Ukaž mi zuby a řeknu ti, kdo jsi

Na přelomu rané a pozdní křídy, před přibližně 100 miliony let, se světovými oceány začali šířit první zástupci evoluční větve mosasaurů, velkých až gigantických šupinatých plazů příbuzných hadům, z nichž někteří mohli na vrcholu své evoluční historie dosahovat délky i více než 15 metrů.

Byť mosasaury studujeme již dlouhá desetiletí, stále neznáme odpovědi na některé základní otázky spjaté s jejich evolučním původem. Tak kupříkladu – naučili se mosasauři plavat jednou či vícekrát? Současné výzkumy jednoznačnou odpověď nenabízejí, avšak pravděpodobnější je hypotéza, že dobrými plavci se staly minimálně dvě na sobě nezávisle se vyvíjející linie těchto plazů.

Stále také dobře neznáme vzájemné příbuzenské vztahy jednotlivých druhů mosasaurů. K největším „potížistům“ přitom, jak se zdá, patří populární Prognathodon, který zahrnuje druhy, z nichž některé jsou si z evolučního hlediska poměrně vzdálené.

O těchto záležitostech si však budeme povídat jindy. Dnes se zaměříme na to, co z mosasaurů nalézáme nejčastěji – tedy na jejich zuby – a jaký je jejich význam ve výzkumu těchto fascinujících dravých plazů.

Zuby mosasaurů, jako ostatně zuby všech jiných obratlovců, jsou skvělým zdrojem informací různého druhu. Jejich tvar vypovídá mj. o tom, jaká byla jejich funkce, jejich mikrostruktura může obsahovat důležité informace třeba k jejich evolučnímu původu a geochemický záznam skloviny je indikátorem toho, v jakém prostředí žili, čím se živili a zda migrovali (případně pak na jaké vzdálenosti). V případě mosasaurů jsou však výzkumy tohoto druhu stále v pomyslných vědeckých plenkách.

Přehled sedmi parametrů, které byly měřeny na mosasauřích zubech; zub z bočního pohledu vlevo, ze zadního pohledu vpravo (Madzia, 2019).

Nový grant, nové možnosti
Od poloviny roku 2016 jsem vedoucím výzkumného projektu financovaného polskou grantovou agenturou Narodowe Centrum Nauki (National Science Centre), který má tuto situaci změnit. Jaké jsou hlavní cíle výzkumu mosasauřích zubů? Podívejme se na to trochu oklikou. Jak už zde bylo k příležitosti vědeckého bádání několikrát zmíněno, odborné práce musí být před přijetím k publikaci ve vědeckých časopisech podrobeny recenznímu řízení, jehož smyslem je zhodnotit jejich kvalitu. S granty je to stejné. I ty jsou podrobeny recenznímu řízení. Finance na výzkum pak obdrží pouze ti z vědců, kteří odbornou komisi přesvědčí o tom, že jejich projekt je důležitý, jeho realizace má tudíž smysl a je s to přijít s něčím inovativním. Nyní se vraťme k výzkumu mosasauřích zubů. Během recenzního řízení, jehož cílem bylo zhodnotit smysl grantu věnovaného mosasauřím zubům, jeden z recenzentů (jehož výsledné hodnocení projektu však bylo velmi pozitivní) namítl, že hlavním problémem aplikace je skutečnost, že se budeme výzkumem zubů snažit zjistit vše, co o mosasaurech dosud nevíme. Jinými slovy – hlavní námitknou recenzenta bylo, že jsou plány příliš ambiciózní. Vzhledem ke skutečnosti, že pro realizaci každého projektu je vymezen určitý časový rámec, přílišná ambicióznost (a s tím spjatá jistá obtížnost výzkumu) může být skutečně komplikací.

Jenže podívejme se na zuby objektivně. Díky sklovině, jež je netvrdší tkání v těle obratlovců, se zuby ve fosilním záznamu zachovávají nesrovnatelně častěji než jiné pozůstatky. V případě fosilního záznamu mosasaurů zuby zcela dominují. Jejich stavba (respektive způsob, jakým vzniká sklovina či dentin) pak umožňuje studovat tyto elementy z mnoha různých úhlů pohledu.

Čtyři z 27 studovaných jedinců mosasauridů: (A) Mosasaurus lemonnieri (IRSNB R 28; holotyp), (B) Mosasaurus hoffmannii (IRSNB R 303), (C) Tylosaurus bernardi (IRSNB R 23; holotyp) a (D) Mosasaurus lemonnieri (IRSNB R 374) (© Daniel Madzia).

