Pět prstů máme po vymírání: geolog Cílek o krizích, které hnaly život

Co je velké vymírání a jak rychle přichází?

Velké vymírání je podle geologa Václava Cílka chvíle, kdy se rozkmitaný systém Země překlopí do nového stavu a s ním zmizí velká část tehdejšího života. Nepřichází z čistého nebe. Paleontologický záznam podle něj ukazuje pořád stejný průběh: náběh na krizi, ústup, nový náběh. Problémy se kupí, až se v jednu chvíli, kterou nikdo nedokáže předem určit, podmínky radikálně změní. Samotná krize bioty pak proběhne během 20 nebo 30 tisíc let, někdy i rychleji, což je v dějinách planety mrknutí oka. Potom přichází období hledání nových řešení, které v přírodě trvá obvykle dva až tři miliony let, a po něm velmi rychle vyrostou nové složité ekosystémy. Cílek připomíná, že slovo katastrofa znamená původně bod obratu. Nový začátek ale vždycky stojí na ruinách starého světa a kdo v těch ruinách žije, vidí hlavně je.

„Když má přijít krize, tak ten systém je rozkmitaný, přichází řada dílčích krizí a kumulují se problémy a v jednu chvíli, která není určitelná, dochází k radikální změně podmínek,“ říká Václav Cílek.

Silur a devon, starší prvohory, se dřív považovaly za klidné doby. Dnes víme, že náznak globální krize v nich přicházel každých několik milionů let, jen v devonu asi desetkrát nebo dvanáctkrát. Jedna z těch událostí se jmenuje kačácký event. Popsali ji u nás v Barrandienu a dnes ji geologové rozeznávají až v Číně.

Měsíc drží zemskou osu, a proto se střídají roční období

Za roční období vděčíme srážce, ke které došlo před 4,5 miliardy let. Do mladé Země tehdy podle Cílka narazila planetka Theia, kus Země odpařila a odtrhla a naklonila zemskou osu. Z trosek obou těles vznikl Měsíc. Dvojice Země a Měsíc od té doby celou soustavu stabilizuje, takže osa kolísá jen asi o 1,5 stupně. Cílek pro srovnání uvádí Venuši, která se čas od času posune o 20 nebo 30 stupňů. Na Zemi by se při takovém pohybu tropy mohly přestěhovat až někam do severního pásma. O nejstarší minulosti planety vypráví zirkon, minerál, který mnozí znají ze šperků jako napodobeninu diamantu. Je nesmírně odolný a nese v sobě otisk taveniny, ze které rostl. Nejstarší zirkony jsou skoro stejně staré jako Země a některé jsou ohlazené, takže moře tu bylo nejpozději před 4,2 miliardy let.

Ještě podivnější je, co se děje pod našima nohama. Železoniklové jádro rotuje o něco pomaleji než zbytek planety a vytváří magnetosféru, štít proti kosmickému záření. Na jádro padá takzvaný železný déšť: když se taví horniny, drobné kapičky železa pomalu propadají dolů. Na dvou až třech místech nad jádrem leží hřbitov kontinentů, velké kusy pevnin, které k jádru klesají asi 200 milionů let. Nesou v sobě vodu, ta začne tavit okolní horniny a vzhůru se vydá obří plášťový chochol. Takový superhřib podle Cílka znehybnil Afriku. Proto kromě Atlasu nemá žádné pásemné pohoří jako Alpy nebo Himálaj.

Jak z kuliček vznikla hlava, paměť a nakonec vědomí

Drobný život se na Zemi vyvíjel skoro čtyři miliardy let. Teprve zhruba před 500 miliony let začalo fanerozoikum, éra velkého života. Mezitím přišla podle Cílka jedna z nejvýznamnějších událostí vůbec: před více než miliardou let vznikla sexualita. Jejím hlavním smyslem je urychlená výměna informace, protože místo jedné linie se najednou kříží mnoho linií. První život tvořily kuličky, které buď unášely vlny, nebo seděly přilepené ke dnu a čekaly, co přinese příliv. Kdo se chtěl v bahně pohybovat, musel se protáhnout, a tak vznikla hlava a zadek. Problém přitom nejsou svaly, ale koordinace, podobně jako u počítačů. Tělo potřebuje centrum, které informace vyhodnotí, a s ním vzniká nervová soustava a „něco jako vědomí“. Pak přišli predátoři, kořist se bránila schránkami a ostny a lovec potřeboval zkušenost. Tak se objevila paměť a schopnost učení.

