Svet je pes...

Ako stavovce osídlili suchú zem.

Kto čítal knižku "Ryba v nás" od Neila Shubina, ten sa dozvedel mnoho zaujímavých informácií o hľadaní prechodného článku medzi rybami a suchozemskými plazmi. Čítal pútavé rozprávanie o nadšených, tvrdohlavých a na všetko odhodlaných vedcoch, ktorí získavajú prvé skúsenosti z ťažkej terénnej práce v arktických podmienkach. A ako sa úspech rodí z dobrej teoretickej prípravy, vytrvalosti a nakoniec veľkej dávky šťastia.

Autor nám sprostredkuje veľmi dobrý a obšírny náhľad do anatomických, genetických aj ontogenetických rozdielov medzi suchozemskými plazmi a rybami. Potiaľ je všetko v poriadku. Lenže z týchto porovnávaní vyvodil podstatný, základný a chybný uzáver, ktorý vložil aj priamo do názvu knihy a ktorému podriadil svoju ďalšiu publikačnú činnosť či písanú, či mediálnu. Podľa jeho názoru vývoj končatín suchozemských stavovcov sa začal u rýb, ktorým sa plutvy postupne predĺžili, vytvorili sa na nich kĺby a až potom boli stavovce schopné prejsť na suchú zem, kde sa im vyvinuli pľúca. Hoci je celá kniha písaná dobre, pútavo a poučne, práve v tejto fundamentálnej myšlienke sa autor pomýlil.

Popis rozdielov medzi rybami a plazmi je podrobný a výstižný. Len vývody, ktoré z týchto rozdielov Neil Shubin predkladá, sú všetky podriadené tej prvotnej myšlienke, že na počiatku bola ryba a všetko vzišlo z nej. Na str. 32(českého vydania z r. 2009) sa napríklad uvádza: "Ryby tiež nemajú krk, takže ich pletenec lopatkový (pozostávajúci napríklad z kľúčnej kosti a lopatky)je priamo súčasťou zadného okraja lebky... " To by znamenalo, že ryba už má pripravený budúci pletenec prednej končatiny, ktorý sa v budúcnosti začne používať. Lenže takto evolúcia nefunguje. Takto by postupoval Autor inteligentného dizajnu, čiže stvoriteľ pri svojich stvoriteľských pokusoch. Evolúcia nič vopred nepripravuje, vchádza vždy do neznámych uličiek a až v nich sa zistí, či vedú ďalej alebo sú slepé! Ak má ryba pri kostre hlavy nefunkčné kosti pletenca prednej končatiny, sú tieto ZVYŠKOM a nie predobrazom ozajstného funkčného pletenca. A, mimochodom, krk nemajú ani veľryby, ani delfíny, pretože pri rýchlom pohybe vo vode narúša aerodynamický tvar tela.

Prikladám fotografiu kostry prednej plutvy kapra rybničného: napravo je kompletný pletenec a naľavo kosti, z ktorých sa skladá a ktoré boli pospájané chrupavkovitými kĺbmi, ale značne redukovanými, nepohyblivými:

Niet dôvodu, aby sa pôvodne jednoliata pevná kosť rozdelila na menšie úseky a tieto sa prepájali medzi sebou mäkšími segmentmi chrupavky. Logickejšie je, že sa pôvodne viaceré kosti spájané pohyblivými kĺbmi spojili do jednej kosti vtedy, keď už ich vzájomná pohyblivosť nebola potrebná, či až škodlivá. Takýmto postupom- pevným spájaním viacerých kostí vznikla aj lebka aj panvová kosť.

Ďalší citát z tej istej strany knihy: "A navyše majú ryby plutvy, zatiaľ čo suchozemské stavovce majú končatiny s prstami, členenými na menšie úseky kĺbmi, napríklad kĺbom zápästným alebo lakťovým." Tu je obrázok priamo z knihy Ryba v nás:

Toto je pôvodný autorský obrázok so zoradením, z ktorého vyplýva, že z plutiev s redukovanými kĺbmi a zmnoženými lúčmi sa predĺžili kosti, kĺby sa stali pohyblivými a lúče sa premenili na prsty.	Tu som vývojové poradie trochu prehodil. Podľa tohoto poradia sa dlhé pohyblivé končatiny schopné pohybu po dne postupne skracovali, kĺby sa redukovali, tuhli, kosti prstov sa redukovali na tenké lúče a zmnožil sa ich počet, takže vytvorili plutvy.

