Na našich plážích vládnou škeble (mlži). Vykopáváte je, paříte, jíte po vědru. A co ramenonožci? Mnohem méně často. Vidíte je jen zřídka, a pokud náhle spatříte lasturu, s největší pravděpodobností jej nejprve nepoznáte jako měkkýše, ačkoli evolučně jde o zcela odlišné tvory. Brachiopodi stěží přežili Velké vymírání. Jejich téměř úplné vymazání z historie je příběhem metabolické slabosti tváří v tvář nepřátelskému světu.
Nový výzkum Stanfordské univerzity vrhá světlo na tuto starověkou tragédii. Nejde jen o to, která zvířata kde žila. Jde o to, co by jejich těla fyzicky vydržela.
Fyziologická výhoda v době vyhynutí
Víme, co před 252 miliony let vyhladilo 96 % mořského života. Erupce sibiřských pastí uvolnily teplo, oxid uhličitý a připravily oceány o kyslík. Proč ale některé skupiny zmizely, zatímco jiné vzkvétaly? Proč byly pomalé spodní filtrační podavače drceny, zatímco hbití plavci a bagry se dokázali přizpůsobit?
Odpověď spočívá v tom, jak organismy absorbovaly kyslík, když byl jejich svět pohlcen plameny.
Výzkumníci vedení José Andrés Márquezem a Erikem Andersem Sperlingem se podívali za hranice fosilních záznamů. Fosilie ukazují, kdo žil, ale ne vždy vysvětlují proč určité typy metabolismu selhaly, když teploty vzrostly. Tým studoval žijící potomky paleozoických obrů (poražených) i moderních přeživších.
Metabolismus vs teplota
Brachiopodi jsou efektivní. Ve studené stabilní vodě funguje jejich nízkoenergetický životní styl bezchybně. Filtrují částice, sedí v klidu a šetří kalorie.
Ale účinnost se stává pastí, když teploty prudce stoupnou.
“Brachiopodi a další organismy s nízkým metabolismem měli velmi úzký rozsah tolerance k vysokým teplotám.”
Když se voda zahřeje, chemické reakce uvnitř těla se zrychlí. Potřeba kyslíku se prudce zvyšuje. Teplá voda zároveň zadržuje méně kyslíku než voda studená. Vzniká tak krutý paradox: zvířata, která potřebují více plynu, ho mají k dispozici méně.
Pomalý metabolismus ramenonožců jim neumožnil rychle zvýšit spotřebu kyslíku. Udusili se nejen nedostatkem kyslíku ve vodě, ale také vnitřní neschopností zpracovat nepatrné množství, které zbylo.
Jak se aktivní přeživší vypořádali s horkem
Moderní přeživší, jako jsou mlži, hlemýždi a hvězdice, jsou stavěni jinak. Jsou „plýtvací“. Plýtvají spoustou energie. Pohybují se.
Ale tento vysokoenergetický motor jim dává superschopnost: plasticitu. Když teploty během hromadného vymírání vzrostly, tato zvířata byla schopna zvýšit rychlost dýchání. Měli svalový a dýchací systém, který jim umožňoval absorbovat více kyslíku a využívat jej. Byli „vybaveni“, jak říká Sperling, aby zvládli stres.
Přesně tak různé fyziologické tolerance určovaly míru vymírání.
Vědci umístili zvířata z obou skupin do kontrolovaných komor a sledovali jejich spotřebu kyslíku při simulaci ohřevu vody.
- Brachiopodi přežili lépe v podmínkách nízkého kyslíku a studené vody.
- Zemřeli nejprve, jakmile se přidalo teplo.
- Aktivní mlži a měkkýši mnohem lépe snášeli teplo, protože jejich systémy mohly zvýšit spotřebu kyslíku.
Vzestup měkkýšů a moderních oceánů
Tento biologický filtr navždy změnil oceán.
Ještě před 252 miliony let byli ramenonožci dominantní skupinou. Pokryli mořské dno kobercem. Teď? Přežívá méně než 400 druhů. Naproti tomu mlži (slávky, ústřice, škeble) a plži (hlemýždi) zaznamenali explozivní růst. Dnes existuje mezi 10 000 a 15 000 druhy mlžů.
Proč mlži ovládli oceány po vyhynutí?
Protože mohli dýchat v teplejší vodě. Protože jejich svaly jim umožnily přejít na kopání, prolézání a úkryt před měnícími se chemickými látkami ve vodě. Oceány, ve kterých dnes plaveme, jsou obývány těmi nejvytrvalejšími, nejrychlejšími a nejžravějšími tvory. Nehybnost ramenonožců nevydržela zkoušku chaotického nového světa.
Varování ve starověkých mušlích
Okyselení oceánu pravděpodobně zhoršilo situaci pro výrobce lastur. Ale hlavním mechanismem smrti byla hypoxie způsobená zahřátím. Oceán nedokázal pojmout kyslík a zároveň ho vyžadoval stále více.
Srovnání s moderní dobou je děsivé.
Během Velkého umírání vzrostly globální teploty během několika tisíc let o 8–12 °C. Dnes předpovídáme nárůst o 1,5–4 °C do roku 2100. Je to rychlejší. Je stlačený v čase.
“Špatná zpráva je, že směřujeme k úrovním oteplování podle nejhoršího scénáře Permu,” varuje Sperling.
I dnes máme zvířata s tvrdým a pomalým metabolismem. Myslete na korálové útesy. Zbarví se, když se voda jen mírně zahřeje. Ztratili ochranu vyrovnávací paměti. Jsme svědky návratu fyziologické křehkosti starověkých přeživších.
Dá se to opravit? Studie uvádí, že ano. Můžeme změnit trajektorii. Ale nemůžeme změnit zákony chemie. Teplá voda obsahuje méně kyslíku. Biologie to stále vyžaduje. Ty bytosti, které uspějí, jsou ty, které mohou kompenzovat tuto mezeru. Měkkýši se přizpůsobili. můžeme?
