desítky milionů let
Právě nejstarší historie hmyzu patří k těm částem evoluce, kde fosilní záznam dlouhodobě působí téměř provokativně prázdně.
Molekulární hodiny naznačují, že hexapodi se oddělili od svých mořských korýších příbuzných a začali se přizpůsobovat životu mimo vodu už velmi dávno, možná během kambria až ordoviku. Jednoznačné tělesné fosilie hexapodů však známe přibližně až z období před 405 miliony let a skutečně hojné a nezpochybnitelné fosilie hmyzu se objevují výrazně později. V historii tak vzniká mezera přibližně 80 milionů let, které paleontologové někdy označují jako „hexapod gap“.
Problém přitom nemusí znamenat, že hmyz tehdy neexistoval. Velmi raní suchozemští členovci byli malí a žili v prostředích, která nepřála fosilizaci. Organismus se může vyvíjet desítky milionů let, aniž po sobě zanechá dostatečně zachovaný exemplář, který paleontologové dokážou jednoznačně zařadit.
Proto je důležité, že autoři nové studie nezůstali pouze u Chosha praecursor. Znovu analyzovali také několik starších záhadných fosilií, včetně Leverhulmia z raného devonu a materiálu z proslulé lokality Mazon Creek. Výsledný evoluční strom naznačuje, že raný hmyz mohl mít podstatně rozmanitější tělesné plány, než naznačují jeho dnešní potomci.
To, co dnes považujeme za typické pro hmyz, vznikalo po částech
Na živých organismech snadno vzniká dojem, že základní anatomický plán určité skupiny musel existovat od jejího počátku. Hmyz má šest nohou, tělo rozdělené na hlavu, hruď a zadeček a celou řadu dalších charakteristických znaků, takže máme tendenci představovat si stejně už jeho nejstarší předky.
Fosilie ukazují složitější realitu.
Některé vlastnosti se mohly objevit brzy, zatímco jiné ještě miliony let připomínaly vodní minulost skupiny. Redukce článkovaných končetin na zadečku mohla být právě jednou z významných etap, kterými se původně vodní tělesný plán postupně přestavoval pro život na souši.
To je ostatně jeden z opakujících se motivů evoluce. Nový organismus obvykle nevznikne tím, že příroda zahodí předchozí konstrukci a začne od čistého papíru. Pracuje s tím, co zdědila. Staré části upravuje, mění jejich účel nebo je postupně redukuje.
Chosha praecursor tento proces zachycuje téměř učebnicově: šest nohou už odpovídalo budoucnosti, zatímco další končetiny na zadečku stále připomínaly minulost.
Na březích prvohorních vod mohl vznikat svět, který dnes považujeme za samozřejmý
Význam tohoto přechodu dalece přesahuje anatomii jednoho dávného členovce. Hmyz je dnes nejrozmanitější živočišnou skupinou planety a zasahuje prakticky do všech suchozemských ekosystémů. Opyluje rostliny, rozkládá organickou hmotu, je kořistí i predátorem a přenáší živiny mezi jednotlivými částmi ekosystému.
Bez jeho úspěšného přechodu na souš by dnešní biosféra vypadala zásadně jinak.
Výzkumníci předpokládají, že rané formy podobné Chosha mohly v pobřežních a mokřadních prostředích konzumovat humus, zbytky rostlin nebo spory hub a fungovat jako rozkladači a konzumenti na hranici vodního a suchozemského ekosystému. Právě podobné organismy mohly přispívat k postupnému vytváření stále složitějších prvohorních společenstev na pevnině.
Hmyz tedy možná nedobyl souš jedním triumfálním výstupem z vody.
Jeho předkové se mohli miliony let pohybovat po okrajích tůní, mělkých delt a vlhkých břehů, chodit po šesti nohách a zároveň stále používat zbytky vodní anatomie. Teprve postupně se tělo zbavovalo struktur, které už na pevnině nepotřebovalo.
A právě z tvorů, kteří ještě nebyli úplně doma ani ve vodě, ani na souši, nakonec vznikla skupina, která obsadila téměř každý kus pevniny na planetě.
MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT
Zdroje: Kód Enigma [1], Nature – Amphibious stem-insect sheds light on colonization of land [2], Nanjing Institute of Geology and Palaeontology, Chinese Academy of Sciences – Amphibious stem-insect rewrites the evolutionary history of insect terrestrialization [3], Chinese Academy of Sciences – Amphibious Stem-Insect Reveals Early History of Insect Terrestrialization [4]