Strunatci

Až se vás příště zeptají "Kdo si myslíš, že jsi?" Řekněte jim fakta: Jste čtyřnohý, blanatý savec, kostnatý čelistnatec, obratlovec a lebečnatý strunatec. Abychom rozuměli tomu, co to vlastně znamená, musíme porozumět nejvíce komplikované skupině živočichů na Zemi, a jaká je cesta od tohoto až k tomuto. (veselá znělka) Kmen strunatci čítá 52 tisíc druhů obratlovců a několik tisíc bezobratlých. Od malých filtrátorů bez mozku až po Scarlett Johansson. Teď víte, že když mluvíme o klasifikování zvířat, mluvíme ve skutečnosti o jejich společném předku, přičemž každá nová větev tohoto stromu značí důležitý evoluční milník. Jako tkáňové vrstvy či segmentace u jednodušších zvířat, i zde jsou vlastnosti, díky kterým můžeme vysledovat evoluci strunatců. Jakmile se všechny znaky objeví u jednoho organismu, došli jsme k nejsložitější třídě nejsložitějšího kmenu, tedy savcům. Pojďme začít od základů. Už jsme mluvili o apomorfních znacích, které odlišují zvířata od jejich předka a ostatních skupin, které se z něj vyvinuly. Strunatci mají tyto znaky čtyři. Každý z nich je přítomen v určitém stádiu vývoje. Co takhle dobrovolník na demonstraci? Vidím, že kopinatci se "hlásí". Kopinatci, známí také jako bezlebeční, doslova hlavová kopí, jsou jedním ze tří podkmenů strunatců. Na rozdíl od většiny strunatců, tito malí, hloupí bezobratlí filtrátoři si udrží všechny čtyři znaky po celou délku života. Patrně víte, které to jsou, poněvadž celý kmen je pojmenován po jednom - struna hřbetní, nebo alespoň něco, co se jí podobá. Nejprve je notochord, chrupavčitá struktura, která prochází skrz trávicí a nervovou trubici. U většiny obratlovců se vyvine kostra kolem notochordu, na kterou se připojí svaly. U lidí je notochord redukován na ploténky, chrupavky, které máme mezi obratly. Dále máme samotné hřbetní nervové duté vlákno, trubici z nervových vláken, která se vyvine v nervovou soustavu. Tohle odděluje strunatce od ostatních živočišných kmenů, které mají břišní nervové vlákno, které jde podél jejich břišní strany. Dále mají všichni strunatci hltanové štěrbiny. U bezobratlých, jako jsou kopinatci, fungují jako filtr pro zachycení potravy. U ryb a jiných vodních živočichů jsou to žábra a u suchozemských obratlovců, jako jsme my, vymizí ještě před narozením. Ale jejich tkáň se vyvine kolem našich čelistí, uší a jiných částí hlavy a krku. Nakonec nesmíme zapomenout na čtvrtý znak, ocas za řitním otvorem, což je přesně to, co to je. Pomáhá pohánět vodní živočichy, psi jím vrtí, když jsou šťastní, a u lidí se během embryonálního vývoje zmenší na něco, čemu se říká coccyx, neboli kostrč. Je právě tady. Věřte mi, když jde o umístění ocasu, za řitním otvorem je to dobré. Tyto čtyři znaky se začaly objevovat během kambrijské exploze před více než 500 miliony let. Dnes je sdílejí všechny tři podkmeny strunatců, i když někteří živočichové vypadají docela odlišně. Například tady naši noví přátelé bezlebeční jsou nejstarším žijícím podkmenem, ale nesmíme zapomínat na druhou skupinu bezobratlých, urochordata, pláštěnce. Čítají na dva tisíce druhů včetně sumek. Jestli je vám divné, že tohle s námi skončilo v jednom kmeni, je to proto, že mají larvu podobnou pulcům se všemi čtyřmi znaky strunatců. Dospělci, kteří mají dobře vyvinutou vnitřní stavbu, včetně srdce a jiných orgánů, si zachovají pouze hltanové štěrbiny, ostatní znaky zaniknou, nebo se přemění na něco jiného. Třetí, poslední