Drobounký a nepříliš nápadný jihoamerický vačnatec se zvláštním českým názvem kolokolo na první pohled nebudí dojem zvláště zajímavého tvora. Pro biology snažící se vystopovat dějiny savců s vakem na pozadí dějin utváření Země však v průběhu posledních desetiletí znamenal jednu z největších záhad.

Co všechno dokáže o dějinách života napovědět poznání jednoho jediného druhu, vám právě teď odkryje 21. STOLETÍ.

Řekne-li se vačnatec, naskočí každému obrázek klokanů, koal či vombatů, zkrátka typických zástupců jedinečné australské fauny. Ještě na konci druhohor (cca před 70 000 000 let) a během velké části třetihor (před 67 000 000–2 500 000 lety) však žili vačnatci prakticky na všech kontinentech.

Postupné klimatické změny a také silná konkurence ze strany jejich placentálních příbuzných však nakonec způsobily, že dnes se s nimi kromě Austrálie setkáme již jen v Americe (zejména Jižní). Jeden jediný druh – kolokolo – však dělal po tři desítky let vědcům v hlavě zmatek – tato jihoamerická „živoucí fosilie“ má své nejbližší příbuzné v Austrálii.

S velmi zajímavými příspěvky k poznání dějin vačnatců přišli před nedávnem genetikové z univerzity v německém Münsteru.

Početná rodina savců s vakem

Vačnatci se oddělili od svých nejbližších příbuzných, předků všech placentálních savců (tedy všech ostatních savců s výjimkou ptakopysků a ježur), již na počátku druhohorní křídy před 130 000 000 let.

Obrovsky dlouhá doba, kterou měli na svůj vývoj, se projevila v jejich rozrůznění a přizpůsobení nesmírně širokému množství typů prostředí.

I přes jejich nesmírnou různorodost dokážou dnes zoologové jasně rozpoznat 7 základních vývojových linií (řádů) vačnatců. Největší množství druhů nalezneme sice v Austrálii, na Nové Guinei a v Tasmánii, zastoupeny jsou zde však „pouze“ čtyři řády.

Většinou draví kunovci (např. ďáblové medvědovití či dnes již vyhynulí vakovlci), býložraví málozubí (např. klokani, koaly a vombati), všežravci bandikuti a konečně prazvláštní a k životu pod zemí zcela přizpůsobení vakokrti.

Další tři z linií vačnatců nalezneme pouze v Americe, zejména v té Jižní. Jedná se o vačice (např. z filmu Limonádový Joe známý „smrdutý opossum“, tedy druh vačice obývající i jih Spojených států), výhradně v Andách žijící drobné vačíky a konečně kolokoly s jedním jediným přežívajícím druhem Dromiciops gliroides.

Pramáti jménem Gondwana

Žádný z vědců nepochybuje o tom, že vztahy mezi australskými vačnatci a jejich jihoamerickými příbuznými určitým způsobem zrcadlí průběh událostí při formování dnešní podoby a rozložení kontinentů. Zcela klíčovým bylo postupné lámání jižního prakontinentu s názvem Gondwana.

Součástí původní Gondwany byly dnes tak různorodé oblasti světa, jako je Jižní Amerika, Afrika, Madagaskar, část Arabského poloostrova, Indie, Austrálie, Nová Guinea či Nový Zéland.

Postupný rozpad Gondwany začal již před 185 000 000 let, tedy na začátku druhohorní jury. Zásadní okamžik pro šíření vačnatců však znamenaly až třetihory, kdy byli vačnatci již velmi rozrůzněnou skupinou s výrazně větším počtem vývojových větví, než jak je známe dnes.

Při vzájemném pohybu kontinentů ve třetihorách se stalo, že Jižní Amerika a Austrálie byly po několik desítek milionů let vzájemně propojeny skrze „pevninský most“ – dnešní Antarktidu. Od ní se Austrálie definitivně odtrhla dokonce až v průběhu eocénu, asi před 45 000 000 let.

Pro migraci předků dnešních druhů vačnatců po jihu planety tak existovaly skvělé podmínky.

Nepříliš americký Američan

Celý problém s kolokoly se objevil již v roce 1982. V tomto roce publikoval slavný morfolog Frederik F. Szalay z City University of New York přelomovou studii. Když detailně srovnal řadu znaků, zejména tvar kotníků, navrhl významné promíchání karet příbuznosti.

Podle něj by měl být kolokolo nejen vyřazen z řádu vačic, kam dlouho patřil, ale zároveň byl pro něj vytvořen nový řád s jedním jediným druhem, který byl vřazen do širší skupiny vačnatců australských (Australidelphia).