Z té doby pocházejí i dojemné nálezy. Paleontologové mají zachycenou scénu, kdy uhyne trilobit a dvacet menších trilobitů se ho snaží zahrabat do sedimentu. Pak přijde bouře a pohřbí je všechny. Trilobiti také vytvářeli slizový povlak, na kterém rostly řasy, a vraceli se je spásat. Odborníci tomu říkají gardening, zahrádkaření. Cílek z toho vyvozuje, že dávnou paměť planety nosíme v sobě: látky, kterými se naše tělo chrání před kyslíkem, vymyslely bakterie před více než třemi miliardami let.

Proč se kambrium málem jmenovalo podle Čech?

Podle Václava Cílka přišly Čechy o vlastní jméno pro jedno geologické období kvůli tvrdohlavosti Joachima Barranda. Tento badatel prozkoumal prvohorní horniny mezi Prahou a Plzní, kterým se dnes po něm říká Barrandien. Lokality u Skryjí a Jinců sehrály ve výzkumu kambrické exploze světovou roli a v Jincích leží nejstarší sladkovodní nebo brakická fauna, trilobiti i další členovci. Barrande byl v kontaktu s britským geologem Lyellem, kterému Cílek říká otec anglické geologie a jehož chráněncem byl Charles Darwin. Lyell si pak v dopise Darwinovi postěžoval, že s Barrandem není rozumná řeč: udělá si na věc vlastní názor a už s ním nejde hnout. Lyell by byl rád, kdyby se nejstarší prvohorní útvar nejmenoval kambrium, ale Bohemian, tedy český. Přes Barranda to neprošlo. Cílek tomu s nadsázkou říká biologická národní tragédie, na kterou se přišlo teprve nedávno, když vyšly další dopisy Darwinovi.

Barrandien je navržený na geopark UNESCO a Cílek k němu připravil asi 400 stran podkladů. Jeho oblíbeným místem je Barrandova skála v Praze. Střídá se v ní vrstvička břidlice, stopa okyselení oceánu, s vrstvičkou vápence z usazených vápnitých schránek. V Prokopském údolí je takových dvojic až 450 a každá odpovídá zhruba 20 tisícům let, tedy jednomu z Milankovičových cyklů pohybu Země kolem Slunce. Když vědci odvrtávají vzorky po dvou milimetrech a měří jejich magnetické vlastnosti, najdou ještě kratší rytmus, halštatský cyklus o délce dvou až dvou a půl tisíce let. „Pro mě je ta Barrandova skála vždycky jako připomenutí, že jsme součástí kosmických procesů,“ říká Cílek.

Pět prstů na ruce jsou dědictvím krize na konci devonu

Koncem devonu vylezli na souš první čtvernožci. Vypadali jako malý mlok, ale šlo o stavbu těla, ze které podle Cílka později vznikne člověk i dinosaurus. Jenže konec devonu přinesl dvě velké krize, tak vážné, že se většina těchto tvorů, původně ryb, zase vrátila do moře. Kdo to nestihl, zahynul. Oceán měl teplotní setrvačnost a dalo se v něm krizi přečkat. Některé z prvních čtvernožců měly pět prstů. „Takže máme-li pět prstů, tak je to dědictví po těch čtvernožcích, kteří koncem devonu dokázali ještě rychle zalézt do toho oceánu,“ vysvětluje Cílek. Je to podle něj další otisk evoluce, který nosíme v sobě. Celý ten příběh bere jako dobrou zprávu o nezničitelnosti života a shrnuje ho dvěma větami: „Jsme tady čtyři miliardy let. Furt.“

Devon nabízí i poučení pro dnešek. Oteplení o 2 °C, které trvalo tisíc let, tehdy zvedlo hladinu oceánu o 12 až 25 metrů jen tím, že se teplejší voda roztáhla. Ledovce v devonu nebyly. Teplo navíc musí proniknout až do hloubky tří a půl kilometru, což je průměrná hloubka oceánu, a to chvíli trvá. Ve 20. století přidala tepelná roztažnost k hladině asi 20 centimetrů. Teď se to podle Cílka zrychluje a větší podíl začíná mít tání ledovců, hlavně grónského.

