Seznamovací konvence

Fanoušci vytvořili časovou osu série o Harrym Potterovi z jediné informace v Harry Potterovi a Tajemné komnatě. Na oslavě smrti Skoro bezhlavého Nicka v této knize je uvedeno, že k jeho smrti došlo 31. října 1492. Protože oslava připomínala pětisté výročí Nickovy smrti, zdá se, že se děj odehrává 31. října 1992. Tato časová osa je posílena v Harry Potterovi a Smrtelných relikviích, když hroby Jamese a Lily Potterových potvrdí, že se narodili v roce 1960 a zemřeli 31. října 1981, dále posílena v Pottermoru, když se uvádí, že k nepokojům Smrtijedů na mistrovství světa ve famfrpálu došlo v roce 1994, a ještě dále v Harry Potterovi a prokletém dítěti, ve kterém se uvádí, že se turnaj tří kouzelnických škol konal ve školním roce 1994-1995. Dne 1. září 2017 potvrdila J. K. Rowlingová prostřednictvím svého twitterového účtu, že to byl den, kdy byl stanoven Epilog.

V časové linii je mnoho rozporů, i když je třeba poznamenat, že v sekci FAQ na svých webových stránkách Rowlingová přiznala, že má potíže se zvládáním matematiky, takže možná nelze očekávat dokonalou vnitřní konzistenci. Navíc vzhledem k tomu, že vesmír Harryho Pottera je světem fantazie, je možné, že určitá data se mohou mezi ním a „reálným světem“ lišit.

Navzdory problémům je tato časová osa hojně využívána fanoušky a časová osa seriálu od Warner Bros. (uvedená na DVD k filmům Harry Potter a Tajemná komnata a Harry Potter a vězeň z Azkabanu) obsahuje data, která byla interpolována z tohoto datovacího systému (například Harryho narozeniny byly 31. července 1980 a jeho první porážka lorda Voldemorta byla 31. října 1981). Ve filmech se však proplížilo několik anachronismů, například znázornění zničení mostu tisíciletí ve filmové verzi Harryho Pottera a prince dvojí krve, i když se román (a film) má odehrávat dva roky před postavením mostu. V Harry Potterovi a Fénixově řádu mají Dursleyovi televizi s plochou obrazovkou, která nebyla v polovině 90. let běžně dostupná. Navíc auto Dursleyových, zobrazené ve stejném filmu, nese registrační značku z roku 2006.

Krátký film s herci z filmové série, The Queen’s Handbag, vznikl v roce 2006 jako součást oslav 80. narozenin královny Alžběty II. Scénka porušuje konvenci randění tím, že postavy tuto událost zmiňují, i když by to pro ně měla být stále polovina 90. let.

Některé z těchto anachronismů mohou být vyřešeny, pokud se předpokládá, že časová osa filmu se odehrává zhruba současně s daty uvedení filmů, tedy asi 10 let po knihách. To by však přineslo problémy, pokud by se ve filmech uváděla data založená na časové ose knih.

Ve filmové adaptaci Harryho Pottera a Prince dvojí krve je článek v deníku The Guardian o zřícení mostu tisíciletí datován 5. července 2007 a ostatní příběhy zmíněné v novinách jsou skutečnými zprávami z tohoto roku. Toto je filmová verze knižního útoku na Brockdaleský most v roce 1996. Toto datum by teoreticky mohlo být použito k vytvoření časové osy pro filmovou sérii, protože Nick’s Deathday Party byl použit pro časovou osu knihy. Nicméně data na hrobě Harryho rodičů jsou stejná jako v knize, což by bylo v rozporu s tímto.

Často, když jsou uvedena data, jsou uvedena se dnem v týdnu, který se neshoduje s tímto datem, jak je tomu ve skutečné historii. Jeden takový příklad se vyskytuje v Harry Potter a vězeň z Azkabanu, když Sybill Trelawneyová označuje 16. říjen jako pátek, ačkoli 16. říjen 1993 byla sobota. To je obvykle vysvětleno jako umělecká licence ze strany autora.

V této oblasti jsou v knihách také rozpory. Například v Harry Potterovi a Ohnivém poháru je 1. září i 2. září uváděno jako pondělí a v Harry Potterovi a Vězni z Azkabanu je proces s Klofanem stanoven na 20. dubna, ale pečlivá analýza textu odhaluje, že k němu mohlo dojít nejpozději v únoru.

Také v Harry Potterovi a Ohnivém poháru se říká, že šampioni byli vybráni v sobotu 31. října, ale 31. října bylo v roce 1994 pondělí. Později však bylo uvedeno, že 22. listopadu bylo úterý, což bylo v roce 1994.

V sedmé kapitole Famfrpálu v průběhu věků se uvádí, že první mistrovství světa ve famfrpálu se konalo v roce 1473. Pokud se mistrovství koná každé čtyři roky, je to v rozporu s tvrzením v Ohnivém poháru, že mistrovství světa v roce 1994 bylo 422. mistrovství světa. Pokud je famfrpál v průběhu věků správné, 422. mistrovství světa ve famfrpálu by ve skutečnosti připadlo na rok 3161, ale pokud je Ohnivý pohár správný, první mistrovství světa se ve skutečnosti konalo v roce 306.

Ačkoli je série podle časové osy odvozené od odkazu na Tajemnou komnatu zasazena do devadesátých let, série často vypadá, jako by byla zasazena do konce devadesátých let až poloviny nového tisíciletí, zhruba souběžně s vydáním knih. V knize Harry Potter a princ dvojí krve používá Cornelius Popletal mužské zájmeno pro označení „předchůdce“ ministerského předsedy Spojeného království. Podle výše uvedené časové osy by k tomu mělo dojít v létě 1996, kdy byl premiérem John Major, jehož bezprostřední předchůdkyní byla žena (Margaret Thatcherová). Dále, při líčení premiérova prvního setkání s Popletalem se kniha zmiňuje o volbách, ale Major nebyl původně zvolen a jednoduše převzal vládu po odstoupení Thatcherové.

Je možné, i když nepravděpodobné, že by se Popletal mohl odvolávat na vzdálenějšího předchůdce, neboť Thatcherová nastoupila do úřadu dříve, než se Popletal údajně stal ministrem kouzel. (I když by si člověk mohl představit scénář, kdy byl Popletal ministrem kouzel pověřen, aby se setkal s premiérem, zatímco on, Popletal, byl v podřadném úřadu.) Navíc se zdá, že osobnost a historie zobrazeného předsedy vlády se více shoduje s osobností Tonyho Blaira než Johna Majora. Článek v Daily Mailu poznamenává, že Rowlingová má blízko k tehdejšímu ministru financí Gordonu Brownovi (často považovanému za soupeře Blairova vedení Labouristické strany, který ho vystřídal a stal se premiérem) a že se mohla pokoušet ukázat Blairovu nejhorší stránku. Pokud by byly knihy nastaveny v souladu s datem vydání Kamene mudrců, pak by k této události došlo v roce 2002 (poté, co se Blair stal premiérem).

Podobný problém se týká Nicolase Flamela, který byl zmiňován jako 665 v době vydání první knihy, ale Nicolas Flamel byl skutečnou historickou osobností a tohoto věku by dosáhl až v roce 1996, přibližně v době vydání první knihy. Vyvrací se, že datum narození „skutečného“ Nicolase Flamela neodpovídá datu narození Nicolase Flamela z Harryho Pottera.

Další problém se týká působení Rubea Hagrida jako hajného v Bradavicích. V celém seriálu je naznačeno, že Hagrid dostal tuto pozici během několika let po svém vyloučení ze školy v roce 1942. Ale v jedné scéně Harryho Pottera a Ohnivého poháru vzpomíná Molly Weasleyová na Ogga, Hagridova předchůdce; protože se zdá, že Hagridova léta hajného se překrývají s Mollyinými léty ve škole, zdá se nepravděpodobné, že by si pamatovala předchozího hajného. Nicméně je možné, že Hagrid se nestal hajným hned po vyloučení, ale spíše začínal jako Oggův asistent. To je přijatelné vzhledem k tomu, že když si Harry myslí, že bude vyloučen za létání na koštěti bez povolení v prvním ročníku, přemýšlí, jestli by mu bylo dovoleno zůstat Hagridovým asistentem.

V knihách je přinejmenším jeden anachronismus. V dopise, který Harry píše Siriusovi v Harry Potter a Ohnivý pohár, se zmiňuje, že jeho bratranec Dudley vlastní PlayStation. Podle časové osy by se tak stalo v létě 1994, ale tento druh herní konzole byl uveden na trh až v prosinci 1994 a pak už jen v Japonsku. Nicméně vzhledem k tomu, že mu rodiče dali, co chtěl, mohli pro to odjet z Británie, stejně jako použít speciální připojení. Nebo si Harry mohl splést PlayStation s podobnou konzolí. Protože většina kouzelníků neví, jak mudlovská technologie funguje, zdá se druhá teorie přijatelná, i když mudlovsky vychovaní kouzelníci věděli o mudlech mnohem víc než průměrný kouzelník.

K další chybě dochází při řešení docházky Bellatrix Lestrangeové a Severuse Snapea do Bradavic. Sirius Black zmiňuje Snapeovu a Bellatrixinu docházku do školy, která se v určitém okamžiku překrývala; to však není možné, protože Bellatrix školu navštěvovala buď od roku 1962 do roku 1969, nebo od roku 1963 do roku 1970, zatímco Snape v Bradavicích začínal v roce 1971. Sirius mohl znamenat, že Snape a Bellatrix běhali se stejným davem, ale v různých časech, nebo stejným způsobem lidí, nebo možná Bellatrix musela opakovat nejméně jeden rok.

Další rozpor je v tom, že Merlin nemohl být oba na dvoře krále Artuše a navštěvovat Bradavice, protože král Artuš vládl od konce 5. století do začátku 6. století, ale Bradavice byly založeny c. 993 n. l., přibližně pět století po vládě krále Artuše. Když byly Bradavice založeny, anglickým králem se stal Æthelred II. Skotským králem byl s největší pravděpodobností Kenneth II. (971-995), nebo méně pravděpodobně Konstantin III. (995-997). Také pokud předpokládáme, že král Artuš se narodil po Merlinovi ve vesmíru Harryho Pottera, pak neponechává žádné období Artušovi, aby vládl jako král Británie v 10.-15. století (časová období, ve kterých se Merlin mohl narodit a žít, pokud šel do Bradavic a stále žije ve středověku), protože králové Británie v těchto časových obdobích jsou dobře zdokumentovány. Jedním z vysvětlení těchto rozporů je, že král Artuš se mohl narodit a vládnout v 5. nebo 6. století a Merlin mohl použít Turnera času, aby se vrátil do tohoto časového období a stal se členem dvora krále Artuše a Merlinem Artušovských legend. To by odpovídalo legendě o Merlinovi, který se narodil starý a časem omládl.

Je-li kanonická časová osa knih (1991-1997) správná, je ve filmech několik anachronismů. Snad nejzřetelnější je, že na začátku Harryho Pottera a Fénixova řádu (zasazeného do roku 1995 podle časové osy), když Harry přiváží Dudleyho domů, je v pozadí jasně vidět číslovka z února 2005; a pak, když Harry letí po Temži k soudu, letí kolem výstavby Canary Wharf (v roce 1995 bylo dokončeno pouze jedno Kanadské náměstí) a Londýnského oka (postaveno až v roce 1999). Podobně ve filmové adaptaci Harryho Pottera a prince dvojí krve je článek v Guardianu o zřícení mostu tisíciletí (postaven až v roce 2000) datován 5. července 2007 a ostatní příběhy zmíněné v novinách jsou skutečnými zpravodajskými příběhy z tohoto roku.

Pokud předpokládáme, že datum na novinovém článku je záměrné a správné, je to nejjasnější důkaz, že časová osa filmu se má odehrávat zhruba 10 let po časové ose knihy. Datum by mohlo být potenciálně použito jako konkrétní referenční bod pro stanovení časové osy filmů, i když to opět koliduje s daty na hrobě Potterových, která jsou stejná jako ta v knize.

Poklad zlatých sluncí

Kačeří příběhy“Poklad zlatých sluncí“

Část 1: „Nevzdávej se lodi“

Show začíná ve městě Duckburg, kde Scrooge McDuck plave ve svém trezoru s hotovostí o třech krychlových akrech. Je však donucen zastavit, protože si uvědomí, že se na něco zpozdil. A tak se rychle převlékne z plavek do normálního oděvu a vydá se na molo, kde se kačer Donald, který nyní narukoval k námořnictvu, připravuje k vyplutí. Když Scrooge dorazí, Donald se loučí se svými synovci Hueym, Deweyem a Louiem a nechává je v péči Scrooge, zatímco on je pryč. Chlapci nejsou příliš nadšeni z toho, že by se Scroogem zůstali na neurčitou dobu, a Scrooge také není nadšený z této myšlenky, ale Scrooge je „jediný, komu [Donald] důvěřuje“ v hlídání dětí.

Poté, co Donald odejde, Scrooge přivede chlapce do svého sídla, kde jim (a divákům) představí Duckwortha Butlera. Chlapci jsou nuceni nechat si posílat jídlo na půdu, a obdrží od Donalda dopis o jeho „dobrodružstvích“ v námořnictvu. Po přečtení dopisu se chlapcům podaří dostat se z podkroví, aby si pohráli kolem sídla, než se Scrooge rozhodne odejít pro svůj koš s penězi. Duckworth má pevné příkazy, aby nenechal děti opustit sídlo, ale chlapci ho svážou záclonovou šerpou („Tohle určitě pozdrží večeři“). Scrooge neochotně dovolí trojici, aby se poflakovala kolem jeho koše, za předpokladu, že se ničeho nedotknou. Scrooge se snaží dostat chlapce ze své mysli tím, že vyhazuje advokáty. Mezi nimi je vůdce Junior Woodchucks, o jehož nabídku Scrooge projevuje zájem. Právě v tu chvíli se synovci dostanou k malé dřevěné lodi ve Scroogeově muzeu, kterou si mysleli, že by mohli poslat Donaldovi. Rozzuřený Scrooge je uzemnil.