Tuto hypotézu se navíc během následujících desítek let prakticky nepodařilo zviklat: pro byla jak data získaná z morfologie, tak z dílčích genetických analýz.

Australané v Jižní Americe, nebo naopak?

Přítomnost vačnatců v Jižní Americe, Austrálii i v Antarktidě pochopitelně vznáší otázku: Odkud vlastně ti současní pocházejí? Vznikli snad dnešní vačnatci poprvé v Austrálii a imigrovali do Jižní Ameriky, nebo jsou původně Jihoameričany, kteří díky pevninskému mostu v podobě Antarktidy kolonizovali Austrálii?

Nebo tomu bylo dokonce tak, že se zvířata prošla po celém zbytku Gondwany několikrát tam a zpět a nerozpletitelně se promíchala? A jakou roli hráli předkové dnešních kolokolů?

Jedna z cest hledání odpovědí spočívá v pátrání po fosiliích. „Fosilní záznam vačnatců je velmi chudý, zvláště na australském kontinentu,“ říká jeden z předních odborníků na australské savce, Matt Phillips z univerzity v Canbeře. I přes to však dokázal již ledacos napovědět.

Z Austrálie zpět do (pra)vlasti?

I když je kolokolo jediným dnes žijícím zástupcem své linie, vědci nalezli několik fosílií jeho dávných příbuzných.  Většina z nich byla sice nalezena v Jižní Americe, nálezy z Murgonu v Austrálii (r.

Djarthia) a Seymourova ostrova u Antarktidy však naznačují, že dávní příbuzní kolokola nemuseli být nezbytně zatvrzelými Jihoameričany.

„Přítomnost fosilií jako by naznačovala, že předkové kolokolů odešli z Jižní Ameriky do Austrálie, ale potom se zase vrátili zpět,“ říká Robin M. D. Beck z Univerzity Nového Jižního Walesu v australském Sydney.

Beck má k takovému tvrzení jistě silný mandát. Byl to právě on, kdo byl vedoucím týmu paleontologů, kteří v roce 2008 podrobně zdokumentovali nález nejstaršího doposud objeveného australského vačnatce Djarthia murgonensis (stáří asi 54 000 000 let).

Obzvláště výhodné sekvence

Rozsáhlou genetickou analýzu, která debaty o původu vačnatců posadila na pevnou zem, provedl před nedávnem tým vědců z univerzity v německém Münsteru pod vedením Marie A. Nilssonové.

Aby vědci vůbec vstupní informace získali, museli nejdříve geny „přečíst“. K „přečteným“ druhům patřili již před započetím jejich studie dva druhy vačnatých savců: americká vačice krysí (Monodelphis domestica) a menší druh australského klokana, klokan dama (Macropus eugenii).

Díky propátrání jejich genomu vyšla najevo jedna důležitá věc. Genetická informace vačnatců, zapsaná v jaderné DNA, obsahuje totiž nebývale vysoké procento (celých 52 %) zvláštních, k ničemu se nehodících sekvencí, tzv. retroposonů (viz rámeček Skákající „vetřelci“ v genomu).

Z těchto sekvencí nakonec vytipovali 53 takových, které se podle nich nejlépe hodily k sestavení příbuzenského stromu. Přesně ty poté vyhledávali i v genomech 20 dalších, velmi vhodně zvolených zástupců všech ostatních řádů vačnatců, australských i jihoamerických.

Malá skupinka odvážlivců

Na základě genetické analýzy se německým vědcům podařilo podat velmi přesvědčivý popis evolučního stromu savců s vakem. Takový evoluční strom (tzv. kladogram) vlastně neznamená nic jiného než popis postupného oddělování jednotlivých linií od společných předků.

Jejich hlavním závěrem bylo, že mezi jihoamerickým a australskými vačnatci skutečně existuje jednoznačná propast. Jihoameričané – tedy vačice a vačíci – jsou evolučně podstatně starší a ze všech současných druhů nejbližší dávnému „pravačnatci“, který se na Zemi objevil poprvé před 130 000 000 let.

Všichni australští vačnatci jsou si na druhou stranu geneticky bližší a tvoří jednoznačně definovanou (tzv. monofyletickou) skupinu. „Na základě poměrů mezi retroposony můžeme usoudit, že současní vačnatci mají původ v Jižní Americe.

K migraci do Austrálie došlo z dnešní Jižní Ameriky pouze jednou. Malá skupinka, která přešla přes pevninský most asi před 80 000 000 let, dala základ všem dalším pozdějším druhům,“ vysvětluje další z členů vědeckého týmu Jürgen Schmitz.

