Čechy v karbonu

20. říjen 2002

Planetárium

Nejstarší obří černá díra může astronomům pomoct pochopit temné období vesmíru|foto: Robin Dienel / Carnegie Institution for Science

Rozhovor s paleobotanikem Stanislavem Opluštilem.

Nález stromovité plavuně rodu Lepidodendron selaginoides těsně po jeho odkrytí|foto: Stanislav Opluštil

Za všechno může jedna prastará a opravdu mohutná sopečná erupce. Došlo k ní snad někde na území dnešních severních Čech, možná na Teplicku a nebo v přilehlé oblasti Německa. Zatímco do okolí dnešních Teplic se vylilo sopečné magma, tedy láva, značnou část území Čech pokryla vrstva sopečného popela, která zakonzervovala vše, co tam stálo a leželo až do dnešních dní. Lidé tehdy ještě pochopitelně nežili. Dokonce ani dinosauři. Ke katastrofě, o níž je řeč došlo v páté periodě prvohorní, čili paleozoické éře Země, v tzv. karbonu, od něhož nás dělí zhruba nějakých 280 až 350 milionů let. Samotné jméno periody, tedy "karbon" napovídá, že to bylo období, ve kterém vznikla většina zásob kamenného uhlí na naší planetě. Černé uhlí je pozůstatkem dávných karbonských pralesů a proto se právě při těžbě v uhelných pánvích nacházejí poměrně hojně i fosilie čili zkameněliny. Jenže těžařům šlo pochopitelně vždy spíše o produkci uhlí a ne o dokumentaci zkamenělých pralesů; ostatně to při mechanizovaném způsobu těžby není ani příliš možné. A tak pro současné paleobotaniky (tedy vědce, zabývající se studiem vymřelých rostlin) zbývají buď jen zbytky, nalézané na haldách a nebo se mohou orientovat na výzkum lokalit, které kamenouhelné doly z nejrůznějších důvodů neodtěžily. Na haldách není šance najít cokoliv většího, než pouhé úlomky fosilií. Jiné je to v neodtěžených lokalitách. Nedávný nález poblíž Radnic na Rokycansku je toho důkazem. Vyvolal doslova senzaci. Ve světě totiž převažují nálezy ze sedimentů, tedy usazenin, v nichž jsou chaoticky promíchané většinou jen nevelké rostlinné zlomky. A tady se díky sopečnému prachu do dnešních dnů zachoval 300 milionů let starý karbonský prales takřka v původní podobě. Není divu, že jsou na svůj nález čeští paleobotanici patřičně hrdí. A jak se dozvíte od jednoho z nich, Stanislava Opluštila, pořád to ještě nemusí být všechno.

Část olistěné větve stromovité plavuně druhu Lepidodendron selaginoides|foto: Jiřina Dašková

Ve sdělovacích prostředcích byl váš nález prezentován tak, jako byste skutečně našli zkamenělý kus karbonského pralesa v jeho původní podobě. Pokud je to pravda - jak se tedy stalo, že se prales zachoval až do dnešních dnů jaksi "na stojato"?

Je to trochu jinak. Situace je taková, že při vulkanické erupci byl prales skutečně zasypán, ale došlo přitom k jeho částečnému poškození. To znamená, že v té růstové, tedy stojaté pozici jsou pouze některé rostliny; část stromů byla vyvrácena, větve z kmenů sice olámány, ale nacházejí se nadále v jejich okolí. Celkový výsledek je, že v principu byl prales skutečně zakonzervován tak, jak vyrůstal a my jsme schopni při opatrném odkrývání vrstvy sopečného popela se zkamenělinami rekonstruovat strukturu pralesa, včetně jednotlivých rostlin, které se tam nacházejí.

Odkryté zkameněliny vypadají tak, že jde o jakousi černou kresbu na světlém podkladu; působí až grafickým dojmem. Můžete objasnit, jak otisky vznikají?

Zkameněliny, které jsme našli a které, jak předpokládám, ještě v příštích letech nacházet budeme, jsou skutečně velmi atraktivní. Jsou to černé zuhelnatělé otisky rostlin na velmi světlém podkladu, což z těchto pozůstatků činí velice nápadný a fotogenický materiál. Způsob vzniku zkamenělin je samozřejmě dobře znám. Samy o sobě jsou vlastně jedním z mála dokladů o životě v různých obdobích historie Země. Ne všechny organizmy, které na Zemi kdysi žily se však v podobě zkamenělin zachovaly; je to vždy jen šťastná náhoda. Aby k tomu došlo, musí být splněno několik podmínek. Tou hlavní je, aby byl organizmus brzy po svém odumření překryt sedimentem; tím je zabráněno nejen jeho rozkladu, ale také tomu, aby se stal potravou nějakých dravců nebo jiných živočichů či rostlin. Zkrátka - pokud máme sediment, který organizmus překryje, máme i velkou šanci na jeho uchování. Ta šance narůstá, jestliže se organizmus nacházel v blízkosti vodního prostředí, kde právě dochází k ukládání sedimentů. U mořských organizmů je proto pravděpodobnost na zachování ve formě zkamenělin poměrně velká. Malá šance je naproti tomu u živočichů nebo rostlin, vyskytujících se ve větší vzdálenosti od vody a nebo třeba v nějakém horském terénu, kde sedimenty vznikají ojediněle, případně je problém s jejich uchováním do současnosti. Z těchto oblastí máme zachováno pouze velmi malé množství zkamenělin. V oblasti Rokycan a nebo obecně v širším okolí Plzeňska byla situace ke vzniku zkamenělin celkem příznivá. Bylo to právě z důvodu vulkanické erupce, kdy sopečný popel překryl prakticky celou krajinu, takže došlo k okamžitému zakonzervování a pohřbení veškerých organizmů, které se tam nacházely. Další věcí, která souvisí se vznikem zkamenělin je skutečnost, že některé formy nebo části těl mají menší tendenci se zachovat. Jsou to zejména měkké tkáně, které se rozkládají a vyhnívají a zachovávají se pouze ty části, které mají nějakou pevnou schránku. Rostliny samy o sobě mají poměrně dobrý potenciál k tomu, aby se staly zkamenělinami. Pokud jsou opravdu včas zakryty sedimentem nebo třeba sopečným popelem, jako to bylo v případě pralesa na Rokycansku, dochází u nich totiž za nepřístupu vzduchu k postupnému zuhelnatění a ke vzniku zkamenělin - zuhelnatělých otisků rostlinných těl.

Lepidodendron selaginoides. Detail povrchové struktury silnější větve a jemných koncových větévek s olistěním. Úzké, asi centimetrové jednožilné lístky připomínají spíše jehličí.|foto: Stanislav Opluštil

Jak velký kus pralesa se u Radnic zachoval?

V místě nálezu se ještě před deseti lety nacházel povrchový uhelný důl, prakticky poslední černouhelný lom většího rozsahu v České republice. Větší část pralesa byla tedy odtěžená a nálezy se tam nacházely v průběhu těžby. Byly ale většinou malé a navíc - když se těží, není příliš bezpečné se mezi těmi stroji pohybovat. Proto se dá říci, že odhalovat vlastní strukturu pralesa jsme začali až v letošním roce (2002), kdy se začalo s výkopy. To co tam v současné době pro výzkum zbylo je pouze okrajová část bývalého dolu, která nebyla dotěžena. Plocha, kterou můžeme vykopat, má rozlohu asi stokrát deset metrů. Není to tedy zase až tak velký úsek toho původního, 310 milionů let starého tropického pralesa; je však dostačující k tomu, abychom si udělali poměrně slušnou představu o jeho struktuře.

Kolik podobných lokalit je v České republice?