Mezitím se třem z Beagle Boys – Big Time, Burger a Bouncer podaří uprchnout z vězení pomocí bomb, které jim byly poslány v přestrojení za bonbóny. Poté se setkají s El Capitanem, osobou, která jim poslala bomby, v opuštěném O’Lorange Theater. El Capitan, antropomorfní pes v trenčkotu, zařídil jejich útěk, protože jsou experti na Scrooge’s Money Bin, a chce, aby z něj ukradli malou dřevěnou loď. Synovci, rozčílení tím, že je Scrooge potrestal, se rozhodnou utéct, ale náhodou si všimnou El Capitana na ulici. Také si všimnou Beagle Boys v Money Bin a běží to vyšetřit. Nepodaří se jim zabránit Beagles v krádeži modelu lodi, ale zločinci skončí tak, že za sebou nechají mapu Scrooge’s Money Bin nakreslenou na zadní straně na letáku divadla. Skrblík přijde, protože ho probudil alarm; chlapci se jim snaží vysvětlit, co se stalo, ale on jim odmítá uvěřit, protože si myslí, že děti jsou jediní, kteří měli zájem ukrást malý člun.

Naštěstí synovci zjistí, že divadlo inzerované na letáku je místo, kde se skrývají Bíglové, a díky Junior Woodchucks Guidebook sestrojí rogalo, aby se dostali z podkroví. Poté zamíří do O’Lorange Theater, kde najdou El Capitana a Bígly, jak diskutují o lodi. Podle El Capitana je to vlastně mapa, která vede k potopené lodi plné zlata, a on je jediný, kdo dokáže kód vyložit. Synovci naberou loď a utečou, protože si myslí, že jim Scrooge pomůže.

Bíglové pronásledují trojici až do Skrblíkovy továrny na sladkosti, kde Skrblík sám odpovídá na otázky pro rozhovor, což ho nakonec přiměje přiznat, že si ty otravné synovce oblíbil. Dvě trojice se přiřítí a Skrblíkovi synovci vysvětlí, co se děje. Vypukne bitka o jídlo, která nakonec vyústí v to, že Bíglovi chlapci jsou pokryti čokoládou a posláni zpět do vězení. Skrblík se omlouvá svým vnoučatům, že jim předtím nevěřil, protože si uvědomil, že tato podivná mapa může mít v sobě něco hlubokého. El Capitan mezitím přísahá pomstu.

Část 2: „Špatná cesta v Ronguay“

Hueymu, Deweymu a Louiemu se podaří rozluštit kód napsaný na mapě, ale odmítnou ho říct Skrblíkovi, pokud jim nedovolí, aby se k němu připojili na jeho honbě za pokladem. Právě v tu chvíli je navštíví Flintheart Glomgold, který chce koupit Skrblíkovu továrnu na cukroví za 2 000 000 dolarů. Vsadí se se Skrblíkem, ve které se jeden z nich musí pokusit vydělat do dvou týdnů více peněz než ten druhý. (Poražený musí spolknout Glomgoldův klobouk.) Skrblík s touto sázkou souhlasí a dovolí chlapcům, aby se k němu připojili, protože vědí, kde je potopená loď s pokladem, po které jdou – Ronguay, Jižní Amerika! Bez vědomí hodných hochů se Glomgoldovi dostává nějaké vlastní pomoci od El Capitana.

Kachny si vezmou levné letadlo, o kterém si brzy uvědomí, že letí špatným směrem. Když si to uvědomí, vtrhnou do kokpitu a zjistí, že pilot je levně vyrobený robot ze společnosti Glomgold; to vzbudí Skrblíkovo podezření. Po přistání v Ronguay jsou splašeni prchajícími občany, kteří vzlétnou v letadle. Skrblík dostane nějaké zásoby a lamu z nedalekého obchodu se zásobami, jehož majitel mu řekne, že Monsapis se blíží. On a synovci se vydají do pouště, během které se Skrblík téměř potopí do tekutého písku, který neviděl, protože nápis „Nebezpečí“ byl odříznut.

Jak Skrblík tuší, Glomgold se snaží sabotovat cestu, aby on a El Capitan mohli najít loď s pokladem jako první. Mají otisk mapy ze Skrblíkovy čokolády, kterou udržují v pevném stavu pomocí zmrzlinového vozíku taženého mulou. Glomgold hodí nějaký dynamit směrem ke Skrblíkovi, ale když se s El Capitanem otočí a zjistí, že jejich mula snědla jejich čokoládovou mapu, je nucen uhasit pojistku. V tomto bodě se začnou objevovat Monsapis, stoletá série přívalových dešťů a záplav, které vyplaší Skrblíkovu lamu.

Skrblíkovi a synovcům se podaří najít jeskyni, která vypadá jako převrácená loď, ale při vstupu do ní nic nenajdou. Zastaví se zde, aby si odpočinuli, ale než tak učiní, synovci zapnou alarm Junior Woodchuck. Když se objeví Glomgold a El Capitan, spustí alarm a probudí Skrblíka a chlapce. Glomgoldovi a El Capitanovi se pak podaří vylézt ze zatopené jeskyně a snaží se Skrblíka a synovce uvěznit uvnitř. Naštěstí Skrblík a synovci nejdou o moc dál, než najdou to, co hledali – vrak lodi plný zlata. Po opravě lodi a jejím vytažení z nyní zatopené Ronguay to vypadá jako hladká plavba, dokud z úkrytu nevyskočí pistolník Glomgold a El Capitan.

Glomgold se škodolibě raduje, když Skrblíka a synovce spouští na záchranném člunu do moře. Glomgold pak ale udělá chybu a hodí Skrblíkovi jednu z mnoha lodních zlatých mincí. El Capitan nechce přijít o nic ze svého zlata a požaduje, aby Glomgold šel ven a přinesl ho zpět. Jejich hašteření vyústí v potopení lodi a Glomgold skončí zachráněn synovci. Jelikož Skrblík vyhrál sázku díky výše zmíněné minci, Glomgold musí sníst svůj klobouk. Chlapci se diví, co se stalo s El Capitanem, který opět přísahá pomstu.

Část 3: „Tři kachny Kondora“

Poté, co vyzvednou Donalda, právě když začíná jeho přestávka, tři kachny nouzově přistanou v Andách. Rampa se cítí na sebe hrdý, ale Skrblík mu nařídí, aby slezl dolů a našel letadlo. Zatímco to dělá, Donald a Skrblík vyrazí na setkání s místním protivníkem – Joaquinem Pomalu, veleknězem Zlatého Slunce, kterému se spousta lidí klaní, protože má Sluneční minci. Domorodci pak začnou dělat to samé Skrblíkovi, protože má také Sluneční minci, k velké nelibosti Pomalu. Pod požadavky Skrblíka, Pomalu prochází své pozadí, o tom, jak jeho předek, Marcheen Pomalu, a jeho společník, Juan Tanamera, ukradli loď plnou pokladů z Údolí Zlatých Sluncí. Ale loď pak byla ukradena kapitánem lodi, který jim zanechal jednu minci. Dvojice udělala mapu do zmíněného údolí a roztrhla ji vejpůl. Marcheen náhodou narazil na tyto zpěváky „Zlatého Slunce!“, zatímco Juan skončil ztrátou druhé poloviny mapy v Antarktidě.

Zatímco se dohaduje s Pomalu, Skrblík pošle Donalda, aby pomohl Launchpadovi opravit letadlo. Launchpad, který dosáhl dna útesu, našel pozůstatky Zlatého Kondora. Pak ho najde několik dalších zpěváků, kteří chtějí, aby letěl se skutečným živým kondorem. Donald, který se při tomto rituálu děje, pomáhá Launchpadovi ven tím, že bliká jeho fotoaparátem do očí kondora, což umožňuje pilotovi převzít lepší kontrolu. Launchpad srazí kondora do chrámu. Pomalu se brání dát Skrblíkovi jeho polovinu mapy, ale neochotně souhlasí, že vymění jeho polovinu mapy za Skrblíkovu Sluneční minci.

Druhý den odpoledne dojde k obchodu, ale jak Skrblík očekává, Pomalu řekne všem „Dětem Slunce“, že on [Pomalu] je jediný velekněz a že Skrblík je podvodník. Následuje honička, při níž zpívající létají skuteční kondoři, když pronásledují tři kachny ve své 24karátové jedničce. Nakonec hrdinové uniknou a zpívající narazí do Pomalu. Pomalu skončí tak, že upustí své mince a oni spadnou z útesu. Přikáže svému harému, aby šel dolů a dostal je, ale oni odmítnou poslechnout jeho rozkaz, když teď ztratil mince. Skrblík odhodí letadlo, aby mohl letět proudy do Antarktidy, kde je druhá polovina mapy, a Rampa vysadí Donalda u lodi jeho posádky.

Zpátky v sídle se Huey, Dewey a Louie snaží obtěžovat paní Beakleyovou a Webbyho pomocí ladičky. Zrovna když se paní Beakleyová chystá ji na ně použít, objeví se venku Launchpad, který pilotuje Skrblíkovo nákladní letadlo. Zatímco pilot pobíhá kolem a hází všechno zásadní a nedůležité do letadla, Huey, Dewey a Louie, kteří se snaží vyhnout Webbymu, aby se k nim připojil, se vplíží do letadla, ale ona je tam následuje. Launchpad nevědomky vzlétne s dětmi v letadle, a když paní Beakleyová s šátkem zahlédne Webbyho v jednom z oken, sveze se na podvozku. Naštěstí se ji Launchpadovi podaří dostat dovnitř, než stihne uklouznout a spadnout na chodník pod ní. Paní Beakleyová požaduje, aby Launchpad letadlo otočil a vysadil je zpátky v sídle. Pilot to odmítá, protože musí tyhle věci dostat Skrblíkovi, než mu umře jeho domácí pípák.

Skupina přistane v Antarktidě a zanedlouho narazí na malou tučňáčí holčičku pronásledovanou mrožem, který nese Scroogeův naváděcí pager. Šátek paní Beakleyové přiláká mrože jako červený plášť a Launchpad skončí tažen s sebou. Huey, Dewey a Louie se je neochotně snaží zachránit. Synovci přemýšlejí, proč měl mrož na sobě Scroogeho věci, a pak odmítnou Webbyho nového přítele tučňáka jako „dalšího taškáře“. Naštěstí jdou s nápadem paní Beakleyové, jak se vrátit po mrožových stopách. Přijdou k jeskyni, kde Scrooge zanechal svou stopu. Po uklouznutí na zamrzlé řece Launchpad vystřelí světlici, která způsobí, že se řeka rozpadne a pošle ho i se synovci k vodopádu. Samečci naštěstí vodopád přežijí, ale nevědí, kam jdou. Za nimi si Webby a paní Beakleyová uvědomí, že je budou muset najít. V tu chvíli se ozve tučňáčí dívka, která se jmenuje Skittles, a říká, že protože všechno v Antarktidě je bílé a/nebo šedé, barevné předměty si tučňáci cení.

Krátce po příjezdu do nikdy nepojmenovaného podzemního města mluvících tučňáků jsou Launchpad a jeho trojice přepadeni starostou a jeho gorilami, protože chtějí jejich barevné oblečení. Pak, když Launchpad řekne starostovi tučňáků v horním klobouku, že zná Skrblíka Skrblíka McKačera jako bratra, tučňáci ho a chlapce hodí do místního vězení. Naštěstí Huey zjistí, že Skrblík, také svlečený ze svého barevného oblečení, je náhodou ve vedlejší cele. Skrblík vysvětluje, že našel druhou polovinu mapy do Údolí támhle v muzeu, ale než ji mohl získat, tučňáci ho zatkli a vzali mu jeho polovinu mapy. Skrblík je pozitivní, že je stále naděje, když slyší, že „paní Beakleyová se pořád potuluje kolem“, ale tři synovci věří, že „bude chycena snáz než my“.

U Skittlesových se Webby přestrojí za dalšího tučňáka a paní Beakleyová se vydá hledat oblečení všech a nechá Webby a Skittles v domě – nebo si to aspoň myslí. Místo toho se holčičky vydají do muzea barev, aby zjistily, že obě poloviny Scroogeovy mapy jsou zalité v tom nejhustším ledu, jaký je možný. Paní Beakleyová mezitím nějak najde ukradené oblečení a objeví se ve vězení. Huey, Dewey a Louie jsou jí trochu vděční, že jim přinesla oblečení, a jsou ještě vděčnější, když prozradí, že si s sebou vzala ladicí vidličku. Chlapci ji použijí, aby se osvobodili, a přitom zničí vězení. Naneštěstí se z ní také vyloupne gigantický mrož, který byl zmrzlý v ledu.

