Zvětšit obrázek

Posloupnost snímků jednotlivých tenkých vrstviček a počítačový program umožnily zrekonstruovat tvar jemných útvarů v starohorních sedimentech. Vědci jsou přesvědčeni, že jde o doposud nejstarší známé fosilie živočichů. Vznikly mineralizací těl drobných houbovců, obývajících prostředí tropických pobřežních vod před 650 miliony let. Kredit: Maloof lab/Situ Studio

Jestli se nám podařilo zrekonstruovat klimatologicko-geologickou historii správně, pak před asi 635 miliony let skončilo poslední období vskutku globálního zalednění, ve kterém prý Země připomínala vesmírnou sněhovou kouli (období Snowball Earth). Výzkumy naznačují, že takové extrémní zalednění se v éře s příznačným názvem cryogen (Cryogenian, období před 850 až 635 miliony let) vyskytly 2 až 3 krát. Po tom posledním pak globální oteplení přineslo rozmach mnohobuněčného života, který se zapsal do zkamenělých stránek známého ediakarského období, které trvalo až do dalšího výrazného rozmachu různých forem života – do kambrické exploze, jež započala někdy před 542 miliony let.

Zvětšit obrázek

Období ediakara dostalo název podle jihoaustralských Ediacara Hills, které jako první odhalily starohorní formy života, dnes je ale známých z této éry mnohem více paleontologických lokalit. Když nebudeme prozatím brát do úvahy příliš převratný, až 2,1 miliardy let starý nález struktury, jež objevitelé identifikovali jako otisk prvního mnohobuněčného života (článek na Oslu) s tím, že si raději počkáme na výsledky dalšího výzkumu, pak právě ediakarské vrstvy sedimentárních hornin jsou kronikou vývoje prvních komplexnějších organizmů s měkkým tělem a ke konci období i těch, které si vytvářely první ochranné schránky z vápence.

V následující tabulce jsou tři příklady z těch nejstarších doposud známých:

Zvětšit obrázek		Zvětšit obrázek
Kimberella quadrata – 555 až 558 milionů let stará fosilie ediakarského měkkýše Naleziště: Archangelský region. Zdroj: Ivantsov; Paleontological Journal, 2009	Namacalathus hermanastes, jedna z nejstarších známých živočišných fosilií. Věk mezi 549 a 542 miliony let (svrchní ediakara), naleziště: Namibie. Kredit: Watters, Grotzinger Paleobiology; 2001	Rod Cloudina zahrnuje vícero podobných druhů. Živočich, chránící se trychtýřovitou vápenatou schránkou postupně narůstající o nové vrstvičky, se na Zemi objevil před asi 545 miliony let, ale obýval mělké teplé vody i v kambriu na různých místech. Kredit: Grotzinger et al. (1995)

Zvětšit obrázek

Časová rekonstrukce cryogenu a období (zelené pásy), kdy Zemi kvůli celoplanetárnímu zalednění nazýváme „sněhovou koulí“ – Snowball Earth. Objevené fosilie spadají do časového horizontu těsně před posledním takovým zaledněním – marinoan. Zalednění kaigas je nejisté. Kredit: Smith, A.G. (2009): Neoproterozoic timescales and stratigraphy

Jenže nyní se někdo snaží pozměnit učebnice a střílí těžkým kalibrem do naší, několik desetiletí budované, celkem smysluplné a zdánlivě stabilní konstrukce vývoje pozemského života. 17. srpna se v Nature Geoscience objevil článek paleontologů z Princetonské university v americkém státě New Jersey, který světu ohlašuje pravděpodobný nález doposud nejstarší fosilie. Ne otisků v sedimentu, ale struktur uchovaných v australských horninách, starých 650 milionů let. Žádná ediakara. Tento časový údaj spadá do cryogenu, mezi dvě období obrovského zalednění, tedy mezi dvě „zemské sněhové koule“ .

Zvětšit obrázek

Hlavní hrdina příběhu, Adam Maloof, Princeton University

Profesor Adam Maloof již delší dobu se svými kolegy a studenty zkoumá starohorní vápencové vrstvy, které v období cryogenu vytvořil druh fotosyntetizujících sinic v mělkých tropických pobřežních vodách. Jemné povlaky vápence, který byl odpadním produktem metabolismu mikroorganismů a ne formou nějaké ochranné schránky nebo exoskeletu, se hromadil po dlouhá staletí až tisíciletí, protože kolonie vždy pokrývaly horní, sluncem ozářený povrch. Takže se časem vytvořily velké hřibovité útvary – stromatolity. Patří mezi důkazy nejranějších forem života na Zemi. Nejstarší nalezené stromatolitové vápence byly datovány do období před téměř 3 miliardami let, na geologických nalezištích v západní Australii jsou staré prý až 3,45 miliardy let. Stromatolity se tvoří i dnes, jsou ale vzácné, vyskytují se jen na málo místech v mělkých teplých vodách s vysokou salinitou – například v Dračí zátoce u západních břehů Austrálie, v brazilské pobřežní laguně Lagoa Salgada, u pobřeží Baham, ale i ve vnitrozemských slaných jezerech aridních oblastí Mexika.

