…aneb Kdo se (nejen) schová, vyhraje
Bylo právě pozdní jaro, přibližně 66 052 000 let před současností. Na území pozdější Montany a jižněji ležícího Nového Mexika právě nastával poslední den druhohorní éry, poslední z oněch zhruba 70 miliard dní, které v předchozích 186 milionech let hostily slávu „éry plazů“.[1] Druhohorní roky měly totiž vyšší počet dní než ty současné (ještě na konci křídy měl jeden solární rok 372 dní), protože Země se tehdy otáčela kolem své osy ještě o trochu rychleji než dnes. O tom ale malí vývojově primitivní savci, jako byl multituberkulát rodu Mesodma, neměli sebemenší tušení. Jejich mozky byly ještě velmi malé, oproti současným savcům stejné velikosti dosahovali několikanásobně menšího objemu.[2] Na jejich straně byla ale jedna velká výhoda – mnohé z těchto drobných „chlupatých koulí“ dokázaly hrabat hluboké podzemní nory. Navíc byli tito pravěcí savci velmi přizpůsobiví, a když na to přišlo, dokázali se živit takřka vším – nebyli vybíraví a snášeli i dlouhá období hladu. Zatímco velcí a často výrazně ekologicky specializovaní dinosauři byli po dopadu planetky v podstatě odsouzeni k vyhynutí, malí a adaptabilní savci najednou získali klíčovou evoluční výhodu. Ale nepředbíhejme – planetka typu uhlíkatý chondrit, pocházející z vnější části hlavního pásu mezi Marsem a Jupiterem po desítkách milionů let putování Sluneční soustavou konečně dorazila k osudovému místu střetu s jednou z kamenných planet.[3] Naneštěstí pro dinosaury je to planeta Země. O podobě dopadu, fyzikálních parametrech impaktoru i okamžitých a naopak dlouhodobých následcích střetu jsem zde již psal v mnoha jiných článcích. Nyní tedy jen stručně. Samotná planetka je s rozměry Mount Everestu a hmotností v řádu bilionů tun jen smítkem prachu v porovnání s velkými objekty naší planetární soustavy, pohybuje se ale dvacetkrát rychleji než náboj, vylétávající z hlavně pušky. Na konci své cesty se ocitne v oblasti Proto-Karibiku, dnešního Mexického zálivu. Na místě srážky se nachází mělké šelfové moře o hloubce několika stovek metrů. Po dopadu následuje nepředstavitelně silná exploze, jejíž energie překonává sílu většiny atomových bomb zhruba miliardkrát, okolní moře se doslova vypaří a do atmosféry je vyvrženo ohromné množství prachu, roztavených hornin a také plynů. Samotný kráter dosáhne při dopadu neuvěřitelné hloubky téměř 40 kilometrů a šířky přes 90 kilometrů, později se ale výrazně promění a při průměru kolem 200 kilometrů bude mít hloubku asi 3 kilometry.[4]
———
Savci byli výrazně menší a ohledně potravy většinou méně vybíraví než často vysoce specializovaní dinosauři. I to byl jeden z důvodů, proč katastrofu na konci křídy před 66 miliony let alespoň někteří z nich přežili. Kredit: Vladimír Rimbala, 2010 (pro autorovu knihu Dinosauři od Pekelného potoka).
