5. Nahoře: Kenneth Coale (vpravo) při odběrů vzorků v průběhu expedice SOFeX. Tento badatel z Mořské laboratoře v kalifornském Moss Landing patří k průkopníkům „železných experimentů“; organizoval a vedl americké expedice IronEx 1, IronEx 2 a SOFeX.
140
VESMÍR 82, březen 2003 l http://www.vesmir.cz
Dole: Pro žraloka lagunového (Triaenodon obesus, řád žralouni – Carcharhiniformes, čeleď modrounovití – Carcharhinidae) jsou charakteristické bílé konce hřbetní a ocasní ploutve; dorůstá délky 2 m. Snímek v Rudém moři pořídil © Jaroslav Hejzlar, k článku na s. 143
1
4
2
3
1. Boční zub ze spodní čelisti fosilního žraloka rodu Heptranchias, nález z lokality Bystřice nad Olší 2. Přední zub fosilního žraloka rodu Mitsukurina, nález z lokality Bystřice nad Olší 3. Zub fosilního žraloka rodu Isurus 4. Zuby na spodní čelisti současného žraloka sedmižábrého (Heptranchias perlo) 5. Žaberní násadce (branchiospiny) fosilního žraloka Cetorhinus parvus, nález z lokality Litenčice Snímky © Růžena Gregorová
5
http://www.vesmir.cz
VESMÍR 82, březen 2003
141
6
6. Zuby fosilního žraloka tygřího (Galeocerdo aduncus), nález z lokality Mikulov 7. Zub fosilního žraloka Carcharocles megalodon 8. Zub fosilního žraloka Hemipristis serra, nález z lokality Mikulov Snímky © Růžena Gregorová
7
8
142
VESMÍR 82, březen 2003
http://www.vesmir.cz
Žraloci z hlubin karpatských pohoří
KRAKOV
moøe LVOV
aktivní èelo orogénu
BRNO
KROSNÌNS KÝ FL YŠO VÝ S SLEZ E SKÁ
Obyvatelé moravského třetihorního moře
Ka
P RO
STO R
STØED O PALEO KARPATSKÝ G. BAZÉ N
rpa
Ý OV LYŠ
ty
EV KÁ PÁN
BUDÍNS
SED.
SZO
F CKÝ LNO
ZÉN
BA
IDY AC ÍD
Alpy
MAGURSKÝ FLYŠOVÝ
DIM EN TAÈ NÍ PR OS TO R VN IT
ELEV ACE
ØN
RŮŽENA GREGOROVÁ
pevnina
EVROPSKÁ PLATFORMA SEVERO
TRANSYLVÁNSKÁ PÁNEV
Apuseny
Území Čech a Moravy má z hlediska geologické stavby Evropy výjimečné postavení. Nachází se totiž v místě styku dvou různě starých geologických systémů – prvohorního Českého masivu a třetihorních Západních Karpat. Český masiv tvořil jižní okraj evropského kontinentu Laurasie a byl omýván mořem Tethys (nazváno bylo podle řecké bohyně vod). V oblastech přibližně na východ od dnešních moravských úvalů ve směru od Znojma po Ostravu se tehdy rozléhalo širé moře (obr. 1). Jak se Laurasie a africko-arabská deska Gondwany přibližovaly, moře se postupně zužovalo. Tato kolize vyvolala horotvorné procesy, při nichž se za nepředstavitelných tlaků v zemské kůře přesouvaly obrovské masy hornin, které daly vznik pásemným pohořím od Atlasu přes Pyreneje, Apeniny, Alpy, Karpaty až po asijská pohoří od Kavkazu po Himálaj. Naše Karpaty ukrývají mnohá tajemství o životě v třetihorním moři, jehož pozůstatky ve fosilní podobě nacházíme na povrchu. Na četných lokalitách Ždánického lesa, Moravskoslezských Beskyd a Hostýnsko-vsetínské vrchoviny (tj. takzvaných flyšových Karpat) byly objeveny fosilie, k nimž patří např. nejstarší známé hlubinné ryby se světelnými orgány a mnoho dalších, pro nás exotických druhů (Vesmír 72, 662, 1993/12). Mezi nalézanými fosiliemi se vzácně objevují zbytky – většinou zuby – mnoha zajímavých žraločích druhů, např. žraloka šotka nebo dvacetimetrového žraločího predátora Carcharocles megalodon. Fosilní žraločí zuby zaujaly už antické učence. Plinius starší (23–79 n. l.) je pokládal za zkamenělé lidské jazyky, které padaly z nebe při zatmění Měsíce. Ve středověku se používaly proti otravě jedem. Legendami jsou žraloci opředeni dodnes. V těch, kdo je neznají, vzbuzují žraloci strach, zatímco oceánologové a znalci je obdivují. Setkáme se s nimi ve všech mořích a oceánech, od největších hloubek po mělčiny, a žijí dokonce i ve sladkých vodách. Připomeňme si, že žraloci mají chrupavčitou kostru (chrupavka však je v tomto případě zpevněna anorganickými solemi). Jejich několik řádů patří do třídy paryb a jsou označováni za „živoucí fosilie“, RNDr. Růžena Gregorová (*1961) vystudovala základní a ložiskovou geologii na Přírodovědecké fakultě Univerzity J. E. Purkyně v Brně (dnešní Masarykově univerzitě). V oddělení geologie a paleontologie Moravského zemského muzea v Brně se zabývá třetihorní rybí faunou Západních Karpat.
dnešní okraj vnìjších Karpat LVOV dnešní okraj pøedhlubnì
1. Paleogeografická rekonstrukce starších třetihor
neboť při jejich vývoji nedošlo k výraznějším změnám. Archaický vzhled jim dává srpovitá a často asymetrická ocasní ploutev, výrazná hřbetní ploutev, spodní ústa a několik žaberních otvorů. Nemají vyvinutý plynový měchýř ani plíce. S jejich „primitivním charakterem“ kontrastuje živorodost některých druhů. Většina žraloků má velmi ostré „zuby“, které se během života pravidelně obměňují. Vznikají na vnitřní straně dentální laminy. Řady zubů se při růstu posunují jako rolující se koberec směrem na čelistní hranu, kde nahradí řadu předcházející. Nejstarší známé zbytky žraloků jsou izolované šupiny ze svrchního siluru (Vesmír 82, 77, 2003/2), avšak hlavní rozvoj proběhl až v devonu. Nové rozšíření moderních skupin žraloků se odehrálo v druhohorách. U většiny fosilních druhů známe jen zuby – jejich chrupavčitá kostra zkameněla málokdy. Hlavním problémem při určování fosilních zubů je heterodontie (zuby se výrazně liší buď na jedné čelisti, nebo jsou na horní čelisti utvářeny jinak než na dolní). Různost žraločích zubů je výrazem vysoké závislosti na druhu potravy. Výčet nejdůležitějších žraločích druhů vyskytujících se v moravských mořských sedimentech není samozřejmě konečný. Stále nové nálezy zkamenělých zbytků nás nenechávají na pochybách, že mnozí dávní obyvatelé třetihorního moře dosud čekají na svého objevitele.
Žralok šotek (rod Mitsukurina) ze sbírek Moravského zemského muzea v Brně
http://www.vesmir.cz l VESMÍR 82, březen 2003
143
ŽRALOCI ZE SEDIMENTŮ ZÁPADNÍCH KARPAT
Z třetihorních moravských sedimentů Západních Karpat představujeme 12 druhů žraloků, patřících do 4 (z celkového počtu 13) řádů.
Na rozdíl od předcházejících dvou žraloků je ostroun dobře znám. Je to poměrně malý žralok, který nemá anální ploutev; jeho dvě hřbetní ploutve mají silně vyvinuté ostny. Jeho deset druhů je rozšířeno po celém světě (s rozdílnými hloubkovými nároky).