Zatímco Launchpad jde zahřát letadlo, Scrooge plánuje použít ladicí vidličku, aby dostal mapu z ledu, jakmile se dostanou do muzea, za předpokladu, že předtím odvrátí tučňáky házející sněhovou kouli. Než k ní dorazí, on a chlapci narazí na Webbyho a Skittlese. Tučňáci utečou, protože se pak objeví gigantický mrož a rozdrtí muzeum, spolu se Scroogeovými nadějemi, že dostanou mapu ven. Synovci utíkají od mrože, když se snaží dostat k letadlu, a nedaleko za nimi paní Beakleyová, Scrooge, Webby a Skittles utíkají pryč od větších ptáků ve městě. Skupina brzy skončí na okraji ledového útesu, s mrožem připraveným jim useknout křídla. Náhle přiletí Launchpad a shrábne celý skalní bod v nákladním letadle, včetně mrože. Než mrož může do někoho zabořit své kly, Scrooge rozbije alarm, který pošle mrože střemhlav do oceánu pod nimi. Chlapci poděkují paní Beakleyové, že je zachránila, a pak Webby odhalí, že se jí podařilo reprodukovat mapu pomocí pastelek. Skittles se vrací k rodičům pomocí barevného padáku, s Webbyho pastelkami a šátkem paní Beakleyové jako dárek na rozloučenou.

5. část: „Too Much of a Gold Thing“

Jak on a jeho společníci přelétávají řeku Wakka-Wakka, Skrblík začíná být netrpělivý, na všechny křičí a škrábe se, jako by měl blechy. Podle paní Beakleyové chytil Skrblík zlatou horečku, nemoc, která způsobuje, že jeho příjemci touží po zlatě tak moc, že zapomínají na všechno ostatní. Nařizuje Launchpadu, aby urychlil přistání letadla, ale když to udělá, zjistí, že je unáší proud. Naštěstí se vyhýbají přeletu vodopádu, protože Launchpad otevírá dveře nakládací rampy. Skrblík, trojice, Webby a paní Beakleyová se vydají na raft ven, přičemž Launchpad má za úkol zůstat vzadu a dostat letadlo znovu na vodu.

Zanedlouho narazí na rozzuřenou eskadru aligátorů, kterým se podaří uniknout tak, že prám propíchnou nožem, a tak je od aligátorů odstrčí. Pokračují dál k pokladu, protože tam vede stezka. Aniž by to kdokoliv z nich tušil, El Capitan nezůstává pozadu. Rampa mezitím musí ukotvit letadlo ke břehu, zavřít dveře a vypumpovat vodu ven. Když se o to snaží, zaútočí na něj had, který se ho snaží odtáhnout pod vodu. Nakonec se mu podaří letadlo vypumpovat.

Poté, co synovci zachrání Skrblíka z pasti nastražené pro každého, kdo je natolik hloupý, aby sledoval podezřele vzrušující cestu, Skrblík přijde k eskalátoru. Touhle dobou už je Skrblíkovo škubání horší. Zrovna když to vypadá, že se dostali do slepé uličky, Skrblík a děti použijí větev stromu, aby otevřeli neviditelné dveře. Uvnitř je Údolí, kde narazí na první zlomek pokladu – prsten z obřích zlatých disků. Právě tolik je podle Skrblíka ještě více zlata než ve Fort Knox, který se snaží jednoho z nich uvolnit ze zdi, protože věří, že ho může odnést zpět do letadla. Disk se sice uvolní, ale skončí pádem ze zdí a vezme s sebou celou partu. Naštěstí seskočí ve správnou chvíli a disk narazí do chrámu ze zlata, který je zamaskovaný v kopci.

Skrblík, jehož zlatá horečka je už tak zlá, že škytá a v jednu chvíli se chová jako kočka, odkryje vchod do chrámu, kde je prakticky každá místnost ze zlata a je ho plná. Zamíří do centrální komnaty uvnitř chrámu a narazí na kostry zemřelých průzkumníků, kteří byli také infikováni zlatou horečkou. Skrblík odmítá uvěřit, že ho potká podobný konec, a nevěří, že nedaleká studna někam vede. Místo toho on a synovci (kteří sami začínají chytat zlatou horečku) prozkoumají nádvoří a podívají se, co toto místo nabízí. Zatímco samci prohlížejí komnaty se zlatým prachem a zlatými mincemi (které, jak si synovci všimli, vypadají stejně jako Skrblíkův koš na peníze), Webby se snaží přeložit „kamennou“ tabulku, která říká, že každý, kdo je natolik chamtivý, že otevře všechny dveře, spustí další past. Skrblík to zjistí příliš pozdě a nevědomky spustí kletbu. Je omráčen jednou ze zlatých cihel ze třetí místnosti a všechny dveře se zavřou a uvězní kachny. Aby toho nebylo málo, přichází El Capitan a míří na ně brokovnicí.

El Capitan je donutí vlézt do hrnce visícího nad výše zmíněnou studnou, a tvrdí, že na to čekal 400 let, a začne je spouštět do tzv. lávové jámy. Scrooge nabude vědomí a začne se třást navzdory intenzivnímu horku, které je posledním krokem ve zlaté horečce, protože láva je také ze zlata. Scrooge prohlásí, že je to „skutečný Poklad Zlatých Sluncí“, a když to uslyší, El Capitan je přivede zpět nahoru se slovy, že „jim nedovolí ochutnat jedinou kapku [svého] zlata“. Scrooge a El Capitan začnou bojovat, aniž by si všimli účinků kletby. Dočasně se zastaví, aby se vyhnuli podlaze, když si všimnou, že se hroutí, a skočí do bezpečí. Pak se stěny začnou hýbat, snaží se je všechny vysypat do zlaté lávy dole. V tomto bodě se Scrooge konečně probere ze své zlaté horečky a využije liány rostoucí na stěnách, aby vyšplhal ven se zbytkem své skupiny. Dokonce s sebou vezmou i El Capitana, navzdory jeho naléhání, aby jim zůstalo „všechno to krásné zlato“. Kletba dále způsobí, že obří zlaté kotouče odrážejí své světlo do lávy, což způsobí sopečnou erupci. Rampa si toho všimne a v domnění, že jde o záchrannou světlici, na kterou mu Skrblík dá signál, letadlo znovu nastartuje a všechny zachrání.

Když se hrdinové dostanou z ničivého Údolí, přistanou zpátky v řece a El Capitan se utrhne. Ale když přijde na místo, kde by Údolí bylo, je teď pohřbené pod horou hlíny. Zatímco Scrooge to shledává vtipným, frustrovaný, ale neohrožený El Capitan se začne snažit vykopat zlato. Scrooge zamíří zpět k letadlu, říká, že by si přál, aby z toho měl alespoň jeden suvenýr. A ukáže se, že ano – další z výbuchů zlaté lávy dal nákladnímu letadlu nový nátěr! Scrooge se těší na odpočinek, říká, že s hledáním pokladů skončil… nebo si to aspoň myslí.

Pierre Shale

Rozbitá konkrece s fosiliemi uvnitř; pozdní křídová Pierre Shale poblíž Ekalaky v Montaně.

Pierre Shale je geologický útvar v horní křídě, který se vyskytuje východně od Skalistých hor od Severní Dakoty po Nové Mexiko.

Pierrova břidlice byla popsána Meekem a Haydenem v roce 1862 v Proceedings of the Academy of Sciences (Philadelphia). Popsali ji jako tmavě šedou břidlici, fosilní, s žilkami a spárami sádrovce a konkrénami oxidu železitého. Pierrova břidlice je v typové lokalitě silná asi 700 stop (210 m). Překrývá Niobrarovu divizi a je základem Fox Hills. Byla pojmenována podle výskytu poblíž Fort Pierre na řece Missouri v Jižní Dakotě.

Pierre Shale je mořského původu a byla uložena v Západním vnitrozemském moři. Je v korelaci s dalšími mořskými břidlicemi, které se vyskytují dále na západ, jako Bearpaw Shale, Mancos Shale a Lewis Shale.

Pierrova břidlice je hostitelskou formací pro komerční ložiska ropy na polích Florence a Canon City v okrese Fremont v Coloradu. V nedávné době byl zemní plyn těžen v Ratonské pánvi v jižním Coloradu. Břidlicová formace je obvykle příliš nepropustná pro těžbu uhlovodíků, ale produkuje se v oblastech, kde je přirozeně štěpena.

Vývoj žraloků

Cladoselache (vlevo nahoře, střední devonský), Ischyodus (vpravo nahoře, pozdní jura) a Hybodus (dole, raná jura)

Důkazy o existenci žraloků sahají do období 450-420 milionů let, do období Ordoviku, před existencí suchozemských obratlovců a před kolonizací kontinentů mnoha rostlinami. Vše, co se podařilo získat z prvních žraloků, jsou některé šupiny. Nejstarší žraločí zuby jsou staré 400 milionů let. První žraloci vypadali velmi odlišně od moderních žraloků. Většinu moderních žraloků lze vysledovat až do doby před 100 miliony let.

Navzdory všeobecnému přesvědčení se žraloci nezměnili už 300 milionů let. Nicméně mnoho rodin, které máme dnes, existuje možná posledních 150 milionů let.

Většinou jsou nalezeny jen zkamenělé zuby žraloků, i když často ve velkém množství. V některých případech byly objeveny kusy vnitřní kostry nebo dokonce kompletní zkamenělí žraloci. Odhady naznačují, že během několika let mohou žralokovi vyrůst desítky tisíc zubů, což vysvětluje hojnost zkamenělin. Vzhledem k tomu, že se zuby skládají z fosforečnanu vápenatého, apatitu, jsou snadno zkamenělé.

Místo kostí mají žraloci chrupavčité kostry, jejichž vrstva připomínající kosti se rozpadá na tisíce izolovaných hranolů apatitů. Když žralok zemře, rozkládající se kostra se rozpadne a hranoly apatitů se rozptýlí. Kompletní kostry žraloků se zachovají jen tehdy, když dojde k rychlému pohřbení do spodních sedimentů.

Snout ze žraloka devonského.

Čenich devonského žraloka byl typicky krátký a zaoblený, čelisti byly podélné a umístěné v přední části hlavy. U moderních žraloků je čenich typicky podélný a špičatý, čelisti kratší a umístěné pod hlavou. Dlouhé čelisti jsou strukturálně slabší než krátké a méně schopné produkovat silné kousnutí, takže ranní žraloci mohli utrhnout kořist ze dna nebo „na ploutvi“ s jemností podobnou kleštím.

Na rozdíl od většiny moderních žraloků, u nichž je horní čelist připevněna pouze k mozkové schránce na zádech („hyostylová“ čelistní suspenze). V důsledku toho mohli být starověcí žraloci méně schopni vystrčit čelisti než žraloci moderní, což snižovalo jejich schopnost nasávat kořist do tlamy a omezovalo velikost jejich potravy.

Mozková schránka a čichové kapsle (v nichž jsou umístěny pachové orgány) prastarých žraloků byly poměrně malé, což naznačuje, že měli menší mozek a méně vyvinutý čich než jejich moderní potomci. Menší velikost mozku může také naznačovat, že jejich ostatní smysly byly méně bystré, predátorské chování méně pružné a sociální dynamika méně sofistikovaná než u většiny moderních žraloků (zejména velrybářů a kladivounů).

Pohled na kostru devonského žraloka.

Zuby nejstarších žraloků měly hladké a mnohozubé hrany, s velkou středovou čepelí po obou stranách lemovanou dvěma nebo více menšími kusy (typ zubu nazývaný cladodont, což znamená „zuby s větvemi“). Ačkoli někteří z konzervativnějších moderních žraloků (jako jsou žraloci šestirohý a sedmihlavý, žraloci ošetřovatelští a smoothhounds) mají zuby s více kusy, nejnovější formy (jako jsou velrybáři, kladivouni a žralok bílý) mají obvykle zuby s jedním kusem, často se zoubky. Zuby Cladodont jsou nejvhodnější pro chycení kořisti, kterou lze spolknout celou; zatímco ostré nebo zoubkované zuby s jedním zoubkem moderních žraloků otevírají nové možnosti stravování, které jim umožňují vydloubnout kusy potravy příliš velké na to, aby se daly spolknout celé.

Prsní ploutve prastarých žraloků byly trojúhelníkové a pevné s širokými základnami. Oproti tomu většina moderních žraloků má falkaté, vysoce pružné prsní ploutve s úzkými základnami. Proto byly ploutve prastarých žraloků pravděpodobně o něco méně obratné než ploutve moderních žraloků, což je činilo méně obratnými.

Páteř prastarých žraloků se skládala z mnoha relativně jednoduchých obratlů, které nebyly vypočteny a páteř nesvíraly. Páteř většiny moderních žraloků obsahuje méně kompletně vymodelovaných obratlů, které mají zvápenatělé pásy a páteř v pravidelných intervalech stahují. (Výjimkou jsou žraloci skvrnití a žraloci šestižároví a sedmihlaví, z nichž většina obývá velmi hluboké vody. Není jasné, zda je to způsobeno zachováním primitivních charakteristik, nebo sekundární adaptací na jejich na živiny chudé hlubinné prostředí.) Špatně zvápenatělá páteř prastarých žraloků mohla být méně schopná odolat silám vytvářeným bokovými svaly, což z nich dělalo méně silné plavce než z většiny jejich moderních potomků.

Přesto byli v mnoha ohledech starověcí žraloci velmi podobní moderním žralokům. Stejně jako dnešní žraloci měli starověcí žraloci chrupavčitou kostru, vyměnitelné zuby, zubům podobné šupiny zvané „dermální zubní ploutve“, mnohočetné žaberní štěrbiny, dvě sady párových ploutví (prsní a pánevní), svěrače (párové, chrupavkami podporované kopulační orgány samců žraloků, vyvinuté podél vnitřního okraje pánevních ploutví), páteř, která sahala do horního laloku ocasu, a silně heterocerózní ocasní ploutev (správněji nazývaná ocasní ploutev), ve které je horní lalok podstatně delší než dolní.

Genetik Andrew P. Martin a jeho spolupracovníci změřili mtDNA rozdíly u několika druhů žraloků. Aby Martin mohl kalibrovat své molekulární hodiny pro žraloky, potřeboval dát do souvislosti genetickou změnu u jedné nebo více populací těchto zvířat se spolehlivě datovanou geologickou událostí. Porovnal geny dvou populací malého druhu kladivouna (Sphyrna tiburo), které byly odděleny vzestupem Panamské šíje, k němuž došlo zhruba před 7 až 3 miliony let. K jejich překvapení Martin a jeho kolegové zjistili, že rychlost genetické změny u žraloků je ve srovnání se savci pozitivně ledová – někteří sedmkrát až osmkrát pomalejší. Mají 10 srdcí.

Na základě svého dosavadního výzkumu Martin odhaduje, že u žraloků jednoprocentní rozdíl v genové sekvenci odpovídá přibližně 6 milionům let divergentní doby. V nedávné studii Martin změřil procentuální rozdíl v mtDNA zástupců všech tří rodů v rámci čeledi Lamnidae. Zjistil, že Lamna je nejvíce divergentní rod, který se od Carcharodonu liší zhruba o 7,6%. Tento genetický rozdíl naznačuje, že k separaci Lamny a Carcharodonu došlo zhruba před 65 až 35 miliony let. Martin také zjistil, že Isurus se od Carcharodonu liší asi o 7,1%. Tento rozdíl naznačuje, že se tyto dva rody odlišily asi před 60 až 35 miliony let. Proto podle Martinových genetických studií lze tyto rody vystopovat nejvýše před 60 miliony let.

Důkazy z molekulární genetiky tak podporují paleontologem navrhovaný čas vzniku Carcharodona (pokud je Isurolamna zahrnuta do jeho rodokmenu) a Isura (pokud je považován za nejstaršího zástupce tohoto rodokmenu). Genetické důkazy však naznačují mnohem starobylejší čas vzniku Lamny, než je v současnosti doloženo fosilními záznamy (před 65 miliony let versus před 42-38 miliony let).

Používání molekulárních hodin pro výpočet doby vzniku biologických rodů je stále v plenkách a – jako každá nová technika – zůstává kontroverzní. Paleontologové i genetikové se však shodují, že ve srovnání s jinými moderními žraloky je Carcharodon poměrně starobylý rod.

Nejstarší známý fosilní žraločí zub Leonodus (vlevo) datující se zpět appx. 400 milionů let. Jejich celkový tvar koruny vzdáleně připomíná zkamenělé zuby Xenacanthus (vpravo), což možná naznačuje, že tito raní žraloci byli příbuzní. Jejich kořeny jsou však zcela odlišné, což naznačuje, že Leonodus a Xenacanthus si mohli vytvořit podobné koruny jako adaptaci na krmení se podobnou kořistí, spíše než kvůli společnému původu.

Ve sbírkách jsou tisíce fosilních žraločích šupin (které jsou pravděpodobně nejrozšířenější z mikrofosilií obratlovců, ale často jsou přehlíženy kvůli jejich nepatrné velikosti), stovky ploutvových trnů, občas nějaký ten obratel nebo lebka a – velmi výjimečně – otisky měkkých tkání. Ale protože jsou mineralogicky stabilní a prolévají se po celý život žraloka, většinou máme zuby – tisíce a tisíce zkamenělých žraločích zubů jiskřících v obrovské prázdnotě geologického času.

Měřítko Elegestolepis. S korunou měřící asi 1/625 palce (0,4 milimetru), tak drobné fosilie naznačují, že historie žraloků sahá nejméně 420 milionů let zpět.

Nejstarší žraloci jsou zastoupeni pouhou hrstkou izolovaných šupin. Žraločí šupiny mají charakteristickou strukturu podobnou zubu, takže si můžeme být celkem jisti, že takové šupiny skutečně pocházejí z nějakého druhu žraloka. Nejstarší žraločí šupiny pocházejí z období pozdního ordoviku, asi před 455 miliony let, z území dnešního Colorada. Tyto šupiny se však od dnešních žraloků liší v několika důležitých ohledech, takže ne všichni paleontologové se shodují, že pocházejí z pravých žraloků. Nejstarší nesporné žraločí šupiny jsou staré asi 420 milionů let, z raných nalezišť na Sibiři. Tito drobní přeživší z prehistorie byli přiřazeni k rodu Elegestolepis, ale nemáme žádné vodítko o tom, jak mohl vypadat zbytek žraloka. Žraločí šupiny podobného stáří jsou známy také z území dnešního Mongolska a byly přiřazeny k rodům Mongolepis a Polymerolepis. Kromě toho, že pro tyto nejstarší žraloky máme jména, nevíme o nich téměř nic.

Naštěstí se fosilní záznamy žraloků stávají od devonského období bohatšími a rozmanitějšími. Nejstarší fosilní žraločí zuby pocházejí z raných devonských nalezišť, starých asi 400 milionů let, na území dnešní Evropy. Tyto zuby jsou dvouzubé a drobné, kratší než osmina palce (3-4 milimetry) na délku. Patřily záhadnému starověkému žralokovi známému jako . Na základě jeho dvojitých špičatých zubů mohl Leonodus patřit do rodiny sladkovodních žraloků známých jako xenacanths. Ne všichni paleontologové se však na této interpretaci shodují. Takže stejně jako většina nejstarších žraloků je i Leonodus jméno bez tváře.

Nejstarší zkamenělý žraločí mozeček pochází ze středodevonských nalezišť starých asi 380 milionů let, na území dnešního Nového Jižního Walesu v Austrálii. Na základě podoby tohoto téměř kompletního mozečku se mnoho paleontologů domnívá, že jeho bývalý majitel mohl být xenakant. Nejstarší částečně artikulované zkamenělé zbytky žraloka byly objeveny geologem Gavinem Youngem v nalezištích přibližně stejného stáří v pohoří Lashley v Antarktidě. Ačkoli vykazují podivnou kombinaci rysů, mohou být tyto zbytky také z xenakanta – možná stejného druhu, z jakého byl vyroben nejstarší fosilní žraločí mozeček. Young pojmenoval tohoto 16 palcového (40 centimetrů) žraloka Antarctilamna, což znamená „žralok lamnid z Antarktidy“. Dojmy mozkových pouzder, ploutví a zubů z tohoto raného žraloka jsou známy z Austrálie a Saúdské Arábie.

Nejstarší známé kosterní fragmenty jakýchkoli chondrichtyjanů pocházejí nejméně z doby před 380 miliony let. Nové důkazy naznačují, že neurokranie (chrupavčitá „lebka“) žraločího rodu Pucapampella, pocházející ze středodevonských horninových vrstev Bolívie a Jižní Afriky, může být dokonce o něco starší než 380 milionů let.

Antarctilamna zub ukazuje xenacanth-jako dvě špičaté koruny.

Přes všechny tyto zkamenělé kousky antarktilamny měli paleontologové těžké časy, když si lámali hlavu s tím, jak celé zvíře vypadalo v životě. Antarktilamna měla silnou páteř před dlouhou, nízkou hřbetní ploutví a dvouhroty zubů (typ zubu nazývaný „diplodont“), což je kombinace, která okamžitě naznačuje spřízněnost s xenakantem.

Xenacanthové byli téměř výhradně sladkovodní obyvatelé a měli dlouhou, dozadu směřující ploutvovou páteř těsně za lebkou (název xenacanth znamená „podivná páteř“), diplodontové zuby, štíhlé tělo podobné úhoři, protáhlou hřbetní ploutev táhnoucí se podél většiny zad a symetrický, zužující se ocas. Jestliže byla Antarctilamna xenacanth, měla pravděpodobně stejný typ tělesné formy a ocasu, což jí mohlo umožnit plavat mezi hustou jezerní vegetací. Doposud je Antarctilamna známá pouze ze sladkovodních nalezišť, proto – bez ohledu na její tělesnou formu – se zdá pravděpodobné, že vedla životní styl podobný xenacanthům a strašila ve sladkovodních jezerech a řekách. Antarctilamna však měla také některé velmi neexenacanthovské rysy. Zejména její ploutvové ostny se více podobají hřbetům jiné skupiny starověkých žraloků známých jako ctenacanthové. Jak v Antarctilamně, tak v ctenacanthu jsou hřbetní ploutve válcové a zdobené unikátními řadami malých zubů podobných trnům (název ctenacanth znamená „hřbet z hřebenu“). ctenacanthu měli spíše žraločí tvar než úhoři podobné xenacanthu, s pevně postaveným, zúženým tělem, dvěma oddělenými hřbetními ploutvemi a hluboce rozeklaným ocasem. Přesto se ctenacanthu vyznačují také tím, že mají zuby s více špičatými zuby (typ zubu se nazývá cladodont, což znamená „zuby s větvemi“), které jsou velmi nepodobné zubům Antarctilamny a xenacanthu. Současný paleontologický konsenzus předběžně řadí Antarctilamnu mezi xenacanthy, ale stále není jasné, zda to byl xenacanth s hřbetními ploutvemi podobnými ctenacanthu, ctenacanth se zuby podobnými xenacanthu nebo něco úplně jiného.

I přes tyto nejasnosti ohledně vzájemných vztahů, formy a životního stylu Antarctilamny není pochyb o tom, že to byl plnohodnotný žralok, který nosil karty – a tím se zařadil mezi nejranější ověřené předky moderních žraloků. Žraloci tak byli odlišnou formou života již ve střední devonské době, před více než 400 miliony let.

Tenkrát byl svět úplně jiné místo. Existovaly jen dva kontinenty, Laurasie na severu a Gondwanaland na jihu. Tyto pevniny byly obklopeny teplým, mělkým mořem. Kdybyste se vrátili v čase o 400 milionů let zpět, našli byste opravdový bestiář podivných a bizarních tvorů. V devonských mořích se dařilo životu.

Kostra Cladoselache fyleriho, fosilního žraloka. Z Amerického přírodovědného muzea v New Yorku.

Ačkoli raní žraloci mají kořeny v ordovickém období, první dobře zachovanou ranou žraločí fosilií, která byla objevena, byl Cladoselache pocházející z doby před přibližně 350 miliony let, který byl nalezen ve vrstvách Ohia, Kentucky a Tennessee. Fosilie tohoto žraloka byla nalezena jako zázrakem neporušená v jezeře Erie. Byla tak dobře zachovaná, že byla vidět jeho svalová vlákna, stejně jako jeho ledviny. Cladoselache měl dvě nízké hřbetní ploutve, obě s výraznou páteří, široké prsní ploutve a oči posazené daleko dopředu na hlavě. Ústa byla v přední části hlavy, na rozdíl od spodních zavěšených tlam moderních žraloků, a zuby měly velký středový špičatý hrot s menším hrotem na každé straně. Ačkoli Cladoselache téměř jistě nebyl vůbec první skutečnou elasmovětev, vyzbrojenou Cladoselache, paleontologové byli schopni kategoricky prohlásit, že elasmovětev dorazila.

Cladoselache byl jen asi 1 m dlouhý s tuhými trojúhelníkovými ploutvemi a štíhlými čelistmi. Jeho zuby měly několik špičatých hrbolů, které by se při použití opotřebovaly. Podle počtu zubů nalezených na jednom místě je nejpravděpodobnější, že Cladoselache své zuby nevyměňoval tak pravidelně jako moderní žraloci. Jeho ocasní ploutve měly podobný tvar jako žraloci velcí bílí a pelagičtí žraloci krátkoploutví a makos dlouhoploutví. Objev celých ryb, kterým byl ocas nalezen nejdříve v žaludku, naznačuje, že byly rychlými plavci s velkou mrštností.

Stejně jako mnoho prastarých žraloků měl i Cladoselache krátký zaoblený čumák, tlamu umístěnou v přední části hlavy (typ tlamy nazývaný „terminál“), dlouhé čelisti připojené k lebce pod čumákem a za okem, cladodontové zuby a silnou páteř před každou hřbetní ploutví. Přesto měl také silný kýl vyvinutý podél boku ocasní stopky a ocasní ploutev ve tvaru půlměsíce, s horním lalokem přibližně stejně velkým jako spodní (u většiny moderních žraloků je ocas rozhodně horně těžký, s horním lalokem značně delším než spodním). V těchto aspektech se Cladoselache podobá moderním žralokům makrelovitým z čeledi Lamnidae, což je skupina zahrnující žraloka bílého a jeho blízké příbuzné, žraloky mako a mako. Kombinace bočních kýlů a srpkovité ocasní ploutve je velmi charakteristická pro rychle plavající ryby, jako jsou tuňáci, billfishe a žraloci mako. Mnoho paleontologů se proto domnívá, že Cladoselache byl specializován jako vysokorychlostní predátor. Pozoruhodně zachovalé exempláře z Clevelandské břidlice v Ohiu tuto představu podporují.

Až na malé, mnohovroubkované šupiny podél okrajů ploutví, v ústní dutině a kolem oka se zdá, že Cladoselachesova kůže byla téměř bez kožních zubů. Dermální zubní ploutve slouží jako více než jednoduché brnění proti poranění, posilují kůži a poskytují pevnější uchycení pro plavající svaly, přesto se Cladoselache dokázal obejít téměř bez nich. Cladoselacheovy ploutvové páteře byly také zvláštní. Byly neobvyklé tím, že byly krátké a čepelovité, složené z porézního kostnatého materiálu a umístěné v určité vzdálenosti před původem každé hřbetní ploutve. Tyto ploutvové páteře mohly být lehčí a pevnější než hustší, bodlinatější páteře jiných žraloků. Tyto lehké, ale pevné ploutvové páteře mohly snížit námahu při plavání, a přesto poskytovaly pevný odrazující účinek na případné predátory.