To sú dva celkom rôzne varianty toho istého procesu, z ktorých len jeden môže byť bližšie k pravde a druhý je chybný. Keď to zoberieme z hľadiska genetickej príbuznosti, tak tie stupne vývoja, ktoré sú staršie, pôvodnejšie, sú od nášho genómu vzdialenejšie.Takto vyzerá porovnanie priemerného rozdielu v reťazcoch hemoglobínu niektorých súčasných taxónov stavovcov:

Priemerný relatívny rozdiel hemoglobínu- prevzaté z: Dr. Douglas Palmer, Pôvod človeka, vyd. Slovart 2009.

Táto grafická schéma ukazuje, ako sa postupne od seba oddeľovali skupiny stavovcov a vyvíjali sa v stále dokonalejšie, až k nášmu druhu. A napodiv najvzdialenejšou skupinou od nás nie sú ryby, pretože latimérie sú vzdialenejšie, a dvojdyšníky ešte viac. Takže schéma "ryby - dvojdyšníky - plazy" je úplne vylúčená. Ale nepredpokladá ani schému "dvojdyšníky - plazy - ryby", ani "dvojdyšníky - ryby - plazy". Treba teda pozrieť po inej vývojovej schéme, ktorá je pravdepodobnejšia a zároveň vyhovuje pravdivej schéme príbuznosti.

To, že sa paleontologický nález nájde vo vrstve istého veku, znamená, že daný druh už vtedy žil. Neznamená to však, že ten druh vtedy vznikol, alebo že znaky, ktoré nesie, sú práve nové. Aj teraz predsa žijú druhy, blízko príbuzné aj podobné formám žijúcim pred stovkami miliónov rokov. Takže ich skameneliny sa môžu nájsť vo vrstvách mladých, starších, starých aj strašne starých. Ako príklad môže slúžiť vývoj predkov človeka. Keď sa našli pozostatky australopitekov, boli títo automaticky považovaní za predkov človeka. Lenže časom sa našli ďalšie pozostatky hominidov, ktoré toto spochybnili, ba časom sa objavili pozostatky druhov rodu Homo, žijúce zároveň s australopitekmi. Takže australopitekovia nie sú našimi genetickými predchodcami, len príbuznými, s ktorými máme spoločných predkov. Takto treba chápať aj príbuznosť rýb a všetkých prechodných foriem medzi rybami a plazmi. Výskyty vývojovo rôznych organizmov sa môže časovo prekrývať, tak to aj skutočne je, a tak je možné nájsť staršie vývojové formy v mladších vrstvách a naopak, mladšie v starších. Rodostrom života tak ostane vždy do istej miery neistý a neznámy. Dá sa len uvažovať o možných krokoch evolúcie a ich logickom postupnom slede.

Takže je čas pokúsiť sa vysvetliť prechod vodných stavovcov na súš, miesto rýb v tomto procese a udržať sa pritom v rámcoch daných genetickou príbuznosťou a logickou prijateľnosťou evolučných postupov. Logická prijateľnosť je nutná hlavne pri predpokladaných medzistupňoch, ktoré nie sú z fosílneho záznamu známe, a pri predpokladaní najpravdepodobnejších podmienok, v ktorých k istej vývojovej zmene došlo.

Základným spoločným znakom stavovcov je prítomnosť chrbtovej struny- chordy. Ani tá nevznikla samoúčelne, aby umožnila pohyb tela živočícha napred pomocou vlnitého pohybu. Vznikla u živočíchov, ktoré sa už takto pohybovali ako opora svalov, ktoré mohli zosilnieť a následne pre umožnenie vertikálneho sploštenia tela pre lepší hydrodynamický účinok vlniaceho sa tela. Nebol to ešte kostený útvar, len chrupavkový, čo vo vodnom prostredí postačovalo. Jediné pevné útvary boli zuby okolo ústneho otvoru. V takomto štádiu vývoja sa dodnes udržali niektoré stavovce- mihule a sliznatky. Sú to živočíchy, ktoré vedia aktívne plávať, ale držia sa hlavne pri dne, sliznatky sú vyslovene živočíchy morského dna, mihule sú obyvateľkami plytkých vôd v riekach alebo pri pobreží. A práve tu, v pobrežných vodách stále presúvaných prílivom, odlivom a príbojom bolo potrebné mať oporu tela proti stálemu zmietaniu pohybujúcimi sa masami vody. Tu sa mohli vyvinúť na spodnej strane tela výbežky, ktorými sa majiteľ vedel zaprieť do dna a nebol len bezmocnou obeťou vodných más. Najlepšia kombinácia samozrejme bola dva výbežky vpredu a dva vzadu, čo pri vlnitom pohybe tela takmer automaticky posúvalo telo majiteľa dopredu. Takže predpokladám, že prvými stavovcami s končatinami boli mihule s panôžkami, žijúce v plytkých pobrežných vodách. O tom by svedčil aj vývoj embryí stavovcov, u ktorých sa objavujú zárodky končatín už v štádiu žiabrových oblúkov, skôr ako čeľuste, kosti a podobne.

Ak sa už vedeli tieto tvory vzoprieť prílivu a odlivu, mohli osídliť ešte plytšie vody, v ktorých sa bežne dostávali do kontaktu s mimovodným prostredím, v ktorom sa tiež nachádzali zdroje potravy. A kde je ponuka, ktorá nič nestojí, tam sa dopyt nájde, panôžkaté mihule začali získavať potravu aj mimo vody. Tým sa ale vystavili hneď dvom novým faktorom prostredia, ktoré ich vo vode neovplyvňovali: vzduch a gravitácia. Na tieto nové faktory museli zareagovať a zareagovali: Proti gravitácii si spevnili chrupavkovitú strunu vytvorením vápenatej kostry, na mechanickú ochranu vnútorných orgánov vznikli rebrá. Toto spevnenie im umožnilo ďalšiu významnú zmenu- spevnením prvého žiabrového oblúka dokázali uzavrieť vstup do tráviacej sústavy, vznikla čeľusť. V takejto podobe ale už potrebovali prežiť aj v prípade, že sa ocitli mimo dosahu vody, čo im umožnili vzdušné vaky, schopné prijímať vzdušný kyslík. Zároveň si vytvorili na ochranu pred odieraním na piesku aj pred vysušením na vzduchu v koži ochranné plošné útvary- šupiny. Všetky tieto spevňovacie útvary- kosti aj šupiny museli zároveň poskytovať možnosť pohybu, preto vznikali nespojito, v oddelených ložiskách, medzi ktorými ostávali pružné rozhrania z pôvodného materiálu- kože medzi šupinami a chrupavkovitými kĺbmi medzi kosťami.

Tu sa treba pristaviť pri charakteristike prostredia, o ktorom je reč- pobrežnom pásme. Je to len úzky pás rozhrania medzi dvoma základnými médiami pre život- vodným a suchozemským prostredím. Zaberajú teda neporovnateľne menšiu rozlohu a čo je takisto dôležité z hľadiska evolúcie, sú nespojité. Živé organizmy, žijúce vo veľkých spojitých ekologicky vyrovnaných prostrediach majú široký genetický substrát, v ktorom sa nové mutačné produkty prejavujú menej výrazne a pomalšie. Zato pobrežné pásy sú úzke, rozdelené do obrovského množstva vzájomne oddelených podprostredí. Tieto živia pomerne malé populácie druhov, kde sa každá mutácia, ak má význačnejší vplyv na konkurenčnú schopnosť svojho nositeľa prejaví rýchlo a výrazne, pretože zo vzdialenejšieho okolia sa nedostávajú spomaľujúce vplyvy pôvodného nezmutovaného genofondu. Tieto populácie sa nachádzajú permanentne v stave, označovanom ako "prechod hrdlom fľaše" a sú geneticky nestále, trvalo sa menia. Tak, ako populácie na ostrovoch- napríklad Darwinove pinky.

To, že žijú populácie pobrežných enkláv v úzkej izolovanosti od príbuzných populácií, ešte neznamená, že nežijú v interakcii s okolím. Naopak, každú príležitosť získať nové potravné možnosti evolúcia okamžite využíva. Ak získa živočích vlastnosť, ktorá mu dáva výhodu v inom prostredí, vydáva sa do tohoto prostredia, oddeľuje sa od materskej populácie a získava nové vlastnosti, potrebné na život v novom prostredí. Preto sa pobrežná čiara stále opakovane prekračuje a vodné živočíchy vystupujú na súš a ešte častejšie sa suchozemské vracajú do vodného prostredia.

Takto sa počas celého vývoja stavovcov- až doteraz- diali návraty vývojovo pokročilejších druhov z pobrežných evolučných tovární späť do vodného prostredia, kde dosiahli ešte oveľa väčšieho rozmachu vďaka jeho rozsiahlosti. Tak sa do vody vrátili potomkovia mihúľ potom, ako sa im vytvorili pohyblivé párové končatiny. Keď sa im na ne preniesla plávacia obruba zo zadnej časti tela, ktorú majú aj mihule, získali výborné kormidlovacie nástroje, a keď sa im rozmnožením tvrdých zúbkov z úst na povrch tela vytvoril ochranný pancier, mohol sa vydať na víťaznú cestu moriami a oceánmi nový evolučný víťaz- panciernaté ryby. Bez kostí, bez čeľustí, ale vrchol potravného reťazca ovládli na dlhú dobu. Vyhynuli bez pokračovateľov, boli slepou vetvou vývoja.