———
Dnes je s těmito rozměry pohřben pod stovkami metrů mladších hornin zčásti pod pevninou Yukatánského poloostrova, zčásti pod hladinou Mexického zálivu. S okamžikem srážky končí celá éra druhohor, protože ani v zemské biosféře už po této události není nic jako dřív. Z hlediska fyziky je situace jasná – děsivě mocná energie, uvolněná při dopadu, musela být někam uvolněna – v tomto případě do podoby žáru, světla, hluku a seismických pulzů, které naprosto zdevastovaly okolí do vzdálenosti stovek až tisíců kilometrů od místa dopadu. Všechno v okruhu asi tisíce až osmnácti set kilometrů bylo takřka okamžitě vypařeno, což se samozřejmě týkalo i všech obratlovců.[5] Na území Nového Mexika, vzdáleného kolem 2400 km od místa dopadu (a Montany, vzdálené přes 3000 km) už byl život této první vlny smrti ušetřen – vražedný termální pulz byl pro ně schován pod horizontem. Ani oni ale nebyli ušetřeni toho, co nastalo v dalších desítkách minut. Kromě výhružně rudé oblohy se sem brzy přihnal vítr o rychlosti nejsilnějších hurikánů, země se vlnila jako trampolína při nejsilnějších zemětřeseních, jaké v posledních miliardách let Země poznala (a mnohem silnějších, než jaká zatím zaznamenalo lidstvo) a z nebe pršelo rozžhavené sklo v podobě bezpočtu impaktních sférulí. Ty také zahřívaly atmosféru natolik, že na dobu minimálně několika minut rozpálily vzduch na teploty podobné těm, které nastavujeme jako maximum v kuchyňské troubě.[6] Prakticky všechna vegetace na území Severní Ameriky do několika minut vzplála zuřivými požáry a pro tamní faunu tak bylo jedinou šancí jak přežít schovat se rychle do přírodních úkrytů typu jeskyní, případně pak pod zem nebo pod vodní hladinu. V průběhu těch několika nejhorších hodin po dopadu nejspíš zahynula i naprostá většina savců na území Nového Mexika, velké procento pak i na území Montany. Z miliard zde žijících dinosaurů zůstalo naživu jen mizivé procento, pokud vůbec někteří přežili (větší šance je snad jen v případě rodu Thescelosaurus, u něhož předpokládáme schopnost hloubit nory). Pokud ale tito dinosauři přežili nejhorší den v historii naší planety (přinejmenším za poslední čtvrtmiliardu let), byli stejně odsouzeni k smrti – vynořili se do post-pokalyptického světa plného toxických výparů, sazí a zatemněné oblohy.[7] Řádily extrémně škodlivé kyselé deště, nastala drastická impaktní zima (kdy se na dobu měsíců až několika let globálně ochladilo až o neuvěřitelných 40 °C) a potravní řetězce na celé zeměkouli se nezadržitelně začaly rozpadat.[8]
———
Didelphodon vorax byl jedním z největších známých savců severoamerické pozdní křídy. Ačkoliv vážil jen kolem 5 kg, tento malý zástupce čeledi Stagodontidae se pyšnil extrémně silným čelistním stiskem, v poměru ke své hmotnosti dokonce v tomto ohledu překonával většinu dnešních savců. Kredit: The Children’s Museum of Indianapolis; Wikipedia (CC BY-SA 3.0)
———
Ke vší hrůze navíc přispívala i enormní aktivita dekkánských vulkánů na území tehdejší ostrovní Indie, které ihned po dopadu přešly vlivem uvolněných seismických vln do režimu „hyperdrive“ a sytily atmosféru enormním množstvím skleníkových plynů.[9] A jako by ani to nestačilo, asteroid zpečetil osud 75 % tehdejších druhů ještě poslední náhodnou okolností – místem dopadu na rozlehlé karbonátové platformě. Jakmile impakt rozdrtil a roztavil gigatuny hornin v terčových sedimentech, do atmosféry se uvolnilo ohromné množství síry a oxidu uhličitého. Děsivá impaktní zima tak po několika letech přešla přímo do silného globálního oteplování, které trvalo nejméně několik tisíciletí, možná i podstatně déle, a přitom zpomalovalo nebo přímo znemožňovalo mnoha těžce zasaženým ekosystémům postupný návrat ke stabilnější ekologické podobě.