a nejsložitější podkmen jsou obratlovci s nejvíce živočišnými druhy, protože mají tvrdou páteř, která přispěla k obrovské rozmanitosti, od malých střevlí až po plejtváka obrovského. Vidíte, jak ohromná rozmanitost to opravdu je, když rozdělíte obratlovce na malé třídy od slizkých mořských hadovitých věciček až po nás, teplé a chlupaté savce. Třídy jsou ještě složitější. Můžete rozpoznat znaky, které každá vyvinula a evolučně se tak odlišila od těch předchozích. Například tento úžasný znak - mozek. Obratlovce s hlavou obsahující smyslové orgány a mozek, nazýváme lebečnatci. Také mají vždy srdce alespoň s dvěma komorami. Poněvadž je tohle věda, měli byste vědět, že každé pravidlo má výjimku, kterou si budete muset zapamatovat. V tomto případě jsou to myxini, sliznatky, jediná třída obratlovců bez obratlů, ale patří k nám, protože mají lebku. Tato hadovitá stvoření plavou díky segmentovaným svalům, čímž vyvíjejí tlak na svůj notochord. Prostě sliznatky... Jejich blízkými příbuznými jsou petromyzontida, známé také jako mihule, nejstarší žijící linie obratlovců. Mají chrupavčitou páteř, ale hlavně mají složitý nervový systém. S příchodem páteře se obratlovci zvětšují, vyvíjí se u nich složitější kostra, stávají se lepšími lovci a více se vyhýbají predátorům. Všimli jste si, že něco chybí? Mihule a ostatní raní obratlovci patří mezi bezčelistnatce, a když chcete žvýkat potravu, čelisti a zuby se k tomu docela hodí. Většina vědců věří, že se čelist vyvinula z tkáně, která nesla první dvě žaberní štěrbiny u úst. A zuby? Současná teorie je, že se vyvinuly z ostrých šupin na obličeji. Čelistnatci se objevili před 470 miliony let, a jedna z nejstarších a nejúspěšnějších skupin čelistnatců, která přežila až dodnes, jsou třída paryby. Znáte je jako žraloky a rejnoky. Jejich kostra je chrupavčitá, ale s počátky kostnatění. Paryby se za těch 300 milionů let moc nezměnily, jejich úspěch tkví v párových ploutvích, což jim umožňuje plavat, a v čelistech k ukusování kousků masa. Abychom se nakonec dostali k savcům, potřebujeme kosti. Ty najdeme u vývoje ryb. Seznamte se s rybami, osteichthyes, což znamená kostnaté ryby. Na rozdíl od ryb, členové této skupiny mají minerální vnitřní kostru. Ryby jsou často považovány za nadtřídu. Obsahují totiž spoustu různých tříd, které z nich vzešly. Mezi taxonomisty nepanuje shoda, jak je nazývat. Co je důležité vědět, je, že většina obratlovců spadá pod kostnaté ryby, včetně nás. Je to rozděleno na dvě skupiny obsahující spoustu tříd. První jsou paprskoploutví, obsahují 27 tisíc druhů, téměř každou rybu, o které jste slyšeli. Paprskoploutví se vyvinuli ve sladké vodě, rozšířili se do oceánů, a pak se vrátili zpět do sladké vody. Druhá skupina, a teď to bude zvláštní i zajímavé. Nozdratí, kteří získali jméno podle kostí obalených svaly v jejich břišních a pánevních ploutvích, což zní spíše jako něco pro chození. Nozdratí obsahují lalokoploutvé mající jeden žijící druh, dvojdyšné nasávající vzduch do plic, a čtyřnožce zvyklé na souš díky čtyřem končetinám. Což je divné, ačkoliv suchozemská zvířata nejsou ryby, čtyřnožci se vyvinuli z kostnatých ryb, a tak patří do této skupiny. Ti taxonomisti... rád bych s nimi šel někdy na párty, ale napřed... (veselá hudba) Představte si, že jste rybář na pobřeží Jižní Afriky, na západě Indického oceánu, před 75 lety. Chvíli si to představujte. Ulovili jste rybu, kterou ještě nikdo