ŘÁD: ŠEDOUNI – HEXANCHIFORMES
ŽRALOK RODU CHLAMYDOSELACHUS. Jediný fosilní zub byl nalezen u Bystřice nad Olší ve Slezských Beskydech. Fosilie jsou velmi vzácné. Známe je ze svrchní křídy Afriky, Indie, Severní Ameriky a Evropy. Jeho příbuzný, dosud žijící druh žralok límcový (Chlamydoselachus anguineus), je pokládám za „nejprimitivnějšího“ žraloka. Připomíná spíše svého sta-
Chlamydoselachus
rého (350 milionů let) příbuzného, devonského žraloka Cladoselache než současný druh paryby. Žije až v tisícimetrových hloubkách, a možná proto nepodléhal selekčním ani adaptačním tlakům. Je hojný v Atlantském, Indickém a severním Tichém oceánu. Dosahuje délky 2 m a jeho štíhlé, protáhlé tělo má hřbetní ploutev umístěnou v blízkosti ocasní ploutve. Žaberní oblouky jsou kryty kožními záhyby – odtud název límcový. Je živorodý. ŽRALOK RODU HEPTRANCHIAS. Zajímavě vyhlížející pilovité zuby z Beskyd a předhůří Chřibů představují nejstarší evropské fosilní záznamy. Na světě existuje jen několik lokalit: eocén Severní Ameriky, oligocén Venezuely, Japonska a miocén Itálie. V horní čelisti jsou zuby vysoké s úzkými hroty, přizpůsobené k trhání a přidržení kořisti, v dolní čelisti zploštělé pilovité zuby, které slouží k řezání (obr. 1 na s. 141). V dnešních mořích žije jediný druh – žralok sedmižábrý (Heptranchias perlo). Má dlouhé (1,5 m) štíhlé tělo s úzkou hlavou a zašpičatělým rypcem. Jeho charakteristickým znakem je jediná hřbetní ploutev. Je rozšířen ve všech oceánech teplého pásma v hloubkách až 800 m. Vyskytuje se i ve Středozemním moři (obr. 4 na s. 141).
Echinorhinus
Ostroun obecný (S. acanthias) žije i ve Středozemním, Černém a výjimečně i Baltském moři. Některé druhy se vyskytují v hloubkách až 900 m, jiné žijí v oblastech příbřežního pásma (litorálu). Pohybuje se v hejnech až o 1000 jedincích. Je pokládán za škůdce, napadá ryby v sítích. Ž RALOK RODU E CHINORHINUS . Na Moravě je znám z Moutnic, Bystřice nad Olší a Litenčic. Podle fosilních nálezů bylo z různých koutů světa popsáno kolem 15 druhů (od křídového stáří). Žraloci rodu Echinorhinus mají dvě hřbetní ploutve, anální ploutev chybí. Jejich kůže je pokryta mnoha dermálními ostny. Dosahují délky až 2 m, žijí v hloubce 400 až 900 m. Olej z jejich jater je v Jižní Africe velmi ceněn jako medikament. ŘÁD: OBROUNI – LAMNIFORMES
Řád je v moravských třetihorních sedimentech zastoupen 6 rody. ŽRALOK RODU CARCHARIAS (starší názvy Odontaspis, Synodontaspis) je hojný zejména v sedimentech
Carcharias
ŘÁD: OSTROUNI – SQUALIFORMES
OSTROUN RODU SQUALUS. Fosilní zuby se našly na třech moravských lokalitách: Moutnice, Litenčice a Bystřice nad Olší.