Na půl cesty do Austrálie

Ale jak je to tedy s kolokoly? Genetické závěry potvrdily, že tato skupina je skutečně výjimkou – není ani typickým Jihoameričanem, ani typickým Australanem. Blíže má však přece jen k vačnatcům australským, a vědci proto pro skupinu zahrnující čtyři řády australské a kolokoly zvolili společný název Euaustralidelphia.

Znamená to tedy, že kolokolo se skutečně vrátil z Austrálie zpět do Jižní Ameriky? Inu, tak tomu být rozhodně nemuselo. Zatímco jeho příbuzní putovali dále východním směrem a položili tam základ budoucím australským a antarktickým druhům, kolokolové se mohli jednoduše odštěpit od starších vačnatců a bez problémů zůstat v Jižní Americe.

Jak tomu však bylo ve skutečnosti? To asi nikdy přesně vědět nebudeme. Důležité však je, že informace vyčtené z genů se velmi přesně shodují s těmi, které lze vyčíst mnohem tradičnějšími způsoby. Pro vědce je potvrzení spolehlivosti této metody jistě velkou vzpruhou do budoucna.

Tajemná „horská“ opička

*Velikostí, vzhledem i způsobem života připomíná kolokolo ze všeho nejvíce asi naše plchy. *Stejně jako plchové žije nočním životem ve větvích stromů a za nepříznivých podmínek se ukládá k zimnímu spánku.

*Jeho další charakteristiky však jako by napovídal jeho název ve španělštině: monito del monte, tedy doslova „horská opička“.

*Slovo „horský“ naznačuje, kde se s ním nejspíše setkáme. Kolokolové obývají horské pralesy a bambusové houštiny na svazích And na pomezí Chile a Argentiny.

*Opice, konkrétně jihoamerické drápkaté opičky (např. lvíčky, kosmany či tamaríny), zase připomíná složením své potravy.

*Stejně jako u těchto opiček v ní převládá živočišná složka, tedy hmyz a další drobní bezobratlí, doplněná o plody a semena rostlin (viz rámeček „Kolokolo jako horský zahradník“).

*Jeho nápadný ocas mu neslouží jen jako opora při šplhání, ale také jako místo k ukládání tukových zásob, díky nimž přežívá období hibernace.

*Zvláštní český název kolokolo nemá s češtinou nic společného. Pochází z jazyka místních Indiánů a znamená „posel špatných zpráv“.

*Na mezinárodním biologickém fóru se však příliš neužívá. Stejný název má totiž i jedna z druhů divokých jihoamerických koček, kočka pampová (Leopardus colocolo), blízká příbuzná např. ocelotů.

Kolokolo jako horský zahradník

Spolupráce živočichů s rostlinami může mít neuvěřitelně pestré podoby. Jedním z těch úplně nejběžnějších je symbióza, v níž oba zúčastnění hráči získávají – šíření rostliny pomocí výživných semen. Rostlina sice musí provést jistou „investici“, tedy vybavit svá semena dostatečným množstvím výživných látek, dostává se jí však skvělé odměny.

Semenožraví živočichové napomohou ve svém trávicím traktu šířit její semena tam, kam by se sama rozhodně dostat nemohla.

Podle série studií nedávno publikované argentinskými vědci pod vedením Guillerma C. Amica z univerzity v Bariloche je šíření jihoamerického druhu jmelí Tristerix corymbosus zcela v rukou, či spíše tlapičkách a zažívacím traktu, kolokolů.

Skákající „vetřelci“ v genomu

Správné „čtení“ a porovnání zápisu v DNA je vždy záležitost poměrně složitá a vědci o ní musejí vždy dobře přemýšlet. Z obrovského množství sekvencí je třeba v první řadě správně vybrat takové, které o historii svých nositelů něco skutečně vypovídají.

Neméně důležité je také umět je mezi sebou správně porovnat a výsledky srovnání nakonec správně vyhodnotit.

Vědci se ze všeho nejraději soustředí na ty sekvence, které přímo nekódují žádný funkční protein. Mezi takové patří i tzv. retroposony. Tyto sekvence jsou v jaderném genomu (jaderné DNA) vlastně jakýmisi vetřelci.

Umisťuje je tam totiž další z důležitých molekul, RNA, a to díky procesu, který se odborně nazývá reverzní transkripce. Díky tomuto procesu retroposon vlastně nahodile „přeskočí“ na jakékoliv místo v DNA.

Jelikož je taková sekvence umístěna v nahodilém čase na nahodilém místě, hodí se velmi dobře k porovnávání příbuznosti. Když ji totiž vědci naleznou na přesně stejném místě na chromozomu, mohou si být jistí, že jeden z nich musí být více či méně vzdáleným potomkem druhého.

Porovnání celých „rodin“ takových vložených sekvencí poskytuje již velmi věrohodné důkazy pro postupné oddělování jednotlivých evolučních větví.