[10] Planetka, která se se Zemí srazila před 66 miliony let, byla tedy skutečným ultimátním masovým vrahem, který měl k dispozici mnoho prostředků hromadného ničení – energetický pulz, zabíjející miliardy živých bytostí v řádu pouhých sekund, žárové vlny působící požáry a rozžhavení atmosféry v průběhu hodin až několika dnů, impaktní zimu trvající v řádu měsíců až let a konečně i tisíciletí drastického globálního oteplování. Přežít toto kataklyzma dokázala jen čtvrtina tehdejších druhů, tedy těch, které měly štěstí a zároveň prokázaly vysoký stupeň odolnosti a přizpůsobivosti. Jak už dobře víme, netýkalo se to dinosaurů (s výjimkou předků ptáků), ptakoještěrů, plesiosaurů a mnoha dalších skupin, jejichž zástupci z geologického hlediska takřka okamžitě vymírají. A ona nevědecky znějící zmínka o štěstí? Je zcela na místě – v chaotické a nepředstavitelně brutální situaci, v níž se ocitli živočichové po dopadu planetky, skutečně hrála velkou roli (v této pravěké loterii o přežití) pouhá náhoda. Lokalita a nadmořská výška výskytu, množství a kvalita nezdevastované dostupné potravy, hustota osídlení či kapacita orientace podzemních nor, k tomu pak ještě mnoho dalších věcí. Ale jak si tedy podle současných poznatků vedli po impaktu severoameričtí savci? Dokonce i tato skupina malých a velmi adaptabilních obratlovců byla téměř kompletně vyhlazena! Zatímco v sedimentech geologického souvrství Hell Creek existuje množství druhů savců, jako byl například Didelphodon s velmi silným čelistním stiskem, za tenkou jílovou hranicí mezi křídou a paleogénem se všechno mění.[11]
———
Jedním z prvních velkých savců, kteří se objevují relativně krátce po vyhynutí dinosaurů, patří Eoconodon coryphaeus. Tento raně paleocenní obyvatel Severní Ameriky z řádu Mesonychia dosahoval velikosti mohutné psovité šelmy a mohl vážit až kolem 47 kg. Kredit: ДиБгд; Wikipedia (CC BY 4.0)
———
Zcela mizí fosilie dinosaurů a ze savců se v prvních 25 tisíciletích paleocénu setkáme jen se žalostným zbytkem původní biodiverzity. Smutné vlády nad zdevastovaným světem se tu ujímají „katastrofové“ druhy – na základě mikrofosilií v podobě drobných zubů jsou ze souvrství Fort Union známé především tři rody – Mesodma, Thylacodon a Procerberus. Jejich četnost a rozšíření ale nejsou znakem odolnosti a pomalého uzdravování tehdejších ekosystémů – ba právě naopak. Jejich přítomnost svědčí o nepředstavitelném rozsahu katastrofy a také o tom, že ekosystémy byly celé desítky tisíc let po katastrofě těžce vychýlené z rovnováhy.[12] Míra vymírání dokládá, že evoluce je do značné míry jen loterií, v tomto případě i pro samotné lidstvo. Některé vývojové linie savců na území Montany zcela vyhynuly, z příbuzenstva vačnatců zde přežil jediný. Také předkové placentálů utrpěli těžké druhové ztráty a je docela dobře představitelné, že vyhynout tehdy mohl i náš vlastní vývojový předek – stačilo, kdyby jeho populace tehdy obývala nevhodné místo nebo byla před impaktem například oslabena epidemií. Celkově v Severní Americe přežilo pouhých 7 % druhů savců, žijících zde před katastrofou.[13] Na jiných místech světa bohužel zatím nemáme tak kompletní a přehledný fosilní záznam jako v Novém Mexiku, Coloradu nebo Montaně, můžeme ale předpokládat, že pokles savčí biodiverzity na hranici K-Pg tam byl rovněž výrazný. A co tedy savcům umožnilo tuto těžkou zkoušku zvládnout? Paleocenní druhy savců zde byly vesměs malé a jejich zástupci patřili mezi všežravé a málo vybíravé druhy. Oběti se naopak řadily k větším druhům s poněkud výrazněji specializovaným jídelníčkem, zaměřeným na maso nebo naopak rostlinnou potravu. Ti, kteří přežili, se dokázali živit takřka vším, co se jim naskytlo – ještě dlouho po dopadu to však byla vesměs jen semena a kořínky, tlející vegetace a hnijící maso. I v takových neutěšených podmínkách impaktní zimy je ale možné položit základy úžasné evoluční prosperity, která savce v dalších desítkách milionů let čekala. Jejich vývoj byl najednou přímo explozivně rychlý a brzy také dosáhli podstatně větších rozměrů.[14] V samotné Montaně trvalo možná jen 375 000 let, než bychom zde našli vzkvétající ekosystémy, obývané četnými druhy savců – například i těmi, kteří zde po extrémně rychlé evoluční radiaci nahradili někdejší dominantní vládce z řad dinosaurů.[15]
———
Rekonstruovaná kostra druhu Ectoconus ditrigonus, býložravého savce z čeledi Periptychidae. S lebkou dlouhou kolem 16 cm se jedná o jednoho z největších (a také nejkompletněji dochovaných) severoamerických savců z období raného paleocénu. Kredit: Wikipedia (bez omezení).