Na rozdíl od jakéhokoli jiného žraloka, starého či moderního, Cladoselache zřejmě postrádal klastry. Jiní žraloci už měli klastry vyvinuté v době Cladoselacheho objevení. Například xenacanthové – kteří se objevili zhruba 50 milionů let před Cladoselachem – měli končetinové klastry podepřené kosterními prvky, které se někdy zachovaly jako fosilie. Diademodus, Cladoselacheho současník, měl zřejmě také dobře vyvinuté klastry. Zdá se vysoce nepravděpodobné, že by každý známý exemplář Cladoselache byl samice, takže je poněkud záhadou, jak se tito žraloci rozmnožovali. Přesto se Cladoselache zřejmě podařilo nějak se rozmnožit, protože jeho rodokmen přežil téměř 100 milionů let. Může se to zdát jako nepříjemná představa, ale možná Cladoselache dosáhl vnitřního oplodnění tím, že částečně vytlačil zadní část svého kloaky a použil ji jako orgán přenosu spermií. To je metoda kopulace používaná většinou moderních ptáků a několika moderními obojživelníky a plazy – konkrétně cesiemi (které připomínají beznohé mloky) a ještěrkovitou tuatarou.

Zhruba před 300 až 150 miliony let lze většinu fosilních žraloků přiřadit k jedné ze dvou skupin. Jedna z nich, Acanthodii, se téměř výhradně zabývala sladkovodním prostředím. V době, kdy tato skupina vyhynula (asi před 220 miliony let), dosáhla celosvětové distribuce. Druhá skupina, hybodonti, se objevila asi před 320 miliony let a vyskytovala se převážně v oceánech, ale také ve sladké vodě.

Složení kořisti Cladoselache.

„Clevelandská břidlice“ na jižním břehu Erijského jezera poskytla paleontologům některé z nejpozoruhodnějších – a nejšťastnějších – geologických havárií vůbec: asi 100 exemplářů 370 milionů let starého, 4 stopy dlouhého (1,2 metru) žraloka zvaného Cladoselache, z nichž některé jsou tak znamenitě zachované, že v různé míře jsou rozeznatelné nejen zuby a ploutvové páteře, ale také čelisti, lebka, obratle, svalová vlákna, a dokonce i ledvinové tubuly.

Tyto mimořádně dobře zachovalé exempláře Cladoselache podporují domněnku – odvozenou z tvaru ocasu – že se jednalo o lovce rychle plavajícího. Paleontolog Mike Williams studoval mnoho skvěle zachovalých fosilních exemplářů Cladoselache vykopaných z ‚Clevelandské břidlice‘. Je s podivem, že 53 z těchto exemplářů mělo identifikovatelné stopy po posledním jídle uchovávaném ve svých střevních oblastech. To umožnilo Williamsovi získat některé poznatky o predátorských návycích Cladoselache. Zjistil, že 65% zkoumaných exemplářů snědlo malé kostnaté ryby s rejnokovitými ploutvemi, 28% Concavicaris podobný krevetám, 9% conodonts (zvláštní obratlovci podobní jestřábům se složitými, hřebenovitými zuby) a jeden exemplář snědl jiného žraloka. (Tato procenta se sčítají na více než 100, protože některé exempláře snědly více než jeden druh kořisti.)

Orientace potravních položek v tělní dutině naznačuje, že Cladoselache byl dostatečně rychlý, aby svou kořist chytil na ploutev. Zuby měl mnohohroté a hladké, takže byly vhodné k uchopení, ale ne k trhání nebo žvýkání. Cladoselache proto pravděpodobně chytil kořist za ocas a celou ji spolkl.

Cladoselache mohl mít i jiný důvod k tomu, aby si osvojil vysokorychlostní životní styl. Sdílel devonské moře s Dunkleosteusem, 20 stop (6 metrů) dlouhým dravým placodermem s obrovskými zuby a masivními, silně pancéřovanými čelistmi.

Poznámka: Clevelandská břidlice obsahuje také zkamenělé pozůstatky Ctenacanthů a Stethacanthů.

Zhruba ve stejné době, kdy se Cladoselache poprvé objevil, se vyvinula důležitá skupina žraloků známá jako ctenacanths. ctenacanths sdíleli s Cladoselachem četné konzervativní rysy, ale vyvinuli také několik pokročilejších. Stejně jako Cladoselache, ctenacanths měli cladodontové zuby, čelisti připevněné k lebce vpředu a vzadu, široké prsní ploutve a silnou páteř před každou hřbetní ploutví Ale na rozdíl od Cladoselache byly prsní ploutve ctenacanths podepřeny u základny třemi bloky chrupavky – jako u většiny moderních žraloků – což jim umožňovalo větší flexibilitu. Ale na rozdíl od Cladoselache byly prsní ploutve ctenacanths podepřeny u základny třemi bloky chrupavky – jako u většiny moderních žraloků – což jim umožňovalo větší flexibilitu.

Ctenacanths se lišily také tím, že jejich hřbetní ploutve byly dlouhé a válcové, s charakteristickými podélnými hřebeny a jedinečnými řadami tuberklů (odtud jejich název). Tyto hřbety byly složeny z hutného smaltovaného materiálu a hluboce zapuštěny podél předního okraje každé hřbetní ploutve – jako u moderních bodlinatých psů (čeleď Squalidae) a žraloků býčích (Heterodontidae).

Ctenacanths jsou známy téměř výhradně z hojných fosilií jejich charakteristických ploutvových ostnů (tělesné otisky nebo kosterní pozůstatky těchto žraloků jsou poměrně vzácné). Nejznámějším rodem je Goodrichthyes, známý z 2,3 metru dlouhého exempláře z raných nalezišť na území dnešního Skotska. Tento exemplář je bohužel obsažen v asi 200 samostatných kusech horniny, a je tedy poměrně obtížné jej interpretovat. Rod Ctenacanthus je sám zastoupen mnoha druhy, téměř všechny byly založeny na bázi ploutvových ostnů. ctenacanths se objevili v pozdním devonu (asi před 380 miliony let – o něco dříve než Cladoselache) a přetrvávali až do permu, několik jich zůstalo na (asi před 250 miliony let). Není však pochyb o tom, že jejich rozkvět – pokud jde o rozmanitost a hojnost – nastal v době karbonu.

Top, Cladoselache; middle, Helicoprion; bottom, Stethacanthus.

K prvnímu většímu záření žraloků došlo během karbonského období, před 360 až 286 miliony let. karbonský (což znamená „tvorba uhlí“) dostal své jméno podle silné vrstvy rostlinné hmoty, která vznikla, když mělká moře utopila severní kontinenty, jež byly později vtlačeny do uhlí. Ve sladkovodních jezerech plavali plicní a xenacantští žraloci (potomci Antarktilamny, kteří přetrvávali ve sladkovodním prostředí až do raného triasu, asi před 220 miliony let). V moři se dařilo korálům, bryozoům, crinoidům a měkkýšům. S výjimkou akanthodianů však v raně karbonských mořích plavalo jen málo ryb. Fosilní záznamy ukazují, že více než 75% rybích skupin žijících během pozdního devonu vymřelo ještě před počátkem karbonu. Plakodermové – kdysi dominantní skupina obrněných ryb – toto vymírání přežili, ale při značně snížené rozmanitosti a hojnosti.

Neštěstí placodermů představovalo skvělou příležitost pro žraloky obecně a pro jednu skupinu zvlášť: stethacanthidy. Snad v reakci na ekologické niky, které vyklidili placodermové, se stethacanthidi rozletěli do záplavy bizarních forem a životního stylu. Byl to jakýsi zlatý věk stethacanthidů – doplněný neskutečně těžkopádnými pokrývkami hlavy a podivnými, ale fascinujícími rituály. Jedním z nejzvláštnějších z těchto žraloků byl samotný Stethacanthus. Nejznámější z karbonových nalezišť ve středním Skotsku a Montaně, Stethacanthus byl asi šedesát centimetrů dlouhý žralok, který obýval teplá, mělká moře. Zajímavé je, že žádný samičí exemplář (identifikovatelný podle nedostatku svěráků) Stethacanthuse nebyl nikdy nalezen. Přesto je současný a velmi podobný rod Symmorium reprezentován výhradně exempláři bez svěráků. Jednou z možností je, že Symmorium může být ve skutečnosti samice Stethacanthuse. Pokud je tomu tak, pak samice Stethacanthuse byly naprosto okouzlující, půvabné malé žraloky. Ale samci mohou být možná nejlépe popsáni jako postiženi galanterií. Samec Stethacanthuse (sportující dobře vyvinuté svěráky) měl obrovskou, plochou hřbetní ploutev ježící se zvětšenými šupinami. V podstatě to vypadalo jako ryba s kartáčem trčícím ze hřbetu. Navíc samec Stethacanthuse měl podobné zvětšené šupiny na vrcholu hlavy, takže celý vynález připomínal sadu velkých, štětinatých čelistí.

Desítky vysoce nápaditých nápadů byly rozvinuty, aby „vysvětlily“ funkci bizarní pokrývky hlavy Stethacanthů. Jedna z domněnek říká, že spárované struktury mohly napodobovat čelisti nějakého tvora příliš velkého na to, aby se dal zastrašit. Jiná, poněkud vrtošivější domněnka říká, že – natažením krku a prohýbáním hřbetu – by se Stethacanthus mohl ve skutečnosti přisát na břicho většího mořského zvířete a svézt se. Toto chování při stopování připomíná novodobé remory, kteří používají svůj vysávací kotouč (také upravenou hřbetní ploutev) k přilepení na velryby, mořské želvy, žraloky a další velké ryby. Podle paleoichthyologa a specialisty na stethacanthidy Richarda Lunda se bohužel zdá, že struktura křovin nebyla příliš pohyblivá. Ani jeden z výše uvedených návrhů však nevysvětluje, proč jsou takto obdařeni pouze samci Stethacanthů.

Orthacanthus seckenbergianus

Daleko pravděpodobnější se zdá, že hřbetní štětec a lebeční štětiny Stethacanthů tak hrály určitou roli v jejich námluvních rituálech. Možná byl štětec symbolem mužnosti, podobně jako parohy jelenů, což umožnilo samicím Stethacanthů vybrat si toho nejlepšího, geneticky nejvhodnějšího samce, s nímž se budou pářit. Nebo se štětec a štětiny používaly při soubojích samců s samci, což umožnilo bojujícím bojovat společně, když testovali sílu toho druhého v soutěži o přístup k místům páření nebo sexuálně vnímavým samicím. Podobné souboje síly se vyskytují i u moderních bannerfishů rodu Heniochus. V menší míře než Stethacanthus mají bannerfishé vymodelovaná čela, která usnadňují samcům spojit se, oko na oko, pro chlapácky tlačící zápasy. Pokud by se Stethacanthus, podobně jako moderní žraloci, spoléhal na pohyb vpřed, aby ventiloval žábry, slabší bojovník by se v takových zápasech poměrně rychle zadýchal a byl by nucen uznat vítězství.

V celkové tělesné formě byl Stethacanthus zřejmě vysoce aerodynamický žralok s falcatem, relativně úzkými prsními ploutvemi a téměř symetrickou ocasní ploutví podobnou Cladoselache. Proto mohl být Stethacanthus rychlým plavcem s dobrou ovladatelností… kdyby ho nezkazil těžkopádný hřbetní štětec. Je-li název evoluční hry reprodukční úspěch, zdá se, že dobrá hydrodynamika a plavecká výkonnost nebyly u samců Stethacanthuse těmi nejvyššími prioritami, které řídily přirozený výběr. Bohužel se asi nikdy nedozvíme, k jakému účelu – pokud vůbec nějakému – si samci Stethacanthů nasazují své velké a neohrabané pokrývky hlavy.

Samice Falcatus falcatus kousající samce do ramenní páteře, možná jako předehra k páření. Paleoichthyolog Richard Lund skutečně našel pár Falcatus zakonzervovaný v této poloze.

Připočteme-li k názoru, že Symmorium, postrádající hřbetní štětec, může být ve skutečnosti samice Stethacanthus, je to drobný druh známý jako Falcatus falcatus. Falcatus byl také stethacanthid, ale dorostl do délky pouhých asi patnácti palců (15 centimetrů) – přibližně stejné velikosti jako nejmenší z žijících žraloků. obýval teplá, mělká moře, která napadla americkou pevninu během raného karbonu, asi před 325 miliony let.

Falcatus, kterého objevil Richard Lund ve formaci Bear Gulch v Montaně, byl možná ještě více sexuálně dobrodružný než jeho kartáčovitý bratranec Stethacanthus. Samec Falcatus měl velký, mečovitý přívěsek – zřejmě upravenou ploutvovou páteř – vyčnívající dopředu nad hlavu jako slunečník. Zdá se, že Falcatus použil tuto podivnou ozdobu hlavy v jakési piscinové předehře. Lundův nejznámější objev se skládá z páru zkamenělých Falcatus falcatus, zřejmě zachovaných při páření. Jediná deska z vápence ukazuje, jak větší samice svírá samce (identifikovatelného podle jeho svěráků) podle „parohu“ vyčnívajícího z její hlavy. Předkopulační rituály byly pozorovány jen u několika druhů moderních žraloků, ale ve většině případů samec rituálně kouše samici do zad, prsních ploutví nebo žaberních váčků před introminací. Zdálo by se, že samice Falcatus byly svobodnější než někteří jejich potomci. V každém případě máme u rodu Falcatus jasné důkazy o pohlavním dimorfismu u prastarých žraloků. Tak zřejmé rozdíly mezi pohlavími nejsou u moderních žraloků známy.

Fosilie se samicí (nahoře) a samcem (dole) Falcatus falcatus.

Stethacanthidy byly pouze jednou skupinou žraloků, které vysvobodil úbytek plazokřídlých. Mnoho dalších žraločích skupin také během karbonského období podstoupilo masivní radiaci. Dokud plazokřídlí vládli mořím, žraloci byli odsunuti do ekologických stok. Když však byli plazokřídlí na úsvitu karbonu téměř zdecimováni, mořská hrací plocha byla srovnána se zemí a máčky měly svůj den. Přes všechnu svou podivnost však byli mnozí z těchto podivných uhlíkatých žraloků zjevně docela úspěšní. Během většiny karbonského období žraloci převyšovali kostnaté ryby v poměru tři ku dvěma.

Rozmanitost žraloků během karbonského období nebyla nic menšího než úžasná. karbonský rod se pyšnil asi 45 rodinami žraloků (ve srovnání s asi 40 rodinami moderních žraloků – nepočítáme-li rejnoky, které se objeví později). Byl to opravdový Zlatý věk žraloků. Na konci permského období, asi před 250 miliony let, došlo k tomu, co bylo nazýváno permským-triasovým vymíráním. V geologickém okamžiku bylo vyhubeno plných 99% mořských druhů – včetně extravagantních stethacanthidů. Ale některé žraločí rodokmeny tuto katastrofu prosvištěly, jeden z nich nakonec dal vzniknout moderním žralokům. Ačkoli jsou moderní žraloci pozoruhodně rozmanití co do formy a životního stylu, žádný žralok se dnes nevyrovná těm karbonským pro čirou podivnost.

Během vývoje chrondrichthyes existovalo mnoho skupin s bizarním vzhledem. Někdy jsou tyto čeledi souhrnně označovány jako „paraselachians“ . Mnoho fosilních koster obsahuje neobvyklé přívěsky. Většina z nich nebyla dosud přesvědčivě vysvětlena.

Trikuspidální zub Orthacanthus z břidlice Bolsovian v Whitehavenu, Cumbria, Anglie.

Palaeospinax byl morfologicky podobný psíkovi z čeledi squalidae. Místo souvislého notochordu měl zvápenatělý dělený páteřní sloupec, jeho dvě hřbetní ploutve měly podpůrné trny náběžné hrany a především měl spodní zavěšenou tlamu moderního žraloka.

Během křídy byla většina současných rodů pevně založena a pak asi před 60 miliony let na konci křídy došlo ke katastrofě, která vyhubila dinosaury a mnoho dalších druhů a zbylí žraloci zůstali jako nejvyšší vládci oceánů.

Moderní žraloci se začali objevovat asi před 100 miliony let, v polovině období jury během druhohor. Druhá velká radiace žraloků se objevila během období jury, před 208 až 144 miliony let. V této době vládli obloze pterosauři a první ptáci se vznesli do vzduchu. Na souši gigantičtí sauropodní dinosauři jako Brachiosaurus odstraňovali listy z větví vysokých stromů jako cykasy a jehličnany. Stegosauři jedli menší rostliny a nervózně sledovali Allosaura a další velké masožravé teropody. V mořích ichtyosauři, dlouhokrkí a krátkokrkí plesiosauři a krokodýli mesosuchiánští pronásledovali hejna kostnatých ryb a flotil amonitů. Právě v tomto jurském světě se poprvé objevili moderní žraloci.

Předpokládá se, že obrovská velikost dravých žraloků, jako je velký bílý, mohla vzniknout vyhubením obrovských mořských plazů, jako jsou mosasauři a diverzifikací savců. Je známo, že ve stejné době se u těchto žraloků vyvíjely některé rané skupiny savců, které se vyvinuly do vodních forem. Jistě, všude, kde byly nalezeny zuby velkých žraloků, bylo také množství kostí mořských savců, včetně tuleňů, sviňuch a velryb. Tyto kosti často vykazují známky žraločího útoku. Existují hypotézy, které naznačují, že velcí žraloci se vyvinuli, aby lépe využili větší kořisti.

Nikdo si není jistý, ze které skupiny prastarých žraloků se vyvinuli jejich moderní potomci. Až donedávna se myslelo, že všichni moderní žraloci pocházejí ze skupiny známé jako hybodonti.

Hybodus, který dorůstal délky osmi stop (2,5 metru) a žil v mělkých mořích asi před 180 miliony let, je asi nejznámějším příkladem této skupiny. (Hybodové měli dokonce své zástupce ve sladkovodních a brakických biotopech. Většina těchto sladkovodních hybodontů byla extrémně malá – jako například šestipalcový [15 centimetrů] Lissodus, známý z permských nalezišť v Africe asi 275 milionů let starý.) Hybodus byl jistě velmi žraločí vzhled, s tupou hlavou, podivným hřebenem nad očima, dobře vyvinutou páteří na předním okraji obou hřbetních ploutví a dvěma typy zubů: vysoké uchopovací „špičáky“ v přední části úst, nízké drtící „stoličky“ v zadní části.

Bylo dokonce naznačeno, že Hybodus byl přímým předkem moderních žraloků vraných (čeleď Heterodontidae), kteří mají poněkud podobné nadočnicové hřebeny, ploutvové trny a zuby. Paleoichthyolog John G. Maisey je pravděpodobně přední světovou autoritou v oblasti hybodontů. Na základě svých rozsáhlých studií fosilních a moderních žraloků se Maisey domnívá, že hybodonty byly vedlejší větví žraločí evoluce, která nedala vzniknout žádné skupině moderních žraloků. Maisey navrhl, že fosilní rod známý jako Synechodus může být více příbuzný moderním žralokům než hybodonty. Z dlouhodobého hlediska to může znamenat, že Synechodus a moderní žraloci jsou „sesterské skupiny“ (sdílející relativně nedávného společného předka) s hybodonty sdílejícími vzdálenějšího předka s oběma skupinami. Pouze čas a další výzkum může vrhnout více světla na nejasný původ moderních žraloků.

Tento zkamenělý zub Mcmurdodus připomíná symetrický zub ve středu spodních čelistí moderních žraloků širokonosých (Notorynchus). Pokud histologická studie odhalí, že tento zub má korunu opláštěnou mnohovrstevnatou sklovinou, posunulo by to původ moderních žraloků zpět na dobu před 390 miliony let.

Nejstarším známým moderním žralokem může být Mcmurdodus, který je znám ze středodevonských nalezišť (starých asi 390 milionů let) na území dnešního západního Queenslandu v Austrálii. Na první pohled je to překvapivě rané datum vzniku moderních žraloků – ve skutečnosti předcházejících Cladoselache a Antarctilamna. Moderní status žraloka Mcmurdoduse je založen na struktuře jeho zubního skloviny, která – i když správné histologické vyšetření ještě nebylo provedeno – se zdá být mnohovrstevnatého typu, který se vyskytuje u všech živých žraloků, ale ne u většiny starých žraloků (potenciálně důležitou výjimkou je Xenacanthus, který je stále považován za prastarého žraloka kvůli jiným strukturálním znakům). Pokud jsou Mcmurdodus, Cladoselache a Antarctilamna členy rodokmenů, které se objevily přibližně ve stejné době, je lákavé spekulovat, že jsou to všechno výsledky jediného masivního žraločího záření, které se objevilo v raném devonu. Přestože Cladoselache, Antarctilamna a další starověké žraločí rodokmeny ještě nějakou dobu přetrvávaly, pouze moderní žraloci (ať už pocházeli z Mcmurdodu nebo ne) udělali finální castingový střih ve Velkém evolučním dramatu.

Jak je Mcmurdodus příbuzný s živými žraloky, není jasné. Stejně jako mnoho prvních žraloků je Mcmurdodus znám pouze z jeho zkamenělých zubů. V celkové podobě připomínají pilovité spodní zuby žijících žraloků (čeleď Hexanchidae). Tato podobnost však může být způsobena spíše konvergencí (vývoj u nepříbuzných organismů podobných anatomických řešení společných environmentálních výzev) než evoluční příbuzností. Mezi posledním Mcmurdodem a prvním nezpochybnitelným žralokem je ve fosilním záznamu mezera 190 milionů let. Tato velká mezera nevylučuje možnost, že Mcmurdodus byl příbuzný s moderními žraloky, ale ztěžuje „spojování teček“ s jakoukoli jistotou.

Asi 140 milionů let po Mcmurdodu se objevil další raně moderní žralok jménem Paleospinax. Paleospinax je známý především ze zubů raného triasu až eocénu, asi před 250 až 60 miliony let. Nicméně několik exemplářů z raně jurských nalezišť na území dnešní Anglie a Německa obsahuje dobře zachované otisky čelistí a obratlů. Paleospinax byl necelý metr (1 metr) dlouhý a měl mnoho rysů spojených s moderními žraloky, včetně: podélný čumák, tlama umístěná pod hlavou (typ tlamy označovaný jako „subterminální“), krátké čelisti, které byly připevněny k lebce pouze na zádech, zuby s hustým sklovinou a dobře vyvinuté obratle. Svou celkovou tělesnou formou a přítomností ploutvových ostnů připomínal Paleospinax moderního trnovníka (čeleď Squalidae) – i když někteří paleoichthyologové naznačují, že to mohl být galeomorf, skupina, která zahrnuje mnoho nejznámějších žraloků bez trnovníků. I přes jejich starověkost a nejistotu, jak jsou příbuzní s živými žraloky, jak Mcmurdodus, tak Paleospinax patří mezi nejstarší moderní žraloky, patřící do skupiny známé jako neoselachians („noví žraloci“).

Vzestup neoselachiánů

Přechodný zub C. carcharias.

Raní neoselachové byli převážně pobřežními predátory. Ve střední křídě si však neoselachové vyvinuli zcela nový způsob obživy: rychlý lov na moři. Thies a Reif naznačili, že tento nový způsob lovu je reakcí na zvýšenou velikost a rychlost teleostických ryb a pelagických olihní. Tito rychlí neoselachové na moři však své pelagické říši nevládli nesporně. Mořští plazi té doby – například ichtyosauři ve tvaru delfínů a plesiosauři s dlouhým krkem a kosočtvercovými ploutvemi – byli možná dostatečně rychlí, aby těmto neoselachovským povýšencům konkurovali a možná i menší druhy sežrali. Oproti tomu mosasauři z pozdní křídy – obrovští, krátkokrkí, krokodýlům podobní příbuzní plesiosaurů – byli pravděpodobně příliš pomalí a těžkopádní, než aby mohli konkurovat rychlejším, hbitějším žralokům na moři a mohli být kořistí těch největších druhů.

Edestus sp. fosilní část čelisti žraloka.

Filtr-krmení Neoselachiané

Snad nejúžasnějším a bezprecedentním projevem neoselachovské přizpůsobivosti je vývoj žraloků a rejnoků živících se filtrací. Přibližně ve stejné době v období raného až středního třetihor, zhruba před 65 až 35 miliony let, se čtyři samostatné neoselachovské linie nezávisle na sobě posunuly od aktivní predace k uvolněnějšímu pasteveckému modu vivendi. Rodová linie žraloka kobercovitého (řád Orectolobiformes) dala vzniknout modernímu žralokovi velrybímu (Rhincodon typus), dvě odlišné linie žraloka makrelovitého (Lamniformes) daly vzniknout žralokům baskingským (Cetorhinus maximus) a megagamoutským (Megachasma pelagios) a rejnokům stinkovým (Myliobatiformes) dali vzniknout rejnokům ďábelským (druh Mobula) a mantě (Manta birostris).

Všechny tyto plovoucí cedníky spojují čtyři klíčové adaptace, které jim umožňují oddělit svou drobnou kořist od solného vývaru, jímž plavou: 1) velké až enormní velikosti, 2) velmi širokého terminálu nebo téměř terminálního ústí, 3) sníženého chrupu a 4) rozpracování žaberních tkání do podoby planktonových sít. Možná se nikdy nedozvíme, jaké změny prostředí tuto hlubokou dietetickou změnu urychlily. Pravděpodobně však není náhoda, že se přibližně ve stejné době jako tito planktivorous neoselachians objevili i velryby baleen krmící se filtrem.

Podivní a podivuhodní kladivouni (čeleď Sphyrnidae) patří mezi nejčerstvější žraloky, kteří se objevili ve zkamenělinách. Nejstarší z jejich jednozubých zubů jsou známy ze středně až pozdních eocénových nalezišť, asi 50 až 35 milionů let starých. (Původ kladivounů je obtížné přesně určit, protože jejich zuby jsou velmi podobné zubům blízce příbuzných karcharhinidů – zejména Rhizoprionodonu a Scoliodonu.) Tak se kladivouni objevili zhruba ve stejné době, kdy se na souši objevil „kůň úsvitu“, Hyracotherium (známější pod svým starším a eufoničtějším jménem Eohippus) – a více než 35 milionů let před prvním opičím tvorem, který by mohl být považován alespoň vzdáleně za člověka. Kladivouni se mohou zdát jako nepravděpodobná konstrukce, ale byli tady dávno před námi.

Vývoj žraloků rodu Lamnoid

Nedávné práce Davida Warda naznačují, že tento 14palcový (90 centimetrů) fosilní druh podobný wobbegongu, známý jako Paleocarcharias stromeri z období pozdní jury (staré asi 155 milionů let) dnešního Německa, může být nejstarším známým lamnoidem. Vzorek ve sbírkách Britského přírodovědného muzea.