Pro nás je lokalita to, co jsme schopni otevřít povrchovým způsobem, to znamená do hloubky kolem pěti metrů. Takových míst u nás patrně ještě několik najdeme; alespoň v to doufáme. V současnosti známe dvě lokality, z nichž klíčová je právě ta v místech bývalého uhelného dolu u Radnic, odkud pochází ten náš velký nález. Podobné lokality by se mohly objevit ještě západně od Plzně, také na Rakovnicku, Kladensku a pak v širším okolí Berouna.

Vrcholová část vějířku kapradiny Corynepteris angustissima spolu s hlavními osami rostliny|foto: Jiřina Dašková

Jak vypadala česká krajina v karbonu?

O charakteru karbonské krajiny v oblasti středních a západních Čech máme doklady z četných vrtů a důlních map; na jejich základě se podařilo počítačovým způsobem krajinu zpětně rekonstruovat. V podstatě to byl kopcovitý terén s převýšením asi kolem 200 metrů. Podobně dnes vypadá krajina například na Křivoklátsku.

A jaká v té krajině rostla vegetace?

Karbon je věkem výtrusných rostlin, to znamená přesliček, plavuní a kapradin. Právě v té době se však začaly objevovat i první semenné typy rostlin. Byly to takzvané pteridospermy; vypadaly podobně jako kapradiny, nevytvářely však výtrusy, ale pravá semena. Proto se jim také říká kapraďosemenné. Jinak byla stavba jejich těla srovnatelná se stromovitými nebo dejme tomu liánovitými kapradinami. Další skupinou semenných rostlin, která se v té době objevovala, byly kordaity - stromy a keře s velkými kožovitými listy o délce od několika decimetrů do jednoho metru. To byly v karbonu dominantní typy. Dnešní rostliny jsou většinou nahosemenné a zejména krytosemenné; zejména ty druhé prožívají v současnosti patrně svůj maximální rozvoj. V karbonu ještě neexistovaly; nějaké srovnání pravěkého pralesa s dnešním tudíž není prakticky možné. Výtrusné rostliny, které dosáhly maxima svého rozvoje, maximálního počtu druhů a maximálního vzrůstu právě v karbonu, jsou dnes skupinou, krčící se na periferii rostlinné říše. Možná jsem to trošku zveličil, ale dnešek je opravdu věkem rostlin krytosemenných.

Jak už jsme řekli, u Radnic na Rokycansku se ve formě zkameněliny zachoval celý úsek původního karbonského pralesa. Kolik druhů rostlin na té nevelké ploše rostlo? A byly mezi nimi i nějaké dosud neznámé?

Jak už bylo řečeno, letos jsme dělali dva výkopy. Jejich celková plocha byla asi 34 m2 a my jsme na tomto úseku našli celkem 20 biologických druhů. Je to poměrně dost, vezmeme-li v úvahu, že v tehdejší době neexistovala tráva. Veškeré rostliny jsou tedy v podstatě drobné keříky, keře a stromy. Taková druhová diverzita je typická zejména pro tropické oblasti. Pokud se týče nových druhů, samozřejmě jsme našli i něco, co bude možné takto prezentovat. Jsou to zejména přesličky, ale i některé nové druhy plavuní. V jednom případě to dokonce vypadá na nový rod, ale to ještě uvidíme. Nechci předbíhat.

Lepidodendron selaginoides. Detail jedné z hlavních větví s postranními větévkami.|foto: Stanislav Opluštil

Ve světě nejsou nálezy karbonské flóry vzácností; provázejí jakoukoliv důlní činnost v kamenouhelných dolech. To co se letos našlo na Rokycansku je výjimečné hlavně už zmíněným způsobem zachování zkamenělin. Nálezy totiž nebývají tak zřetelné jako u Radnic. Může za to právě bývalý sopečný popel, který má dnes nažloutlou a nebo spíše okrovou barvu, na níž je černá kresba zkamenělin nádherně přehledná. Zkameněliny však obvykle nejsou tak fotogenické. Převládají ty černé na černém podkladu. Nálezy od Radnic vedle své nádherné zřetelnosti upoutají samozřejmě i velikostí jednotlivých nalezených fragmentů. Klenotem mezi zdejšími zkamenělinami je pak zejména mohutný exemplář plavuně Lepidodendron selaginoides, označovaný některými novináři dokonce za největší fosilii plavuně, jaká se kdy našla. Není to tak úplně pravda. A hlavně - výjimečnost nálezu od Rokycan je ještě v něčem jiném.