Na pobreží šiel vývoj ďalej svojou cestou. Už to neboli mihule s pohyblivými nôžkami, už to boli živočíchy s vyvinutými a kostrou spevnenými končatinami, s ktorými vedeli rovnako dobre plávať v plytkej vode, ako aj loziť v piesku a bahne, kde prežívali vďaka vzdušným vakom a vzdušnému kyslíku. Dvojdyšníky zhruba tohto stupňa vývoja prežívajú dodnes. A opäť sa odohral návrat do mora- latiméria si tiež udržala charakter tohoto stupňa vývoja, ale trvalému pobytu vo vodnom stĺpci sa prispôsobila sploštením tela a párových končatín- čiže stopkatých plutiev. Inak sa nezmenila až do dneška.

Dvojdyšníky boli natoľko komplexne vybavené pre život v oboch typoch prostredia a zároveň v týchto prostrediach nežili rovnako dobre vybavené živočíchy, že sa nutne rozišli všetkými možnými smermi: niektoré ďalej využívali prostredie, v ktorom žili dovtedy a nemuseli sa už ničomu prispôsobovať, takže ostali nezmenené až dodnes. Niektoré využili svoju schopnosť prežívať mimo vody a svoju schopnosť prijímať aj vzdušný kyslík zmenili na závislosť na ňom, pretože sa im vzdušné vaky vyvinuli v pľúca a žiabrové oblúky sa prispôsobili iným funkciám. Bočná čiara v mimovodnom prostredí bola nanič, takže jej funkciu prebrali iné orgány, ktoré boli zjavne už predtým schopné vnímať vibrácie z vody a túto schopnosť využili mimo vody na vnímanie zvuku. Boli to žiabrové oblúky, z nich sa vyvinuli sluchové orgány.

A konečne tretia skupina využila schopnosť žiť vo vodnom prostredí a vrátila sa doň s vylepšenou výbavou z pobrežného prostredia. Žiabre ešte nestratili, bol im teda prístupný kyslík z vody. Pľúcny vak už nepotrebovali na získavanie vzdušného kyslíka, ale výborne sa hodil na vyvažovanie tela oťaženého osifikovanou kostrou, a ešte aj na prispôsobovanie zmenám tlaku vody v rôznej hĺbke. Tak sa pľúcny vak zmenil na plynový mechúr. Párové končatiny už mali zrejme predtým zakončené prstami s prstovými článkami, tieto prsty sa zredukovali na jeden článok, ale ich počet sa hodne znásobil a z blany medzi prstami vznikla plutva. Tu ešte raz prikladám fotografiu plutvových lúčov kapra:

Vypreparované plutvové lúče kapra.

Kĺby na hornej strane plutvových lúčov svedčia o tom, že pochádzajú z prstových článkov tvora, ktorý mal vyvinuté končatiny na chodenie. Možno sú analogické našim záprstným kostičkám. Pohľad na dolný koniec lúčov ukazuje, že na pôvodne uzavretej kosti atrofoval dolný kĺb, stena kostičky sa otvorila a rozstrapkala do viacerých zakončení, ktoré spevňovali dolnú, mäkkú časť plutvy. Takže znova opakujem, že ja nevidím v ruke zdokonalenú plutvu, ale v plutve atrofovanú ruku. Obrazne povedané.

To ale nič nemení na skutočnosti, že tieto živočíchy, ktoré sa navrátili do vodného prostredia, sa tam cítili "ako ryba vo vode". Boli to už pravé kostnaté lúčovoplutvé ryby. Oproti dovtedajším vládcom- panciernatým rybám mali množstvo vylepšení. Vďaka plynovému mechúru sa mohli vznášať vo vodnom stĺpci a šetriť tak energiu, pritom mali plutvy vybavené vnútornou spevňujúcou kostrou čo dávalo šancu lepšej obratnosti pri pohybe. Ani nepotrebovali dorásť do rozmerov panciernatých rýb, stačilo, že ich pripravili o potravnú základňu a panciernaté ryby beznádejne vyhynuli.

Vráťme sa teraz k tej skupine potomkov dvojdyšníkov, ktorá osídľovala súš. Závislosti na vodnom prostredí sa ešte nezbavili, vajíčka kládli do vody a larválne štádium sa tiež ešte vyvíjalo vo vode. Netreba chodiť ďaleko- sú to obojživelníky, ktoré prežili až dodnes- mloky, salamandry a tie čo v dospelosti stratili chvost- žaby. Až dosiaľ sa rozmnožujú vo vode.