Mezi lamnoidy (řád Lamniformes) patří mnoho nejznámějších a na první pohled rozeznatelných žraloků. Členy této skupiny jsou žralok skřetí, Sandtiger, mlátičky, Megamouth, Basking a velký bílý. Z temných hlubin pravěku po sobě tito žraloci zanechali bohaté fosilní záznamy.

Jako skupina se lamnoidy vyznačují hustě stavěnými pevnými zuby, které se ukázaly jako odolné proti náporu eroze v průběhu geologického období. Výsledkem je, že jejich předkové zanechali mnoho krásných a vysoce informativních zkamenělých zubů. Kromě toho mají lamnoidy silně zvápenatělá, ale křehká centra obratlů, která jsou také někdy zachována. Mimo těchto strukturálních základů se dochovalo jen několik různých zkamenělých kousků a kusů – některé z nich byly uskladněny v soukromých sbírkách, kde jejich skutečná hodnota zůstává paleontologům skryta.

Kupodivu jen velmi málo lamnoidů je známo z kloubovitých fosilních pozůstatků. Důležitou výjimkou je Scapanorhynchus lewisii, který je znám z dobře zachovalých tělesných fosilií z rané křídy (stáří asi 120 milionů let) v Libanonu. Scapanorhynchus je považován za přímého předka moderního žraloka skřetího (Mitsukurina owstoni), na základě mnoha rysů, které sdílejí, jako je dlouhý, čepelovitý čumák, rýhované, tesákovité zuby a dlouhý ocas se slabým dolním lalokem. Ačkoli žralok skřetí může dosáhnout délky 11 stop (3,4 metru), většina exemplářů Scapanorhynchuse je mnohem menších, asi dvě stopy (65 centimetrů) dlouhých. (Velký, mělký vodní druh známý jako S. texanus měl 2 palce [5 centimetrů] zubů, což naznačuje, že rostl stejně jako existující žralok skřetí, ale existuje určitý spor, zda jsou tito dva žraloci skutečně příbuzní.) Scapanorhynchus je také známý z četných špičatých fosilních zubů, které jsou povrchově podobné zubům Sandtigera (Carcharias) a byly s nimi zaměňovány, ale liší se přítomností jemných rýh na vnitřním povrchu poblíž základny čepele. Tyto zuby jsou známé z nalezišť představujících většinu křídy (stáří asi 120 až 65 milionů let), v tak široce rozptýlených lokalitách, jako je Evropa, Afrika, jihozápadní Asie, Austrálie, Nový Zéland a Jižní Amerika. Vzhledem k náhodným nálezům, jako jsou tyto, se zdá pravděpodobné, že rodokmen žraloka skřetího se odchýlil od společného předka lamnoidů a stal se specializovaným relativně brzy ve své evoluční kariéře.

Navzdory hojným fosilním záznamům není ani zdaleka jasné, jak jsou pradávní žraloci příbuzní mezi sebou a se svými moderními potomky. Většina toho, co víme o evoluci žraloků lamnoidních, pochází z podrobných studií jejich zkamenělých zubů. Přesto, když už máme k dispozici jen zuby – bez ohledu na to, jak jsou krásně zachovalé – je nesmírně obtížné vystopovat evoluční historii lamnoidů. V důsledku toho máme často více teorií než exemplářů. I přes tento nedostatek údajů naznačují fosilní záznamy dva jasné rysy evoluce lamnoidů: tito žraloci podstoupili několik masivních výbuchů adaptivního záření, po nichž následovala dlouhá období velmi pomalé a postupné diverzifikace podle oddělených linií.

Sběratel fosilií Gordon Hubbell poznamenal, že studium evoluce žraloků je jako dívat se na film ve zpomaleném záběru. Ale u filmu má člověk alespoň všechny snímky v pořádku. Ve fosilním záznamu o žralocích chybí obrovské části příběhu, jsou zkreslené nebo mimo pořadí a každý exemplář je spíš jako jediný snímek z velmi dlouhého filmu. Jako takový se úkol, kterému čelí paleontologové žraloků, podobá spíše vyřešení soudržné zápletky, přestože mají k dispozici jen několik roztroušených a pokřivených snímků, se kterými mohou pracovat. Žraloci lamnoidní, které dnes vidíme, jsou tedy produkty dlouhé, nesmírně spletité historie, která je před lidským výzkumem většinou skryta.

Žralok bílý je členem čeledi Lamnidae, která zahrnuje tři rody: Carcharodon, Isurus a Lamna. V nalezištích v oligocénu starých asi 30 milionů let byly nalezeny zuby, které jsou velmi podobné zubům žraloka bílého, ale postrádají zoubky, které charakterizují rod Carcharodon. Vzhledem k tomu, že existující žraloci mako rodu Isurus mají zuby vždy s hladkým okrajem, byly tyto zkameněliny tradičně klasifikovány jako Isurus hastalis. Ložiska v miocénu, stará asi 23 milionů let, v Itálii přinesla velmi podobné zuby, ale se slabými zoubky u špičky čepele. Tyto zuby byly klasifikovány jako Isurus escheri a byly považovány za „důkaz“, že se moderní bělozubý zub pilovitý postupně vyvinul ze žraloků mako rodu Isurus s hladkým zubem.

Příroda je však často subtilnější než lidské představy o tom, jak „funguje“. Paleoichthyolog Henri Cappetta, jeden z nejvýznačnějších badatelů o fosilních žralocích, si všiml, že fosilní zuby „Isurus“ hastalis jsou velmi podobné zubům moderního žraloka bílého. Cappetta dokonce poznamenal, že tyto dva druhy jsou si natolik podobné, že fosilní zuby Carcharodon carcharias, v nichž byly vroubky odřeny geologickou aktivitou, je prakticky nemožné odlišit od exemplářů hastalis. V roce 1995 začal paleoichthyolog Mikael Siverson zpochybňovat přiřazení hastalis k rodu Isurus. Na základě nápadných podobností mezi tvarem kořene a celkovou strukturou zubní čepele se Siverson nyní domnívá, že hastalis a escheri nejsou vůbec makos, ale přímí předci moderního žraloka bílého. Siverson proto navrhl, aby byly znovu přiřazeny k rodu Cosmopolitodus. Tento názor přijal také paleontolog David Ward a zdá se, že získává uznání přinejmenším v některých paleontologických a fosilních sběratelských kruzích.

Předpoklad, že se Carcharodon s pilovitými zuby vyvinul z Isura s hladkými zuby, je založen na myšlence, že vzhled zoubků se shoduje s původem rodu Carcharodon. Ale je relativně snadné zoubkovat zub, jak ukazuje mnoho jasně oddělených žraločích rodů, které mají nezávisle vyvinuté zoubkované zuby. Novější interpretace fosilního záznamu lamnoidů tvrdí, že rod Carcharodon byl původně s hladkými zuby a je ve skutečnosti starší než rod Isurus. Podle tohoto scénáře lze rod Carcharodon vystopovat zpět k Isurolamna inflata s hladkými zuby, která žila asi před 65 až 55 miliony let. I. inflata dal vzniknout rodu Macrorhizodus praecursor, který žil asi před 55 miliony let a měl hladké hrany, ale širší zuby než jeho předchůdce. Praecursor dal vzniknout rodu Cosmopolitodus hastalis, který žil asi před 35 miliony let a vyvinul dokonce i braoderové zuby. Hastalis zase dal vzniknout rodu Cosmopolitodus escheri, který žil asi před 25 až 20 miliony let a měl slabé zoubky na zubech. A nakonec escheri dal vzniknout modernímu žralokovi bílému, Carcharodon carcharias, který se objevil asi před 11 miliony let a měl hrubě zoubkované zuby, kterými je rod známý dnes. Proto Carcharodon i Isurus pocházeli z rodu Isurolamna inflata a mnoho hladkých fosilních zubů původně pojmenovaných Isurus je ve skutečnosti součástí rodu Carcharodon.

Kvartérní zalednění

Ledovce na severní polokouli během posledního ledovcového maxima. Vznik 3 až 4 km silných ledových příkrovů se rovná celosvětovému poklesu hladiny moře asi o 120 m.

Čtvrtohorní zalednění, také známé jako pleistocénní zalednění, je střídavá řada ledovcových a meziledových období během čtvrtohor, které začalo před 2,58 Ma (miliony let) a stále trvá. Ačkoli geologové popisují celé časové období jako „dobu ledovou“, v populární kultuře je termín „doba ledová“ obvykle spojován právě s posledním ledovcovým obdobím během pleistocénu. Protože planeta Země má stále ledové příkrovy, geologové považují čtvrtohorní zalednění za trvající, přičemž Země nyní zažívá meziledové období.

Během čtvrtohorního zalednění se objevily ledové příkrovy. Během ledovcových období se rozšiřovaly a během meziledových období se smršťovaly. Od konce posledního ledovcového období jsou jedinými dochovanými ledovými příkrovy ledové příkrovy Antarktidy a Grónska. Další ledové příkrovy, jako Laurentide Ice Sheet, se vytvořily během ledovcových období a během meziledových období zcela zmizely. Hlavními účinky čtvrtohorního zalednění byly eroze půdy a ukládání materiálu, a to jak na velkých částech kontinentů; modifikace říčních systémů; vytvoření milionů jezer, včetně rozvoje pluviálních jezer daleko od ledových okrajů; změny hladiny moře; izostatické úpravy zemské kůry; záplavy; a abnormální větry. Ledové příkrovy samy o sobě zvýšením albeda (do jaké míry se odráží zářivá energie Slunce od Země) vytvořily významnou zpětnou vazbu k dalšímu ochlazení klimatu. Tyto vlivy formovaly celá prostředí na pevnině i v oceánech a s nimi spojená biologická společenství.

Před čtvrtohorním zaledněním se na pevnině objevil led a pak zmizel, a to nejméně během čtyř dalších dob ledových.

Důkazy o čtvrtohorním zalednění byly poprvé pochopeny v 18. a 19. století jako součást vědecké revoluce.

Rozsáhlá terénní pozorování v průběhu minulého století poskytla důkazy o tom, že kontinentální ledovce pokrývaly velké části Evropy, Severní Ameriky a Sibiře. Mapy ledovcových útvarů byly sestaveny po mnoha letech terénní práce stovkami geologů, kteří zmapovali umístění a orientaci bubnů, eskerů, morén, rýh a kanálů ledovcového proudu, aby odhalili rozsah ledových příkrovů, směr jejich proudění a umístění systémů kanálů tající vody. Umožnily také vědcům rozluštit historii několikanásobných pokroků a ústupů ledu. Ještě před tím, než byla teorie celosvětového zalednění obecně přijata, si mnoho pozorovatelů uvědomilo, že došlo k více než jednomu postupu a ústupu ledu.

Graf rekonstruované teploty (modrá), CO2 (zelená) a prachu (červená) z ledového jádra stanice Vostok za posledních 420 000 let

Pro geology je doba ledová charakterizována přítomností velkého množství pevninského ledu. Před čtvrtohorním zaledněním vznikl pevninský led během nejméně čtyř dřívějších geologických období: Karoo (360–260 Ma), Andský-Saharský (450–420 Ma), Kryogennský (720–635 Ma) a Huronský (2 400–2 100 Ma).

Během čtvrtohor, neboli doby ledové, docházelo také k periodickým výkyvům celkového objemu pevninského ledu, hladiny moře a globálních teplot. Během chladnějších období (označovaných jako ledovcová období, nebo prostě ledovce) existovaly v Evropě, Severní Americe a na Sibiři velké ledové příkrovy o tloušťce nejméně 4 km na svém maximu. Kratší a teplejší intervaly mezi ledovci, kdy kontinentální ledovce ustupovaly, se označují jako meziledové. Svědčí o tom zasypané půdní profily, rašeliniště a ložiska jezer a potoků oddělující netříděná, nestrávená ložiska ledovcových úlomků.

Období kolísání bylo zpočátku asi 41 000 let, ale po přechodu ze středního pleistocénu se zpomalilo na asi 100 000 let, což dokazují nejjasněji ledová jádra za posledních 800 000 let a mořská sedimentová jádra za dřívější období. Za posledních 740 000 let došlo k osmi ledovcovým cyklům.

Celé čtvrtohorní období, počínaje 2,58 Ma, je označováno jako doba ledová, protože nepřetržitě existoval alespoň jeden trvalý velký ledový příkrov – ledový příkrov Antarktidy. Není jisté, kolik Grónska bylo pokryto ledem během jednotlivých meziledovců.

V současné době se Země nachází v meziledovcovém období, které znamenalo počátek holocénu. Současný meziledovec začal před 15 000 až 10 000 lety; to způsobilo, že ledové příkrovy z posledního ledovcového období začaly mizet. Zbytky těchto posledních ledovců, které dnes zabírají asi 10% světové pevniny, stále existují v Grónsku, Antarktidě a některých hornatých oblastech.

V době ledové byl současný (tj. meziledový) hydrologický systém zcela přerušen na celé velké části světa a v jiných byl značně modifikován. Vzhledem k objemu ledu na pevnině byla hladina moře asi o 120 metrů nižší než dnes.

Dějiny zalednění Země jsou produktem vnitřní proměnlivosti klimatického systému Země (např. mořské proudy, koloběh uhlíku), plus vlivů „vnějšího působení“ v důsledku jevů vně klimatického systému (např. změny oběžné dráhy Země, vulkanismus a změny slunečního výkonu).

