Student World

Tiktaalik měl rameno, předloktí a zápěstí tvořené naprosto stejnými kostmi jako člověk. Když jsme se pak pustili do zkoumání stavby jejich kloubních spojení, protože jsme chtěli poznat, jak se jedna kost pohybuje proti druhé, zjistili jsme, že všechny byly přizpůsobeny jediné funkci – aby mohly končetiny tělo zdvíhat nad podklad.

Když my lidé zdvíháme tělo pažemi nad podklad (jinými slovy, když děláme kliky), opírají se naše ruce celou plochou, lokty máme pokrčeny a vzpírání provádíme pomocí prsních svalů. Tiktaalik byl schopen provádět totéž. Mohl ploutev ohýbat v loketním kloubu a jeho zápěstní kloub ohraničoval terminální, tedy „dlaňovou“, část ploutve. Co se týče prsního svalstva, měl ho tiktaalik pravděpodobně velmi dobře vyvinuté. Na spodní straně jeho ramenní kosti, v místě, kde se tyto svaly upínaly, najdeme mohutné lišty a drsnatiny. Tiktaalik byla jednoduše řečeno ryba schopná provádět kliky.

Proč by ale ryba měla být schopna zdvíhat tělo nad podklad? Abychom tomu porozuměli, musíme si prohlédnout ostatní části těla tiktaalika. Měl plochou hlavu s očima na svrchní straně a mohutná žebra. To naznačuje, že se pravděpodobně pohyboval po dně mělkých potoků nebo jezer, dokonce mohl vystupovat na jejich ploché a bahnité břehy. Při tom mu byly ploutve schopné nadnášet tělo velmi užitečné, neboť mu pomáhaly lépe se v tomto prostředí pohybovat. Tato interpretace je v souladu s geologickými poměry na lokalitě, kde byla tato ryba nalezena. Struktura horninových vrstev a způsob uspořádání částic v hornině samé nesou charakteristické rysy sedimentů, které se ukládaly v mělkých tekoucích vodách periodicky se rozlévajících do okolí.

Co vedlo rybu k tomu, žít v tak mělkovodním prostředí? A co jí nutilo vylézat z vody na břeh? Představme si tehdejší situaci. Téměř všechny ryby obývající tyto 375 milionů let staré toky byly ve větší či menší míře predátory. Některé měřily přes pět metrů, tedy dvojnásobek předpokládané velikosti největšího exempláře tiktaalika. Nejběžnější druh, který žil v prostředí spolu s tiktaalikem, ryba s hlavou širokou jako basketbalový míč, byl přes dva metry dlouhý. Jeho tesáky dosahovaly velikosti hřebíku na přibíjení kolejnic. Měli byste chuť si ve vodě plné podobných dravců zaplavat?

Nijak nepřeháníme, když řekneme, že to byl svět navzájem se požírajících ryb. Základní strategie pro přežití v takovéto situaci je tedy nabíledni: zvětšit velikost těla, vytvořit na něm ochranný pancíř, anebo se snažit vylézt z vody. Zdá se, že naši vzdálení předci zvolili poslední možnost.

Taková volba znamenala něco ještě mnohem důležitějšího. Už u těchto ryb zjišťujeme mnoho charakteristických rysů lidské končetiny. Zahýbejte například svým zápěstím dopředu a dozadu. Bude se ohýbat ve stejném kloubu, jako měly ryby jako tiktaalik. Předtím takový kloub ještě neexistoval, jakmile se však vyvinul, stává se částí všech suchozemských obratlovců. Je to ploutev rozdělená na ramenní část, předloktí a primitivní zápěstí. Tiktaalik byl proto schopný vzpírat tělo nad podklad.