neviděl. Nejen to, chytili jste rybu, která vyhynula před 75 miliony let. To se stalo v roce 1938, kdy kapitán Hendrick Gooson ulovil lalokoploutvou rybu, a od té doby je to pro vědce záhada. Druhá populace byla nalezena blízko Indonésie v roce 1999, ale hlubokomořská zvířata jsou velmi vzácná. Lalokoploutví fascinují vědce kvůli lalokovým ploutvím. Rostou z těla jako nohy, hýbají se střídavě jako nohy. Tyhle ryby se pohybují více jako kůň než jako ryba. Jejich ploutve jsou vlastně vyztuženy kostmi, jaké máme v pažích a nohách. Také mají panty v jejich lebce, takže mohou široce otevřít ústa. Také mají tlusté šupiny, které žádné jiné ryby nemají. Nejsou chutné, ale proč byste chtěli jíst živou fosílii? Teď se bavme o čtyřnožcích. Ti tedy mají čtyři chodidla, a dostat tato chodidla na pevnou zem bylo pro tato zvířata úžasné, mohli uniknout násilnému oceánu plnému predátorů. Čtyřnožci postupně nahradili ploutve končetinami, a vyvinuli si nové části těl, které tehdy nikdo neměl, třeba krk. S pomocí dalších obratlů oddělili hlavu od těla. První čtyřnožci jsou dnes ve třídě obojživelníků, kteří jako první měli srdce se třemi komorami. Známe více než 6000 druhů obojživelníků, jako žáby a mloci, většina začíná život jako pulci, později se jim vyvinou nohy, plíce a trávicí trakt, a v dospělosti žijí na souši. Ale kladou vajíčka bez skořápek, takže se rychle vysušují, proto je kladou do vody. To nás přivádí k dalšímu vývojovému milníku pro strunatce, plodovým vajíčkám. Amniota jsou čtyřnožci, jejichž vajíčka se přizpůsobila životu na souši. Je to skupina zahrnující plazy, ptáky a savce. Plodová vajíčka byla nezbytná pro tvory rodící se na souši, pomáhají embryím růst v soukromém plodovém bazénku v plodovém vaku, často chráněni tvrdou skořápkou, jako u plazů a ptáků. Třída plazi jsou nejranější amniota. Jako obojživelnícimají trojkomorové srdce, ale jsou suchozemští. Zde máme dinosaury, hady, želvy a ještěry. O plazech se často mluví jako o studenokrevných. To neznamená, že by měli studenou krev. Jsou ektotermní, teplo okolí je jejich hlavní zdroj tepla pro tělo. Proto se tak rádi vyhřívají na slunci. Nejstarší skupinou plazů jsou archosauři, převážně vyhynuli spolu s ostatními dinosaury před 65 miliony let. Ale dvě linie archosaurů přežily. Jedna zahrnuje dnešní plazy, krokodýly a aligátory, a druhá zahrnuje ten typ dinosaurů dnes známých jako třída ptáci. Jsou zde očividné rozdíly mezi těmito dvěma druhy. Jeden požírá a bojuje s velkými zvířaty, druhý poletuje kolem, je ladný a tak. Ne tak jasný, ale také důležitý, rozdíl je, že ptáci jsou endotermní, tedy že popoženou svůj metabolismus, aby regulovali svou teplotu. Vyrobit všechno to teplo chce mít velkou pec, v jejich případě vyvinuté srdce se čtyřmi komorami. Pouze u jedné další skupiny se také vyvinul tento znak, a pomohlo jim to rozšířit se po celé planetě. Mluvím o třídě savců. Tedy amniota s chlupy, 3 ušními kůstkami a prsními žlázami. Většina savců se vyhnula kladení vejce se skořápkou chránící embryo před prostředím a také dravci tím, že se plod vyvíjí v těle matky. Tato třída strunatců obsahuje mě, Dame Judy Denchovou, kočku, psa, kosatku Shamu, africké slony, jihoamerické pudu, a dalších 5300 druhů savců. A to to všechno začalo jedním společným předkem před 500 miliony let v tomto kmeni strunatců. Ale zvládli jsme to, a vy konečně víte, kdo jste. Čtyřnohý blanatý savec, obratlovec, lebečnatý strunatec.