Molekulární fosilie potvrzují vznik afrických savan před 5 miliony let

Molekulární fosilie odhalují, že k výrazné expanzi travnatých savan v Africe došlo přibližně před 5 miliony lety, tedy na počátku pliocénu. Vědci, kteří analyzují stopy organických sloučenin zachované v sedimentech, dokázali rekonstruovat, jak se tehdejší krajina proměňovala z lesů a křovinatých porostů na otevřené travnaté ekosystémy, jaké dnes charakterizují velkou část kontinentu.

Tyto molekulární fosilie, konkrétně specifické biomarkery odvozené z rostlinných vosků, umožňují odlišit, jaký typ vegetace v daném období převládal. Poměry izotopů uhlíku obsažené v těchto sloučeninách ukazují na přechod od rostlin s takzvaným C3 fotosyntetickým cyklem, typickým pro stromy a keře, k rostlinám s C4 cyklem, mezi něž patří většina travin přizpůsobených teplu a suchu. Tento posun byl podle dostupných dat postupný, ale v geologickém měřítku relativně rychlý.

Za hlavní příčiny expanze savan se považuje kombinace oteplování, zvyšujících se hladin oxidu uhličitého v atmosféře a měnících se srážkových vzorců. Traviny s C4 fotosyntézou jsou efektivnější při nižších koncentracích CO2 a lépe snášejí sucho než stromová vegetace, což jim dávalo konkurenční výhodu v okamžiku, kdy se klima stávalo sušším a proměnlivějším. Změny srážek přitom nebyly rovnoměrné - v některých oblastech docházelo k prodlužování období sucha, zatímco jinde se měnila sezonalita dešťů, což dodatečně zvýhodňovalo traviny schopné rychle reagovat na krátká vlhká období.

Rozšíření travnatých ploch mělo zásadní dopad na místní faunu. Otevřená krajina vytvořila prostor pro vznik nových ekologických nik a podpořila evoluci býložravců přizpůsobených pastvě na trávě, stejně jako predátorů, kteří se specializovali na lov v otevřeném terénu. Vědci se domnívají, že tato proměna prostředí souvisela i s vývojem některých linií savců, které musely reagovat na ubývající lesní kryt změnou pohybu, stravy i sociálního chování. Otevřenější krajina znamenala menší úkryt před predátory, což mohlo tlačit na vývoj nových strategií přežití u řady druhů.

Kromě lokálních dopadů na africkou faunu měla expanze savan význam i v globálním měřítku. Rozsáhlé plochy travin ovlivňují koloběh uhlíku, protože traviny ukládají organický uhlík jinak než lesy, a mění také albedo povrchu, tedy množství slunečního záření odráženého zpět do atmosféry. Tyto změny mohly zpětně působit na regionální i globální klimatický systém, čímž vznikala zpětná vazba mezi vegetací a atmosférickými podmínkami.

Přestože molekulární fosilie poskytují cenné informace o minulých klimatických a vegetačních změnách, vědci upozorňují, že predikce budoucího vývoje ekosystémů zůstává komplikovaná. Historické záznamy ukazují, že přechody mezi typy vegetace mohou probíhat nelineárně a být ovlivněny prahovými hodnotami, které je obtížné přesně určit. Kombinace více faktorů současně, jako je teplota, hladina CO2 a srážky, ztěžuje jednoznačné oddělení příčin a následků. To má význam i pro současné klimatické modelování, protože podobné kombinace faktorů, tedy rostoucí teploty a měnící se srážkové vzorce, pozorujeme i dnes, byť v jiném kontextu a s odlišnou dynamikou způsobenou lidskou činností.

Výzkum pliocenních savan tak slouží jako důležitý referenční bod pro pochopení toho, jak citlivě mohou ekosystémy reagovat na změny prostředí. Zároveň připomíná, že podobné přeměny krajiny, k jakým došlo před miliony let, nejsou jen historickou záležitostí, ale mohou nastat i v budoucnu, pokud budou splněny obdobné klimatické podmínky. Odborníci proto pokračují ve studiu molekulárních fosilií z různých afrických lokalit, aby lépe pochopili tempo a mechanismy těchto přeměn a mohli je zohlednit při odhadech budoucího vývoje ekosystémů v souvislosti s probíhajícími klimatickými změnami.