———
———
Short Summary in English: At the end of the Cretaceous, during the mass extinction event. 66 million years ago, even mammals almost died out. In North America, only about 7 % of their species survived. The Paleocene survivors were mostly small and their teeth indicate that they had generalist, omnivorous diet.
———
Odkazy:
https://www.lpi.usra.edu/science/kring/Chicxulub/
http://faculty.washington.edu/gpwilson/wordpress/cretaceous-tertiary-boundary/
https://www.nationalgeographic.com/science/article/the-mammals-who-lived
———
[1] Schulte, P.; et al. (2010). The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary. Science. 327 (5970): 1214–1218.
[2] Bertrand, O. C.; et al. (2022). Brawn before brains in placental mammals after the end-Cretaceous extinction. Science. 376 (6588): 80–85.
[3] Fischer-Gödde, M.; et al. (2024). Ruthenium isotopes show the Chicxulub impactor was a carbonaceous-type asteroid. Science. 385 (6710): 752–756.
[4] Kring, D.; et al. (2020). Probing the hydrothermal system of the Chicxulub impact crater. Science Advances. 6 (22).
[5] Burtt, D. G.; et al. (2022). Hot atmospheric formation of carbonate accretionary lapilli at the Cretaceous-Paleogene boundary, Brazos River, Texas, from clumped isotope thermometry. Geology. 50 (5): 636–640.
[6] Robertson, D. S.; et al. (2004). Survival in the first hours of the Cenozoic. GSA Bulletin. 116 (5–6): 760–768.
[7] Longrich, N. R.; et al. (2016). Severe extinction and rapid recovery of mammals across the Cretaceous-Paleogene boundary, and the effects of rarity on patterns of extinction and recovery. Journal of Evolutionary Biology. 29 (8): 1495–1512.
[8] Lyons, S. L.; et al. (2020). Organic matter from the Chicxulub crater exacerbated the K-Pg impact winter. Proceedings of the National Academy of Sciences. 117 (41): 25327–25334.
[9] Richards, M. A.; et al. (2015). Triggering of the largest Deccan eruptions by the Chicxulub impact. Geological Society of America Bulletin. 127 (11–12): 1507–1520.
[10] Petersen, S. V.; Dutton, A.; Lohmann, K. C. (2016). End-Cretaceous extinction in Antarctica linked to both Deccan volcanism and meteorite impact via climate change. Nature Communications. 7: 12079.
[11] Wilson, G. P.; et al. (2016). A large carnivorous mammal from the Late Cretaceous and the North American origin of marsupials. Nature Communications. 7: 13734.
[12] Wilson Mantilla, G. P.; et al. (2021). Earliest Palaeocene purgatoriids and the initial radiation of stem primates. Royal Society Open Science. 8 (2): 210050.
[13] Claytor, J. R.; et al. (2023). New mammalian local faunas from the first ca. 80 ka of the Paleocene in northeastern Montana and a revised model of biotic recovery from the Cretaceous–Paleogene mass extinction. Journal of Vertebrate Paleontology. 42 (6): e2222777.
[14] Benevento, G. L.; et al. (2023). Early Cenozoic increases in mammal diversity cannot be explained solely by expansion into larger body sizes. Palaeontology. 66 (3): e12653.
[15] Weaver, L. N.; et al. (2022). Revised stratigraphic relationships within the lower Fort Union Formation (Tullock Member, Garfield County, Montana, U.S.A.) provide a new framework for examining post K–PG mammalian recovery dynamics. PALAIOS. 37 (4): 104–127.
———