Nálezy karbonské flóry jsou ve světě, ale koneckonců i u nás skutečně poměrně hojné. Protože uhlí vzniklo v zemské kůře právě přeměnou rostlinné hmoty, není nijak překvapující, že většina karbonských rostlin se nachází v horninách, doprovázejících uhelné sloje. Jejich fosilie lze tedy sbírat právě na odvalech uhelných dolů. Problém je v tom, že většina horninových bloků, které jsou odpadem po uhelné těžbě má dost malé rozměry; není proto šance najít celé rostliny. To je právě jeden ze zásadních problémů paleobotaniky: zejména rostliny stromovitého vzrůstu se těžko nacházejí celé. Je to i z důvodu, že jejich fosilizace v úplném stavu je problematická; většinou dochází k jejich mechanickému poškození a třeba i částečnému zetlení. Nacházejí se z nich proto obvykle pouze drobné úlomky. Právě proto je každý úplnější nález stromovité rostliny svým způsobem unikum. Ze světa jsou známé i kompletnější nálezy, než je ten náš letošní; naše lokality jsou však unikátní tím, že poskytují informace i o struktuře samotného pralesa. S tou velikostí je to zkrátka tak, že pokud máte dostatečně velký výkop, jste z něj samozřejmě schopni získat i velké části tehdejších rostlin.

K dispozici dnes máme celou řadu kresebných i malebných rekonstrukcí karbonské krajiny, z nichž nejznámější jsou obrázky od Zdeňka Buriana. Jak obstojí tyto starší rekonstrukce ve světle nejnovějších paleobotanických výzkumů a poznatků? Do jaké míry jsou přesné?

Rekonstrukce Zdeňka Buriana, našeho nejznámějšího malíře a popularizátora pravěkého života jsou po technické stránce velmi dokonalé. Osobně jsem se nesetkal s lepšími obrázky. Burian se však učil malovat karbonskou krajinu zhruba v 50. a 60. letech 20. století a od té doby přeci jen paleobotanika nějaký pokrok udělala. Některé nové informace už přinesly i naše letošní vykopávky, a to přesto, že jejich hlavní vyhodnocení bude otázkou zimní sezóny a že teprve v příštím roce bude zohledněno i v připravovaných rekonstrukcích. Alespoň jeden příklad za všechny. Díky našim nejnovějším nálezům teď už víme něco málo i o střídání fenofází; to je střídání charakteru vzhledu rostliny během ročních období. U dnešních rostlin v našich zeměpisných šířkách víme, že v zimním období jsou některé rostliny v klidovém stadiu, bez listí, na jaře začínají vykvétat, pak se objeví nové listy a tak dále. Právě takový cyklus jsme zjistili i u karbonských přesliček.

Odlomená větev stromovité plavuně Lepidofloyos acerosus|foto: Jiřina Dašková

A to je právě to nejunikátnější, co lze říci o paleobotanických nálezech z Radnice na Rokycansku. Přestože i jinde ve světě existují podobné nálezy karbonských rostlin ze sopečných materiálů (něco mají například v Německu a pak také ve Španělsku), málokde jsou nálezy druhově tak bohaté; někde se dokonce ani nezkoumají. A hlavně: ještě nikdy se nikdo nepokusil na základě podobných nálezů rekonstruovat celou strukturu karbonského pralesa. Tedy nejen vzhled jednotlivých rostlin, ale i jejich vzájemné vztahy. V tom jsou naši paleobotanici skutečně první.

Co se bude dít s nálezem dál? Kde bude umístěn po odborném zpracování a hlavně - uvidí ho i veřejnost?