Tým Adama Maloofa zcela logicky využil současný enormní zájem společnosti o klima a získal exkluzivní grant, jež umožňuje pravidelně, několik týdnů v roce studovat (kromě jiných lokalit) i australské stromatolitové vápence staré asi 650 milionů let. Tedy z období před poslední fází globálního zalednění Snowball Earth, jež se nazývá marinoan (viz. obr. vpravo). Hlavním cílem výzkumu není paleontologie, tedy hledání zkamenělých forem života, ale rekonstrukce paleoklimatu v této, zdá se že pro planetu teplotně velmi dynamické éře. Obdivuhodně produktivní tým princetonské university své dosavadní paleoklimatologické výsledky letos publikoval v časopisu Science .

Zvětšit obrázek

Snímek nábrusu horniny s fosiliemy, které tvoří tmavší červené skvrny různých tvarů. Kredit:Adam Maloof

Zkoumané starohorní stromatolitové souvrství je důkazem, že mezi dvěma globálními zaledněními - sturtian a marinoan - muselo být alespoň v tropickém a subtropickém pásmu dostatečně teplo a zemská atmosféra byla bohatá na kyslík. Maloof si ve vrstvách na kámen proměněných sedimentů, jež pokryly útvary vápencových stromatolitů a prostor mezi nimi, všiml různě tvarované tmavší, několik milimetrů až centimetr velké načervenalé skvrny. Zpočátku jim nevěnoval velkou pozornost, ale pak mu došlo, že asi nejde o koncentrované („srolované“) pozůstatky bakteriálního filmu, nebo o nebiologické struktury. Následné spektroskopické analýzy odhalily zvýšený obsah železa nebo manganu vůči okolnímu materiálu. Jenže jak se dopracovat k odpovědi, jak „to“, co vytvořilo záhadné skvrny v 650 milionů starých sedimentárních horninách, vypadalo? Vědci si z Austrálie do USA dovezli vzorky, rozřezali je a na vyhlazených nábrusech vybrali různé nejzachovalejší tvary. Ofotili je ve vysokém rozlišení a pak z povrchu nábrusu postupně odstraňovali 50,8 mikrometrové (0,05 mm) vrstvičky a po každé plochu znovu ofotili. Pak všechny obrázky spojili pomocí počítačového programu a výsledné zobrazení jim nabídlo přibližně oválné prostorové tvary protkané systémem tenoučkých chodbiček. V odborném článku v Nature Geoscience vědci sice diskutují o několika možnostech vysvětlení, ale za nejpravděpodobnější považují, že jde o fosilie prvních primitivních houbovců (Porifera), tedy dávných příbuzných dnešních mořských hub. Systém vnitřních kanálků tomu také nasvědčuje. Vědci jsou přesvědčeni, že šlo o drobné, asi centimetr velké mnohobuněčné houbovce, jejichž existence byla spjata s prostředím v okolí stromatolitů a mohlo tedy jít o endemity.

Když se nemýlí, pak jsou objeviteli těch nejstarších zkamenělin z říše živočichů (Metazoa). Doposud známé jsou přibližně o 90 milionů let mladší (viz horní tabulku s obrázky).

Zvětšit obrázek	Zvětšit obrázek	Zvětšit obrázek
Exkluzivní geologická lokalita – jihoaustralské souvrství Trezona Formation z období cryogenu až ediakary. Vápnité břidlice střídají jílovce až siltovce a lavice stromatolitových vápenců. Geovědci z Princetonu se zde podle obsahu organického uhlíku snaží zrekonstruovat paleoklima v tomto teplotně velmi dynamickém období. Z hlediska odchylek v uhlíkovém cyklu asi nejdynamičtějším v historii Země. Kredit: Adam Maloof/Princeton University	Dva členové Maloofova týmu, Catherine Rose a Nicholas Swanson-Hysell u geologického rozhraní oddělujícího období cryogenu od ediakary (před 635 miliony let). Na vápencových vrstvách se to projevuje změnou barevného odstínu – cryogen je spodní světlejší. Kredit: Adam Maloof/Princeton University	Zkamenělé pozůstatky stromatolitů, které sinice vytvářely u pobřeží teplých mělkých tropických mořích jižní Austrálie před 650 miliony let, těsně před globálním zaledněním Snowball Earth. Lokalita: Trezona Formation, Adelaide Rift Complex. Kredit: N. Swanson-Hysell//Princeton University

Zvětšit obrázek

Současné stromatolity v Shark Bay na západním pobřeží Austrálie. Kredit: Encyklopedia of Science

Na této stránce Princeton university jsou dostupná videa a snímky ve vysokém rozlišení. Videa se ale načítají poměrně dlouho a jenom poslední přibližuje rekonstrukci objevné fosilie, první tři jsou záznamem rozhovoru s profesorem Adamem Maloofem

Zdroje: Princeton University news , Nature Geoscience , Wikipedia a i.