Jak již bylo zmíněno výše, tvar zubů je důležitým indikátorem jejich funkce. Víme tedy, jak konkrétní druhy své zuby používaly. Díky výzkumu jejich mikrostruktury (tj. vzhledu a stavbě jednotlivých tkání) pak můžeme kupříkladu říct, jak dlouho daný zub rostl (díky přítomnosti přírůstových linií von Ebnera to lze spočítat s přesností na dny). Trojrozměrné uspořádání skloviny (zvané Schmelzmuster) může pak leccos vypovídat o příbuzenských vztazích zkoumaných organizmů. Konečně díky geochemickým analýzám izotopů kyslíku (δ18O), uhlíku (δ13C), stroncia (87Sr/86Sr) a neodymu (εNd) můžeme získat poměrně přesný obraz toho, jaký mělo zvíře metabolizmus, čím se živilo nebo zda migrovalo. V závislosti na tom, jak odebíráme vzorky skloviny lze na všechny tyto otázky odpovídat v rovině obecné (v takových případech bereme v úvahu zprůměrované hodnoty ze skloviny jednoho zubu) nebo v kontextu života zvířete (přesněji řečeno v kontextu časového úseku, během něhož mělo zvíře zkoumaný zub; zuby mosasaurů byly totiž za jejich života nahrazovány, takže v čelistech často vídáme dva zuby v konfiguraci jeden nad druhým, kdy ten níže přítomný – tj. stále rostoucí – postupně nahradil zub již vyvinutý a používaný). V tomto případě bereme hned několik vzorků z jednoho zubu, přičemž každý z těchto vzorků obsahuje data z jiné doby života zvířete. Vzhledem k tomu, že zuby mosasaurů rostou přibližně rok, můžeme získat poměrně hezký záznam ročních aktivit daného jedince (včetně toho, na jaké vzdálenosti plaval a čím se v té době živil).

V jaké fázi se tedy výzkum v současnosti nachází? K dispozici jsou již data ke všem třem tematickým okruhům (tedy k morfologii, mikrostruktuře i geochemickému záznamu). V současnosti jsou tato data zpracovávány a výsledky těchto prací budou publikovány ve formě vědeckých článků v odborných časopisech.

První výsledky k morfologii mosasauřích zubů
19. března vyšel v časopise Historical Biology článek, jehož předmětem byly zejména výsledky výzkumu morfologie zubů pokročilého mosasaurida druhu Mosasaurus lemonnieri. Cílem práce bylo představit novou metodologii, která by umožňovala přesnější hodnocení různorodosti zubů mosasauridů v rámci jednoho druhu či mezi několika blízce příbuznými populacemi. Práce zahrnuje revizi terminologie znaků přítomných na sklovině mosasauřích zubních korunek a detailní poměry 343 zubů 15 jedinců druhu Mosasaurus lemonnieri (včetně typového exempláře), které jsou následně srovnávány s poměry zubů jim příbuzných sympatrických či potenciálně sympatrických mosasaurů (druhů Mosasaurus hoffmannii, Prognathodon solvayi, Tylosaurus bernardi, Carinodens belgicus, Plioplatecarpus marshii a Plioplatecarpus houzeaui). Všechny tyto druhy žily koncem křídového období v oblasti dnešní západní Evropy. Jednotlivé zubní korunky byly následně studovány z hlediska jejich rozlišitelnosti. Výzkum byl tedy věnován tomu, nakolik se od sebe vzájemně liší zuby jednotlivých jedinců, do jaké míry se liší zuby z jednotlivých čelistních kostí či jaký má na jejich tvar vliv to, ze které části čelistí pocházejí

Čtyři morfotypy zubů druhu Mosasaurus lemonnieri. Rozdíly mezi jednotlivými zuby spočívají především v pozici zadních řezných hran (vyznačeny tučnou čarou). Jejich vývoj závisí na tom, ze které části čelistí pocházejí. Zuby z přední části (a) mají často zadní řeznou hranu vyvinutou pouze částečně. Zuby z přední až střední části čelistí (b) mají tuto hranu vyvinutou na labiální části zubu (tj. ve směru vně tlamy). U zubů ze zadní části čelistí (c) je pak vyvinuta distálně (tedy na opačné stranu než je špička lebky). Tyto zuby jsou již také více zploštělé. Poslední zub ze spodní čelisti (16. zub; d) je pak charakteristický svými rozměry. Je mnohem menší než ostatní zuby (Madzia, 2019).

Kromě možnosti přesnějšího a důkladnějšího zhodnocení tvarové různorodosti mosasauřích zubů v rámci druhů by navržena metodologie měla umožňovat také rychlejší a hlavně mnohem přesnější klasifikaci izolovaných zubů. Jak už bylo zmíněno, mosasauří zuby jsou dominantní složkou fosilního záznamu těchto šupinatých plazů. Pokud tedy budeme mít nástroj, který nám umožní přesně klasifikovat izolované nálezy, budeme zároveň schopni přesněji určit geografické rozšíření populací jednotlivých druhů v rámci křídových moří a oceánů nebo odhadovat, jak dlouho existovaly.

Výzkum 15 různých jedinců druhu Mosasaurus lemonnieri zároveň ukázal, jak se zuby tohoto mosasaura měnily v průběhu jeho dospívání. Kromě mezidruhových rozdílů tak může nová práce usnadnit odhadování, zda nalezené korunky patří mláďatům či dospělcům. Další odborné práce budou následovat, takže ve výsledku by na stránkách Pravěk.info mohl být poměrně ucelený obraz toho, co nám výzkumy zubů mohou nabídnout a jaké metody k jejich studiu můžeme využívat.

  • Rekonstrukce mosasaura druhu Clidastes propython (© Andrey Atuchin).

Leave a Comment

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *