Archaeopteryx. Kredit: Shutterstock

Kolektiv sedmi Asiatů ze čtyř čínských institucí a jednoho Američana z New Yorku publikoval článek:  „Heterochronic truncation of odontogenesis in theropod…“ Ne zrovna poutavý název, navíc od prvního autora, v paleontologii málo známého, a ještě k tomu v neveřejném Sborníku americké akademie věd. To vše zajistilo, že se jeho obsah k veřejnosti moc nedostal. A pokud ano, tak odradil pojmy jako peramorfní, rhamphotheca, vestigalizace…  Podle nás si článek pozornost zaslouží, a tak mu několik vět věnujeme.

Ichthyornis. Ve své době (pozdní křída) to byl ekvivalent dnešních mořských ptáků. Velký byl asi jako holub, ale našli se už i jeho mnohem větší pozůstatky. Přezdívá se mu rybí pták. Stavbou obratlů se jevil být spřízněn s rybami. Ozubená čelist se natolik podobala té, jakou mají plazi (mosasauři), že dlouho byl nález považován za slepenec dvou nepříbuzných zvířat. Ten, co si jako první uvědomil a popsal, že jde o jedno tvora, (Othniel Charles Marsh) byl rehabilitován téměř až po sto letech. Kredit: El fosilmaníaco CC BY-SA 4.0

Už delší dobu je známo, že nejstarší praptáci měli zuby podobné těm, jaké mají plazi. Nastínil to už kdysi nález ptáka, nebo lépe ptákům podobného neptačího dinosaura Archeopteryx. Ten se proháněl v pozdní Juře nedaleko odsud – po jihovýchodním Německu. Bylo to zhruba před 150 miliony let.

Jedna ze zkoumaných čelistí patřila dinosaurovi pojmenovaného Caenagnathasia („Nová čelist z Asie“). Před asi 90 miliony let lovil na území dnešního Uzbekistánu. Na jeho čelisti je dobře patrné, že o zuby už přišel. Zůstaly mu po nich téměř zcela uzavřené prohlubně. Nejspíš mu moc nevadilo, že zuby nemá, místo nich už měl silně vyvinutý zobák. Kredit: Hailong Zang

Podobně zubatý byl i o něco mladší Sapeornis ze severovýchodní Číny. Tomu  by letos táhlo na 125 milionů let.

Zhruba stejně starý Confuciusornis také nejspíš ještě moc dobře nelétal, ale dnešním ptákům byl z nich nejblíž - už totiž žádné zuby neměl.

I když z našeho povídání to může dělat dojem, že moderní ptáci zuby nemají, není to tak docela pravda. Hoacinům rostou. Jsou to těžkopádní letci a třetinu jejich těla zaujímá vole, v němž zpracovávají rostlinnou potravu podobným způsobem jako přežvýkavci. Listí a ovoce, kterým se živí, se při trávení rozkládá, což vyneslo hoacinovi přezdívku stinkbird (smradlavý pták). Jihoamerickému hoacinu (Opisthocomus)  zub roste ještě dnes. Sice už jen jeden a pouze zamlada, ale pravý zub to je. Pomáhá si s ním proděravět skořápku, když se klube na svět.

Pozůstatky tvora nazvaného Sapeornis chaoyangensis uchovávají v Hong Kong Science Museum. Jeho fosilie vypovídá o stravovacích návycích praptáků. V útrobách měl totiž kamínky zvané gastrolity. Pomáhal si jimi rozmělňovat potravu. Je to doklad toho, že se živil rostlinami. Mezi jeho další významné rysy patří mimořádně dlouhé přední končetiny. Je největším známým ptákem z počátku křídy. Nejspíš už byl schopen se vznést a letět. (Kredit: I, Laikayiu)

Rozdíl mezi zubem a zobákem je v tom, že zuby jsou ze zuboviny, často vylepšené sklovinou, za to zobáky tvoří hlavně keratin - protein, z něhož máme vlasy, nehty a krávy rohy. Fosílie vypovídají o tom, že zobáky dříve neměli jen ptáci, ale i řada dinosaurů.

Shuo Wang, první autor studie. Capital Normal University of Beijing

A kdyby jen to. Někteří z nich měli dokonce obojí. Na části čelisti jim rostly zuby a jejich špičku tvořil malý zobák. Právě to zaujalo Shuo Wanga, který se svým kolektivem začal zkoumat fosilizované čelisti. Počítačovou tomografií a skenováním synchrotronem si v nich zviditelnili trasy původního cévního zásobení, inervace i dutiny  ne zcela vyvinutých zubů. To umožnilo vnést  světlo do procesu, v němž zuby přestávaly být v kurzu a začaly je vytlačovat zobáky.

Čtyřnohý dinosaurus Limusaurus , který je považován za úzce spjatého tvora s předchůdci ptáků, a rovněž tak i prapták Sapeornis, zuby ještě měli. Zvláštní ale na nich je, že zuby měli, jen když byli mladí. Dospíváním o ně přišli. Tento závěr mohli vědci udělat jen díky tomu, že se zachovalo více fosilií Limusauruse různého věku.

Zobák nemají jen ptáci. Říká se tak i "kousacímu vybavení" želv, ptakopysků i hlavonožců. Ti všichni na své cestě dějinami někde své zuby prošustrovali. Podle Číňanů nejspíš podobně, jako praptáci (keratinizací). Když se to vezme kolem a kolem, tak v počtu druhů, poletujících v oblacích, pobíhajících a poskakujících po Zemi, se zobák statisticky stává mnohem preferovanější formou vybavenosti ústních otvorů. Zdá se být úspěšnějším zařízením. Jinak asi nejde nazvat fakt, že k němu přechází řada těch, co měla možnost si zuby vyzkoušet. (Kredit: TwoWings)

Dospělý Sapeornis byl ozubený  jen v zadní části čelisti. Vepředu byl bezzubý. Po zubech mu v dolní čelisti zůstaly uzavřené kanálky.

Pojem zobák se už zabydlel i v armádě. Ve vojenských řádech ho nenajdete, ale vyjadřuje se jím nižší "hodnost" než vojín. Těm, co je potřeba ukázat, že vojna není kojná, se dostává šikany střídané poctou čistit latríny. Oslovují se jako „zobáci“. S novým poznatkem paleontologů by se to mělo změnit. Každý zobák totiž předcházela ozubená struktura, a proto je chybné i zmíněné označení nováčků. Logicky správně to jsou „zubáci“.

Wang si poznatek dal do souvislosti s pozorováním dnešních ptáků. Těm se také vyvíjí zobák postupně. Začíná rohovatět od špičky a postupně naroste až k lebečním  kostem. Tato keratinizace tkáně přitom spouští mechanismus, který  růst zubů potlačí.

Něco podobného už před časem naznačili i genetici. Konkrétně šlo o odhalení genu BMP4.  Zmíněný  gen zvládá u ptáků obě funkce – jak startovat keratinizaci, tak přibržďovat růst zubů.

Ze zachovaných dinosauřích zkamenělin vyplývá, že i jim zobáky rostly od špičky směrem ke kořeni (u hlavy).  A těm dinosaurům, co se nejvíc podobali ptákům, se spolu s tím, jak stárli, zubní lůžka a otvory v čelistech víc uzavíraly.  U dnešních ptáků je tento proces prakticky stejný, jen se poněkud „urychlil“. Posunul se do ranějších fází ontogeneze. Vše proběhne zrychleně u zárodků ještě před vyklubáním kuřat.

Wang své pátrání po důvodu ústupu zubů ze slávy nesoustředil jen na ptáky. Podíval se na zoubek i některým dalším obratlovcům. Řada z nich totiž také během evoluce své zuby někde zašantročila. Například žáby. Některé ryby a velryby. Želvy, ale  i třeba luskouni. I oni mají podporovat Wangovu teorii útlumu tvorby zubů jako důsledek keratinizace. Zjednodušeně řečeno, tím, jak keratin prorůstá dál a dál, jakoby (možná i jen mechanicky) narušil lůžka zubů, z nichž pak zuby nevyrostou.

I u dnešních kuřat stačí jednoduchá recesivní mutace genu a vzpomenou si na staré dobré časy, kdy bývala dinosaury. Začnou jim na čelistech vyrůstat kuželovité zoubky. Dobře patrné jsou tři dny před vylíhnutím. Podrobnosti zde.

Závěr

Je li Wangova teorie správná, tak Oslovi z ní vyplývá, že krávy také budou mít časem zobák. Už nyní trávu neukusují, ale obtáčí ji jazykem. Pak ji spodními zuby přitlačí na horní čelist a mírně trhnou hlavou. Sousta si tedy trhají. Horní přední zuby jim totiž chybí. Mají místo nich destičku z rohoviny, nebo-li keratinu.  A to se dá považovat za počínající zárodek zobáku. Se zuby zmíněná destička nemá nic společného. Naopak roste ze „špičky“ čelisti. A to znamená, že stejně, jako kdysi začaly růst zobáky dinosaurům, praptákům, želvám,... I u krav můžeme snadno nabýt dojmu, že aktivace genu pro tvorbu keratinu začala tlumit vývin zubů v sousedství. Krávy totiž nepřišly jen o řezáky, ale nerostou jim už ani přiléhající špičáky!

Početní stavy skotu v milionech kusů. Zdroj: Český statistický ústav.

Potvrzení naší oslí teorie budoucích telat obdařených  zobákem se nejspíš nedočkáme. Kvůli nezpůsobnému pšoukání a říhání klimatologové začali řadit krávy mezi naše úhlavní nepřátele. Stále častěji o skotu hovoří jako o jednom z nejhorších oteplovačů planety.  Nejnovější práce nesoucí se v tomto duchu není stará ani týden. Opět v ní ve vztahu ke krávám přitvrdili. Prý nám škodí mnohem, mnohem víc, než doufali.

Chovatelům ptáků a zpracovatelům kuřat s rodokmenem i bez rodokmenu je šíření takové hysterie ku prospěchu. I proto v Česku stavy skotu klesly ze třech a půl milionu kusů na necelého jeden a půl milionu. Pokud si tento trend udržíme, evoluce to se zobáky u skotu až do konce nejspíš dotáhnout nestihne.

Ještě tu ale je naděje, že by to evoluce  mohla zvládnout u nás. A nejspíš bychom se nikdo moc nezlobil, pokud by to, čemu se lidově říká „klapačky“ a  Corega, zmizelo v propadlišti dějin, a kdyby pánbůh dal, spolu s tím i stomatologové.

Literatura

Shuo Wang, et al.: Heterochronic truncation of odontogenesis in theropod dinosaurs provides insight into the macroevolution of avian beaks. PNAS, National Academy of Sciences.  doi: 10.1073/pnas.1708023114

Julie Wolf, et al.: Revised methane emissions factors and spatially distributed annual carbon fluxes for global livestock. Carbon Balance and Management201712:16https://doi.org/10.1186/s13021-017-0084-y