mladších třetihor, ale znám je i ze starších třetihor. Přední zub byl nalezen na lokalitě Litenčice. Ve fosilním stavu se velmi často vyskytuje v neogenních moravských sedimentech karpatské předhlubně a vídeňské pánve. Všechny zuby žraloka skvrnitého (Carcharias taurus) jsou na obou čelistech velmi ostré a špičaté,
Squalus
144
VESMÍR 82, březen 2003 l http://www.vesmir.cz
uzpůsobené k lovu rychlých ryb. V minulosti byl mylně pokládán za lidožravého, nyní je v mnoha oblastech chráněn. Dosahuje délky až 5 m. Žije při dně v mořích teplého a mírného pásma (včetně Středozemního moře) v hloubkách do 200 m. ŽRALOK ŠOTEK (MITSUKURINA) představuje výjimečné svědectví o životě v hlubinách Karpat. Jméno si vysloužil podle svého bizarního vzhledu (obr. 2 na s. 141). Když byl na konci 20. století vyloven jeho dnešní příbuzný žralok šotek (Mitsukurina owstoni), byl vědecký svět šokován. Do té doby byl znám pouze z druhohorních sedimentů (příbuzný rod Scapanorhynchus je znám dokonce z české křídy) a byl pokládán za vyhynulý druh. (Jeho příběh je podobný příběhu latimerie.) Dosahuje délky až 3,5 m, žije v hloubkách pod 500 m. Přední část jeho hlavy je přeměněna v hrotovitý kýl, zatímco tlamu má pokleslou. Je rozšířen od Japonska po Atlantský oceán.
Mitsukurina
Žralok mako (Isurus oxyrinchus) má zuby v obou čelistech stejné; jsou velmi štíhlé, špičaté, s hladkými okraji bez postranních zoubků při základnách. Slouží především k trhání kořisti. Tělo je protáhlé (dlouhé až 3 m) a vřetenovité, s dlouhou zašpičatělou hlavou a kuželovitým špičatým rypcem. Jeho hřbet je modravý a břicho bílé. Patří k žralokům, kteří mají téměř symetrickou obloukovitou ocasní ploutev. Je to jeden z nejrychlejších žraloků vůbec, je velmi nebezpečný, napadá lodě i plavce. Je rozšířen po celém světě. ŽRALOK CARCHAROCLES MEGALODON. Zuby jsou velmi známé svou velikostí – mohou dosahovat až 15 cm výšky. Vysoká korunka trojúhelníkovitého tvaru má typické pilovité ostří. Báze kořene je široká a masivní, víceméně pravidelně vykrojená do dvou laloků (obr. 7 na s. 142). Carcharocles, předchůdce dnešního žraloka bílého (Carcharodon carcharias), měřil podle odhadů až 20 m a byl bezesporu největším dravcem třetihorních moří ve všech koutech světa. Existují dohady, že tento obrovitý žralok nevymřel a dodnes žije někde v hlubinách oceánů. ŘÁD: ŽRALOUNI – CARCHARHINIFORMES
ŽRALOK RODU CETORHINUS je ve fosilním stavu znám díky velmi hojným nálezům kosterních žaberních elementů – branchiospinů. Byla jimi vybavena vnitřní strana žaberních oblouků. Pomocí tohoto speciálního aparátu žralok filtruje plankton podobně jako někteří kytovci. Branchiospiny se každým rokem obnovují, a není tedy divu, že se hojně nacházejí i ve fosilním stavu. Jejich báze je bočně stlačená a má tvar čepele, z níž vybíhá dlouhý, štíhlý, zploštělý osten. Je znám od eocénu až po současnost a ve fosilním stavu byl zaznamenán v Evropě, Severní Americe a Japonsku (obr. 5 na s. 141). V dnešních mořích tento neškodný žralok veliký (Cetorhinus maximus) dosahuje pozoruhodných rozměrů (až 15 m délky a 4 t hmotnosti). LIŠKOUN RODU ALOPIAS. Je zastoupen poměrně vzácnými nálezy zubů z moravských lokalit Křepice, Litenčice a Bystřice nad Olší. Ve fosilním stavu se nachází v paleogénu mnoha koutů světa. Tři druhy rodu liškoun jsou známy především z evropských moří. Poznáme je podle velmi vyvinutého horního laloku ocasní ploutve a dlouhých prsních ploutví. Ocasní ploutev využívá k lovu ryb žijících v hejnech, které si nahání dohromady. Živí se především pelagickými rybami, jako jsou sledi a makrely. Je živorodý, dosahuje délky až 6 m a žije ve větších hloubkách tropických, subtropických i mírných pásem. Pro člověka není nebezpečný. Ž RALOK RODU I SURUS . Jeho zuby jsou nalézány v sedimentech od svrchního paleocénu Evropy, Afriky, J. a S. Ameriky i Austrálie (obr. 3 na s. 141).
Z oblasti Moravy jsou jejich zuby nalézány v sedimentech mladších třetihor, a to především ve Vídeňské pánvi. ŽRALOK RODU HEMIPRISTIS. Poprvé byl popsán na základě fosilních zubů, které mají vysokou zoubkovanou trojúhelníkovou korunku, ohnutou směrem do zadní části čelistí. Vyobrazený zub pochází z boční strany horní čelisti. Kořen je vysoký, má výraznou rýhu, v jejímž středu je zřetelný otvor. Zuby jsou nalézány v třetihorních sedimentech (středního eocénu až pleistocénu) Evropy, Severní a Jižní Ameriky, severní a západní Afriky, Indie a Indonésie (obr. 8 na s. 142). Dnes žijící velkookatec indický (Hemipristis elongatus) dosahuje délky kolem 2,4 m. Vyhledává mělké vody a je hojný v severní části Indického oceánu. ŽRALOK RODU GALEOCERDO. Je zastoupen bočními zuby typického trojúhelníkovitého tvaru se širokým kořenem a poměrně vysokou korunkou, která je ohnuta směrem k zadní čelisti. Přední zuby bývají vzpřímenější než u ostatních žaloků. Ve fosilním stavu je znám ze sedimentů Evropy, Severní a Jižní Ameriky, severní, západní a jižní Afriky, Indie, Japonska počínaje spodním eocénem (obr. 6 na s. 142). V dnešních mořích žije jediný druh – žralok tygří o (Galeocerdo cuvier). Alopias Kresby zubů © Petr Dočkal
http://www.vesmir.cz l VESMÍR 82, březen 2003
145
svìtelný vír
+
a
= sférická vlna
m=1
interferenèní vzor svìtelný vír
+
b
= rovinná vlna
m=2
Nahoře vlevo: V okolí světelného víru má vlnoplocha tvar levotočivé nebo pravotočivé šroubovice. Podél osy šroubovice je fáze nespojitá (její hodnota není jednoznačně určena). Vlnoplocha může být tvořena i několika listy šroubovic. Jejich počet určuje parametr m, který se nazývá topologický náboj. Na našem obrázku jsou znázorněny například vlnoplochy pro topologické náboje m = 1 a m = 2. Kladné a záporné znaménko topologického náboje potom vyjadřuje orientaci stoupání příslušné šroubovité plochy. K článku Z. Bouchala na s. 152 Máčka skvrnitá (Scyliorhinus canicula) Snímek © Michael Fokt k článku na s. 143 a 150
122
VESMÍR 82, březen 2003 l http://www.vesmir.cz
Nahoře vpravo: Šroubovitou vlnoplochu, která se vytváří v okolí světelného víru, nelze pozorovat přímo. Je možné ji zviditelnit složením s pomocnou sférickou, popřípadě rovinnou vlnou. Výsledkem jsou typické spirální nebo vidličkovité interferenční vzory, podle nichž je možné identifikovat velikost a znaménko topologického náboje, který charakterizuje světelný vír. Se znaménkem souvisí směr stočení spirál, popřípadě orientace vidličkovitého rozštěpení. V obrázku je zviditelněn světelný vír, jehož vlnoplocha je tvořena jednoduchou šroubovicí, charakterizovanou jednotkovým topologickým nábojem.