Do devonu patří i nález ze sbírek Národního muzea. Při stěhování otevřeli staré Barrandovy bedny a v jedné s nápisem Fucoides, tedy neurčitelné zkameněliny nebo stopy po pohybu, ležely úlomky rostliny Cooksonia dlouhé až sedm centimetrů. Pocházejí z okolí Svatého Jana pod Skalou, kde jsou Barrandovy jámy, a kousky se tam dají najít dodnes. Rostliny jsou podle Cílka důležitější než trilobiti nebo dinosauři, protože vytvářejí prostředí. Stabilní teplotu a dostatek kyslíku má planeta až ve chvíli, kdy je tu les. Velký zlom přinesla semena, díky nimž se les rozběhl do pahorkatin.

Proč máme v zemi uhlí?

Uhlí máme podle Václava Cílka proto, že v karbonu skoro nic neumělo rozložit dřevo. Karbon dostal jméno podle uhlí a jeho prales sahal od jižní Číny přes Ural a celou Evropu až po Špicberky. Severní Afrika tehdy ležela blízko nás, takže se zastavil až někde v okolí Mississippi. Obrovská plocha teplého tropického pralesa stáhla z ovzduší tolik oxidu uhličitého, že se planeta ochladila. A ochlazení znamená vysušení. Mezinárodně se tomu říká globální fragmentace karbonského pralesa a dá se sledovat i na českých lokalitách. Dřevní hmota se hromadila, protože bylo velmi málo organismů, které by uměly rozkládat lignin. Život pak podle Cílka zachránil hlavně vývoj bakterií, které to dokázaly. „Toho uhlí máme proto, že bylo velmi málo rozkladačů dřevní hmoty,“ shrnuje Cílek.

Jednu z nejcennějších lokalit má Česko na Ovčíně u Radnic. Karbonský prales tam zasypal studený sopečný popel, který zlámal horní větve i s liánami, a stromy zůstaly stát třeba do výšky dvou metrů. Čeští paleontologové les odkrývají vodorovně, vrstvu po vrstvě, a stejnou metodu naučili čínské kolegy u mladšího pralesa v Číně. Díky tomu víme, jak daleko od sebe stromy rostly a že tam byla malá mýtina. Pylová zrna, která dřív nikdo nedokázal přiřadit ke květům, se tu dají odebrat přímo z květů.

Po karbonu přišel perm a s ním další velké vymírání, které podle Cílka způsobil superhřib. Obsah oxidu uhličitého vystoupal asi na 2000 ppm. V době přednášky bylo v ovzduší 415 ppm a v kvartéru, tedy ve čtvrtohorách, bývá běžně 180 až 280. Následovalo hodně dlouhé suché období. Vznikli dinosauři a savci utekli na stromy, stali se z nich noční zvířata s rychlými reakcemi a dobrým zrakem. Dinosauři podle Cílka vznik savců spíš urychlili, než potlačili.

Katastrofy patří k chodu Země jako přírodní zákon

Z dějin vymírání vyvozuje Václav Cílek několik ponaučení. Klidné období vývoje Země vždycky po čase skončí krizí nebo katastrofou, a proto je podle něj velmi nepravděpodobné, že by mohla existovat lidská společnost dlouhodobě šťastná a blahobytná. Připomíná antický výrok, že lidé neumějí dlouho žít v blahobytu. Skoro v každém velkém vymírání hrál nějakou roli oxid uhličitý a jeho výměna mezi rostlinami, mořskými vápenci a ovzduším. Tempo tehdejších změn bylo ovšem mnohem pomalejší než dnes. Cokoli se děje s oxidem uhličitým, může mít podle Cílka v delší perspektivě velmi vážné dopady. Evoluce také ukazuje, že když někdo vymyslí zbraň, ostatní vymyslí protizbraň, jako trilobiti své ostny. „Zdá se, že aby vůbec Země mohla fungovat, tak ten katastrofický chod je pro ni naprosto nezbytný,“ říká Cílek a dodává, že to není radost vidět na vlastní oči.

Přesto ho celý ten vývoj naplňuje optimismem. Katastrofa podle něj znamená, že se něco krásného zničí a něco krásného vznikne, jen přechod mezi tím je otrava. Ať je systém Země vyladěný, nebo jde o náhodu či statistickou pravděpodobnost, působí na Cílka tak zázračně, že se člověk „nemůže oprostit pocitu, že prostě být tady a žít tady má smysl“.