Nález byl vyzdvižen ve čtyřech kusech a ty se musí dát nejprve dohromady. Bude to poměrně pracné, protože každý z těch bloků váží kolem metráku. Bude nutné vytvořit nějakou formu, do níž se jednotlivé kusy zasadí, čímž se z nich vytvoří původní monolit. Ten se pak společně s dalšími současnými i budoucími nálezy stane součástí expozice Západočeského muzea v Plzni. Tato finančně nákladná expozice, která se v současné době připravuje, a která by měla být otevřena patrně někdy v průběhu příštích dvou let bude zřejmě nejatraktivnější expozicí fosílií na našem území. K dispozici bude i průvodce po expozici a další materiály, na jejichž základě si každý návštěvník bude moci udělat dobrou představu o tom, jak karbonské pralesy vypadaly.

Další izolovaná větev plavuně Lepidofloyos acerosus|foto: Jiřina Dašková

Ještě jsme se nezmínili o tom, že váš letošní nález není nějaká náhodná, jednorázová akce. Je to součást systematického průzkumu v rámci projektu. Můžete o něm říci něco bližšího?

Výkopy jsou skutečně prováděny v rámci dlouhodobého projektu, podporovaného Grantovou agenturou České republiky; je to tříletý projekt, jehož hlavním cílem je právě odkrývat polohy sopečného popela, které v sobě uchovávají pohřbené karbonské pralesy. Půjde patrně o několik lokalit ve středních a západních Čechách. Výsledkem průzkumu by měla být rekonstrukce rostlinných společenstev na každé z těchto lokalit, rekonstrukce rostlin, které se tam vyskytovaly a jde nám samozřejmě i o získávání materiálu, který bude součástí už zmíněné expozice Západočeského muzea. Zatím jsme tedy dělali výkopy na dvou lokalitách a na každé z nich jsme zjistili zcela odlišné společenstvo. Na té pro nás dnes klíčové lokalitě u Radnic máme, jak už bylo řečeno, společenstvo asi 20 druhů, čítající jak drobné bylinné a keřovité formy, tak i ty stromovité. Jde tedy o plně vyvinuté společenstvo. Na té druhé zkoumané lokalitě se společenstvo skládá jen z několika málo druhů, přičemž převažují drobné bylinné formy; nejvyšší rostliny na lokalitě dosahovaly zdá se výšky maximálně kolem jednoho metru. Domníváme se, že v tomto druhém případě došlo ještě před vulkanickou erupcí k zaplavení původního pralesa, k jeho zničení a novému kolonizování původního stanoviště. Následkem erupce tak byly pohřbeny pouze mladé formy karbonských rostlin.

Výsledky projektu budou určitě publikovány na odborné úrovni, ale co veřejnost? Dočká se vedle expozice v plzeňském muzeu třeba také knížky?

Materiál, který je už teď velmi bohatý, bude samozřejmě postupně zpracováván a vydáván v odborném tisku. Pro veřejnost bychom rádi připravili reprezentativní publikaci s barevnými obrázky, s velkým množstvím fotografií nálezů a pochopitelně i s rekonstrukcemi rostlin a celého pralesa; včetně informací o tom, jak se na zkoumaných lokalitách pracovalo, jaké metody byly použity pro vědecké zpracování nálezů a pochopitelně i s objasněním postupu při jejich rekonstruování. Předpokládáme, že podobně by mohl vypadat i ten už zmíněný průvodce po expozici v Západočeském muzeu. Není vyloučeno, že budou ještě i nějaké další výstupy, ale to se dopředu těžko plánuje.

Nezbývá než popřát českým paleontologům hodně úspěchů. Čím víc toho najdou, tím zajímavější počtení či podívání to bude pro všechny milovníky ztracených světů, z nichž ten karbonský patří mezi nejvzdálenější.

Frederik Velinský
Fotografie Stanislav Opluštil (1,3,5) a Jiřina Dašková (2,4,6,7).