Pretože potravy bolo dosť aj ďaleko od vody, bolo len otázkou času, kedy sa objaví vylepšenie, ktoré umožní stavovcom prežiť aj bez blízkosti vodného prostredia, na ktorom boli závislé už len vajíčka a larvy obojživelníkov. Stačilo vajíčka pred nakladením obaliť blanou a zahrabať ich do vlhkého piesku. Takto si vodné prostredie niesli vajíčka so sebou a vo vysychaní im bránil piesok. A larválne štádium sa dalo odstrániť tým, že sa zabezpečilo larvám vyživovanie vnútri vajíčka pomocou žĺtkového vaku, takže celý larválny vývoj prebehol pred vyliahnutím a neliahli sa už larvy, ale mláďatá. Tým bol prechod stavovcov z vody na súš zavŕšený- po suchej zemi začali pehať plazy a smerovať k ďalšiemu vývoju.

Treba ešte pre úplnosť spomenúť niektoré skupiny, ktoré akoby sa vymkli z tohoto postupu, pretože sú vo vývoji v niektorých veciach viac vpredu ako v iných. Ide hlavne o paryby- žraloky a raje. Podľa genetickej príbuznosti by mali patriť do blízkosti latimérie, ale nemajú kosti, len čeľustnú kosť, a majú otvorené žiabrové oblúky. Akoby sa vyvíjali sčasti inou cestou, a sčasti tou istou, čo je ale vylúčené. Ich zvláštnosti nie sú dané zvláštnou vývojovou cestou, ale vývojovým zvratom, ktorý nie je častý, ale ani celkom výnimočný. Volá sa neoténia, a znamená toľko, že živočích získa schopnosť rozmnožovania skôr, ako dosiahne plný ontogenetický vývoj, čiže živočíchy, ktoré ešte nedospeli sa už rozmnožujú, a preto nikdy ani nedospejú. Zrejme jedna vetva príbuzných latimérie sa dokázala rozmnožovať už v štádiu nedospelých jedincov, a to dokonca už v štádiu lariev ešte s otvorenými žiabrovými štrbinami a bez kostí. Časť z nich sa držala pri dne a sú z nich raje, druhá časť sa držala vo vodnom stĺpci a sú z nich žraloky. Či to bola účelová a či náhodná neotenická zmena nevedno, ale potomkovia sa ukázali ako životaschopní, lebo sa stali vrcholovými predátormi morí a oceánov až do čias, keď sa zo súše vrátili cicavce s lepšími schopnosťami a začali ich z tej pozície vytláčať. Mám na mysli kosatky a delfíny. Neoténiou prešli viaceré skupiny stavovcov, ktoré aj dnes spestrujú rodostrom živočíšnej ríše: jesetery medzi pravými rybami, axolotly medzi obojživelníkmi a napodiv aj medzi primátmi- ľudia. Pretože ani my nedosahujeme znakov dospelosti príbuzných primátov, nemáme napríklad samčie nadočnicové oblúky ani kostené hrebene na zátylkoch. Ani naše svaly nedosahujú plnú silu, rovnako veľký sval šimpanza je oveľa silnejší. A to sme si mysleli, že sme najvyvinutejší, a pritom sme nedovyvinutí... Ale to je o inom.

Zhrnutie:
Cesta stavovcov na suchú zem neviedla po linke "ryby - stopkatoplutvé ryby - dvojdyšníky - plazy", pretože tomu odporujú genetické zistenia. Oveľa pravdepodobnejšou sa zdá byť postupnosť "mihule - loziace mihule - dvojdyšníky - obojživelníky - plazy". Žraloky, latimérie, pravé ryby sú tiež produktom tohoto procesu, ale nie sú v priamej vývojovej línii ku suchozemským stavovcom, ale bočnými vetvami, ktoré sa navrátili do vodného prostredia. Každý stavovec, ktorý má párové končatiny, lozil po pevnom podklade. Každý stavovec, ktorý má pevnú kostru, prešiel vývojovým štádiom mimo vody. Prechodné formy, ktoré sú známe z fosílií sú znakom stále opakovaného návratu stavovcov do vodného prostredia a takisto toho, že nález zo staršej vrstvy ešte neznamená, že je automaticky predkom nálezu z mladšej vrstvy. Takisto mohli oba dotyčné druhy žiť po celý čas súčasne vedľa seba, keďže niektoré ešte staršie formy prežívajú až do súčasnosti. Dosť logická schéma procesu "von z vody" by mohla vyzerať nasledovne:

Približná schéma prechodu vodných stavovcov na suchú zem.