Postupujeme-li od tiktaalika přes obojživelníky a celou plejádu plazů až k savcům, jedno se začne jevit jako nezvratný fakt: nejstaršímu živočichu, který měl pažní kost, kosti předloktí, a dokonce kosti shodné s naším zápěstím a dlaní, pokrývaly ještě celou končetinu šupiny a mezi ploutevními paprsky měl napnutou ploutevní blánu. Byla to prostě ještě ryba. Jak se vytvořilo schéma „jedna kost – dvě kosti – shluk kostiček – prsty“, podle Owena dílo Stvořitele? Některé ryby, například dvojdyšné, mají na bázi ploutve jednu kost pažní. Jiné ryby, například eusthenopteron, mají na bázi jednu kost a k ní připojené dvě paralelní kosti předloktí. A ryby jako tiktaalik mají na bázi jednu kost a k ní připojené dvě paralelní kosti se shlukem drobných kostiček zápěstí. V naší paži není tedy schéma jediné ryby, ale ryb hned z celého akvária. Owenovo schéma bylo založeno už na úrovni pravěkých ryb.

Tiktaalik byl schopen dělat kliky, těžko by však mohl házet míčem, hrát na piano či chodit vzpřímeně na dvou končetinách. Od tiktaalika k člověku byla ještě dlouhá cesta. Důležitou a poněkud překvapující skutečností je, že většina kostí, jež člověku umožňují chodit vzpřímeně, vrhat předměty nebo je uchopovat do ruky, se objevily už před stovkami milionů let. První rysy lidské končetiny existovaly už před 380 miliony let u ryb, jako byl eusthenopteron. Tiktaalik reprezentuje rané stadium evoluce našeho zápěstí, dlaně a prstů. První prsty na končetinách jsou patrné u obojživelníků akanthostegy a ichthyostegy, kteří žili před 365 miliony let. A konečně definitivní podoba lidského zápěstí a nártu se vyvinula u 250 milionů let starých plazů. Základní schéma kostry lidské ruky a nohy se tedy formovalo v průběhu stovek milionů let, nejdříve u ryb, později u obojživelníků a plazů.

Jaké byly ty nejdůležitější změny, které nám posléze umožnily používat ruce a chodit vzpřímeně? A jak probíhaly? Končetiny suchozemských obratlovců nám mohou naznačit, jak na tyto otázky odpovědět.

Člověk, podobně jako řada dalších savců, může dlaní otáčet ve všech směrech. To je velký rozdíl oproti loketnímu kloubu, který se může ohýbat jen v jedné rovině. Tato mnohostranná pohyblivost dlaně hraje velkou úlohu při mnoha činnostech, jejichž význam si ani neuvědomujeme. Jen si představme, jak bychom jedli, psali nebo házeli míčem, kdybychom nebyli schopni dlaní takto manipulovat. Vděčíme za to jedné kosti předloktí – kosti zvané vřetenní neboli radius –, která se může otáčet podél své dlouhé osy. Toto otáčení umožňuje zvláštní stavba loketního kloubu. Kost ramenní je totiž zakončena kulatou hlavicí. Konec kosti vřetenní, který se k ní kloubí, vytváří kloubní jamku, do níž hlavice kosti ramenní zapadá. Právě tento hlavicí a jamkou tvořený kloub umožňuje rotaci našeho předloktí, které se v jejích extrémních pozicích (dlaň dozadu – dlaň dopředu) říká pronace a supinace. U kterých živočichů bychom mohli nalézt první náznaky tohoto uspořádání? Možná vás to překvapí, ale už u tiktaalika. Jeho kost ramenní totiž na konci vybíhá v protáhlý hrbol, k němuž se kloubí jamkovitý konec kosti vřetenní. Když tiktaalik ohnul ploutev v loketním kloubu, mohla se kost vřetenní otáčet podél své dlouhé osy a ploutev tak mohla dosáhnout pronace. Zdokonalení této schopnosti pak lze pozorovat u obojživelníků a plazů, jejichž kost ramenní je už opatřena dokonalou kloubní hlavicí – stejně tak jako u člověka.

Tento text je úryvkem z knihy: Neil Shubin: Ryba v nás, Paseka, Praha 2009

O knize na stránkách vydavatele

Obrázek: Rekonstrukce Tiktaalika, zdroj Wikipedia, licence obrázku public domain

autor