Biogeografie

2.2 Evoluce ve fosilních záznamech

V 70. letech začala skupina mladých paleontologů (Niles Eldredge, Stephen J. Gould, Steven M. Stanley) zdůrazňovat rozmanitost typů evolučních změn zaznamenaných ve fosiliích, které se nedají vysvětlit jednoduchou extrapolací mikroevolučních procesů. Paleontologové proto oživili koncept makroevoluce. Eldredge a jeho kolegové tvrdili, že makroevoluce se vyskytuje primárně jako výsledek dvou procesů, které nazvali přerušovaná rovnováha (punctuated equilibrium) a výběr druhů (species selection).

Fosilní záznamy ukazují, že evoluce vývojové větve se obvykle skládá z dlouhých period prakticky žádné změny (stagnace), přerušované relativně krátkými periodami rapidní změny, které jsou často ztotožňovány se speciačními událostmi. Tato rapidní změna je provázena morfologickými inovacemi, geografickou expanzí a využíváním nových ekologických nik. Tento proces se označuje jako přerušovaná rovnováha (punctuated equilibrium). Je podložená daty z fosilních záznamů, hlavně mořských a sladkovodních bezobratlých, ve kterých se nové fosilní druhy objeví často náhle a potom setrvají miliony let bez prakticky žádné morfologické změny. Potom nastane rapidní změna, po které následuje epizoda masové extinkce (mass extinction). Ta způsobí, že odstranění předešlých obyvatel z prostoru ekologické niky poskytne stimul pro adaptivní radiaci (adaptive radiation) nových forem, aby vyplnily tento prostor.

Další makroevoluční proces, naznačený ve fosilních záznamech, se nazývá výběr druhů (species selection). Myšlenka je jednoduchá – tak jako přírodní výběr je procesem evoluční změny způsobené rozdílným přežitím a rozmnožováním jedinců s určitými dědičnými charakteristikami, tak výběr druhů je procesem evoluční změny způsobené rozdílným přežitím a speciací druhů se specifickými dědičnými znaky. Avšak hlavní epizody extinkce a speciace byly selektivní. Například asteroid, který zasáhl Zemi na konci křídy, přibližně před 65 mil. lety (vytvořil kráter Chicxulub na poloostrově Yucatán), způsobil hromadnou smrt a destrukci, včetně vyhynutí mnohých druhů a vyšších taxonů. Tyto extinkce však zdaleka nebyly náhodné, ale byly vysoce selektivní. Celé vývojové větve velkých zvířat (např. dinosauři, několik dalších skupin obrovských suchozemských a mořských plazů a několik druhů velkých bezobratlých) byly kompletně vyhubené, zatímco mnoho vývojových větví malých zvířat (např. hmyz, malí savci) a cévnatých rostlin přežilo.

Obr. 22: "Punctuated equilibrum" v evoluci fosilních měkkýšů v jezeře Turkana ve východní Africe. Diagram znázorňuje rekonstruovanou historii vývoje tvarů ulit různých rodů měkkýšů. Tečkované čáry naznačují pravděpodobné změny v obdobích, ze kterých nebyly nalezené žádné fosílie. Poznamenejme, že většina evolučních linií byla ve skutečnosti vystavena dlouhým periodám stagnace, které byly byly přerušovány náhlými velkými změnami. Tyto změny se často vyskytovaly (1) současně v několika odlišných liniích, což naznačuje velké environmentální změny jako např. změny výšky hladiny jezera v souvislosti s klimatickými změnami (to bylo potvrzeno i dalšími důkazy). Nebo také (2) v souvislosti se speciačními událostmi, které často ponechaly některé druhy nezměněné zatímco ostatní podstatně divergovaly (Williamson 1981, Lomolino et al. 2006).