Roli změn oběžné dráhy Země při kontrole klimatu poprvé prosazoval James Croll na konci 19. století. Později Milutin Milanković, srbský geofyzik, rozpracoval teorii a vypočítal, že tyto nepravidelnosti oběžné dráhy Země by mohly způsobit klimatické cykly dnes známé jako Milankovičovy cykly. Jsou výsledkem aditivního chování několika typů cyklických změn ve vlastnostech oběžné dráhy Země.

Vztah oběžné dráhy Země k obdobím zalednění

Změny v excentricitě oběžné dráhy Země se vyskytují v cyklu trvajícím asi 100 000 let. Sklon nebo sklon zemské osy se periodicky mění mezi 22° a 24,5° v cyklu dlouhém 41 000 let. Sklon zemské osy je zodpovědný za roční období; čím větší je sklon, tím větší je kontrast mezi letní a zimní teplotou. Precese rovnodenností nebo kolísání zemské rotační osy má periodicitu 26 000 let. Podle Milankovitchovy teorie tyto faktory způsobují periodické ochlazování Země, přičemž nejchladnější část cyklu se vyskytuje přibližně každých 40 000 let. Hlavním účinkem Milankovitchových cyklů je změna kontrastu mezi ročními obdobími, nikoli celkové množství slunečního tepla, které Země dostává. Výsledkem je menší tání ledu než jeho hromadění a hromadění ledovců.

Milankovič zpracoval myšlenky klimatických cyklů ve dvacátých a třicátých letech minulého století, ale až v sedmdesátých letech byla vypracována dostatečně dlouhá a podrobná chronologie kvartérních teplotních změn, aby byla teorie dostatečně vyzkoušena. Studie hlubinných jader a zkamenělin v nich obsažených naznačují, že kolísání klimatu během posledních několika set tisíc let se pozoruhodně blíží tomu, co předpovídal Milankovič.

Problém teorie je, že tyto astronomické cykly existují již mnoho milionů let, ale zalednění je vzácný jev. Astronomické cykly korelují s ledovcovým a meziledovcovým obdobím a jejich přechody v rámci dlouhodobé doby ledové, ale tyto dlouhodobé doby ledové nezahajují.

Jedna teorie tvrdí, že pokles atmosférického CO2, důležitého skleníkového plynu, odstartoval dlouhodobý trend ochlazování, který nakonec vedl k zalednění. Geologické důkazy naznačují pokles atmosférického CO2 od poloviny druhohor o více než 90%. Analýza rekonstrukcí CO2 z alkenonových záznamů ukazuje, že CO2 v atmosféře klesal před a během zalednění Antarktidy a podporuje podstatný pokles CO2 jako primární příčinu zalednění Antarktidy.

Hladiny CO2 hrají také důležitou roli v přechodech mezi meziledovými a ledovcovými oblastmi. Vysoký obsah CO2 odpovídá teplým meziledovým obdobím a nízký obsah CO2 ledovcovým obdobím. Studie však ukazují, že CO2 nemusí být primární příčinou meziledovcových a ledovcových přechodů, ale místo toho působí jako zpětná vazba. Vysvětlení této pozorované odchylky CO2 „zůstává obtížným problémem přisuzování“.

Desková tektonika a mořské proudy

Důležitou složkou ve vývoji dlouhodobé doby ledové jsou pozice kontinentů. Ty mohou řídit cirkulaci oceánů a atmosféry a ovlivňovat, jak oceánské proudy přenášejí teplo do vysokých zeměpisných šířek. Po většinu geologického času se zdá, že severní pól byl v širokém otevřeném oceánu, který umožňoval nezmenšený pohyb hlavních oceánských proudů. Rovníkové vody proudily do polárních oblastí a zahřívaly je. To vytvářelo mírné, rovnoměrné podnebí, které přetrvávalo po většinu geologického času.

Během období kenozoika se však velké severoamerické a jihoamerické kontinentální desky posouvaly od Euroasijské desky směrem na západ. To se prolínalo s rozvojem Atlantského oceánu, táhnoucího se od severu k jihu, se severním pólem v malé, téměř vnitrozemské pánvi Severního ledového oceánu. Drakeova pasáž se otevřela před 33,9 miliony let (eocénní-oligocénní přechod), oddělující Antarktidu od Jižní Ameriky. Antarktický cirkumpolární proud jím pak mohl protékat, izolovat Antarktidu od teplých vod a spustit tvorbu jejích obrovských ledových příkrovů. Panamská šíje se vyvinula na konvergentním okraji desky asi před 2,6 miliony let a dále oddělovala oceánskou cirkulaci a uzavírala poslední úžinu, mimo polární oblasti, která spojovala Tichý a Atlantský oceán. To zvýšilo polední transport soli a tepla a posílilo severoatlantickou termohalinovou cirkulaci, která dodávala dostatek vlhkosti do arktických zeměpisných šířek, aby vytvořila severní zalednění.

Přítomnost takového množství ledu na kontinentech měla hluboký vliv na téměř každý aspekt zemského hydrologického systému. Nejvýraznějšími efekty jsou velkolepé horské scenérie a další kontinentální krajiny vytvářené jak ledovcovou erozí, tak depozicí místo tekoucí vody. Zcela nové krajiny pokrývající miliony čtverečních kilometrů vznikly v relativně krátkém období geologického času. Kromě toho rozsáhlá ledovcová tělesa ovlivňovala Zemi daleko za okraji ledovců. Přímo nebo nepřímo byly účinky zalednění pociťovány ve všech částech světa.

Čtvrtohorské zalednění vytvořilo více jezer, než všechny ostatní geologické procesy dohromady. Důvodem je, že kontinentální ledovec zcela narušuje systém preglaciálního odvodňování. Povrch, po kterém se ledovec pohyboval, byl vymeten a erodován ledem, takže v podloží zůstalo mnoho uzavřených, nedrcených prohlubní. Tyto prohlubně se naplnily vodou a staly se jezery.

Schéma vzniku Velkých jezer

Předpokládá se, že četná jezera Kanadského štítu, Švédska a Finska vznikla alespoň částečně selektivní erozí zvětralého podloží ledovci.

Klimatické podmínky, které způsobují zalednění, měly nepřímý vliv na vyprahlé a polovyprahlé oblasti vzdálené od velkých ledových příkrovů. Zvýšené srážky, které napájely ledovce, také zvyšovaly odtok velkých řek a přerušovaných toků, což mělo za následek růst a rozvoj velkých pluviálních jezer. Většina pluviálních jezer se rozvíjela v relativně vyprahlých oblastech, kde obvykle nepršelo natolik, aby vznikl odvodňovací systém vedoucí do moře. Místo toho odtok z potoků tekl do uzavřených povodí a vytvářel jezera playa. Se zvýšenými srážkami se jezera playa zvětšovala a přetékala. Pluviální jezera byla nejrozsáhlejší v období ledovců. Během meziledovcových fází, kdy pršelo méně, se pluviální jezera zmenšovala a vytvářela malé solné plochy.

Velké izostatické úpravy litosféry během čtvrtohorního zalednění byly způsobeny váhou ledu, který stlačil kontinenty. V Kanadě byla velká oblast kolem Hudsonova zálivu stlačena pod (moderní) hladinu moře, stejně jako oblast v Evropě kolem Baltského moře. Od doby, kdy led roztál, se země od těchto prohlubní odrazila. Některé z těchto izostatických pohybů vyvolaly ve Skandinávii asi před 9000 lety velká zemětřesení. Tato zemětřesení jsou jedinečná v tom, že nejsou spojena s deskovou tektonikou.

Studie ukázaly, že ke zdvihu došlo ve dvou odlišných fázích. Počáteční zdvih po deglacaci byl rychlý (nazývaný „elastický“) a probíhal v době, kdy se vykládal led. Po této „elastické“ fázi probíhá zdvih „pomalým viskózním prouděním“, takže rychlost se poté exponenciálně snižovala. Dnes jsou typické míry zdvihu řádově 1 cm za rok nebo méně. V severní Evropě to jasně ukazují GPS data získaná GPS sítí BIFROST. Studie naznačují, že zpětný odraz bude pokračovat ještě nejméně dalších 10 000 let. Celkový zdvih od konce deglacace závisí na lokálním zatížení ledem a mohl by být několik set metrů blízko středu zpětného odrazu.

Přítomnost ledu na tak velké části kontinentů značně měnila vzorce atmosférické cirkulace. Vítr v blízkosti ledovcových okrajů byl silný a vytrvalý kvůli hojnosti hustého, chladného vzduchu přicházejícího z ledovcových polí. Tyto větry nabraly a přenesly velké množství sypkých, jemnozrnných sedimentů, které přinesly ledovce. Tento prach se hromadil jako spraše (větrem hnané bahno), vytvářející nepravidelné pokrývky nad velkou částí údolí řeky Missouri, střední Evropou a severní Čínou.

Písečné duny byly v raném čtvrtohorním období v mnoha oblastech mnohem rozšířenější a aktivnější. Dobrým příkladem je oblast Sand Hills v Nebrasce v USA, která se rozkládá na ploše asi 60 000 km2 (23 166 čtverečních mil). Tato oblast byla v období pleistocénu rozsáhlým aktivním dunovým polem, ale dnes je z velké části stabilizována travnatým porostem.

Silné ledovce byly dostatečně silné, aby dosáhly mořského dna v několika důležitých oblastech, a tak blokovaly průchod mořské vody a tím ovlivňovaly mořské proudy. Kromě přímých účinků to způsobovalo zpětnou vazbu, protože mořské proudy přispívaly ke globálnímu přenosu tepla.

Morainy a tresky uložené kvartérními ledovci přispěly k tvorbě cenných depozitních ložisek zlata. To je případ nejjižnějšího Chile, kde přeformulování kvartérních morén soustředilo zlato v pobřežních vodách.

Záznamy o předchozím zalednění

500 milionů let klimatických změn.

V historii Země bylo zalednění vzácnou událostí, ale existují důkazy o rozsáhlém zalednění během pozdní paleozoické éry (300 až 200 Ma) a pozdní prekambrie (tj. neoproterozoická éra, 800 až 600 Ma). Před současnou dobou ledovou, která začala 2 až 3 Ma, bylo zemské klima typicky mírné a po dlouhou dobu rovnoměrné. Tuto klimatickou historii naznačují typy fosilních rostlin a živočichů a vlastnosti sedimentů uchovávaných ve stratigrafických záznamech. Existují však rozsáhlá ledovcová ložiska, která zaznamenávají několik hlavních období starověkého zalednění v různých částech geologického záznamu. Tyto důkazy naznačují velká období zalednění před současným kvartérním zaledněním.

Jeden z nejlépe zdokumentovaných záznamů před čtvrtohorním zaledněním, zvaný Karoo Ice Age, se nachází v pozdně paleozoických horninách v Jižní Africe, Indii, Jižní Americe, Antarktidě a Austrálii. Expozice starověkých ledovcových ložisek jsou v těchto oblastech četné. Depozita ještě starších ledovcových sedimentů existují na všech kontinentech kromě Jižní Ameriky. Ty naznačují, že další dvě období rozsáhlého zalednění nastala během pozdního prekambria, kdy vznikla Sněhová koule Země během kryogenního období.

Nárůst atmosférického CO2 od průmyslové revoluce.

Teplotní trend následující po posledním ledovcovém maximu, který se odehrál asi před 20 000 lety, vedl ke zvýšení hladiny moře asi o 130 metrů.
Tento oteplovací trend odezněl asi před 6 000 lety a hladina moře byla od neolitu poměrně stabilní.
Současné meziledovcové období (holocén) bylo poměrně stabilní a teplé, ale to předchozí bylo přerušeno četnými studenými obdobími trvajícími stovky let. Jestliže předchozí období bylo typičtější než to současné, období stabilního klimatu, které umožnilo neolitickou revoluci a potažmo lidskou civilizaci,
mohlo být možné jen díky velmi neobvyklému období stabilní teploty.

Na základě orbitálních modelů bude trend ochlazování započatý asi před 6 000 lety pokračovat dalších 23 000 let.
Mírné změny v orbitálních parametrech Země by však mohly naznačovat, že i bez přispění člověka nebude dalších 50 000 let další doba ledová.
Je možné, že současný trend ochlazování může být přerušen mezistadionem asi za 60 000 let, přičemž dalšího ledovcového maxima bude dosaženo až asi za 100 000 let.

Na základě dřívějších odhadů doby trvání mezi ledovci asi 10 000 let existovaly v 70. letech určité obavy, že další doba ledová bude bezprostředně následovat. Mírné změny v excentricitě oběžné dráhy Země kolem Slunce však naznačují dlouhou dobu trvání mezi ledovci asi dalších 50 000 let.
Navíc se nyní má za to, že lidský dopad by mohl prodloužit dobu, která by již byla nezvykle dlouhou dobou tepla.
Projekce časové osy pro příští ledovcové maximum závisí zásadně na množství CO2 v atmosféře.
Modely předpokládající zvýšené hladiny CO2 na 750 částicích na milion (ppm; současné úrovně jsou na 407 ppm) odhadly trvání současné doby mezi ledovci na dalších 50 000 let. Novější studie však dospěly k závěru, že vzhledem k množství plynů zachycujících teplo, které se uvolňují do zemských oceánů a atmosféry, to zabrání příští době ledové (doba ledová), která by jinak začala přibližně za 50 000 let, a pravděpodobně dalším ledovcovým cyklům.

Slovníková definice glaciace na Wiktionary

Contrary Condor

Při horolezectví v Andách je Donald vzat pod křídla matky kondora, která si ho splete s jedním ze svých novorozených dětí.

Kačer Donald je v Andách a hledá kondorovo vejce. Při pohledu na kondorovo hnízdo se rozhodne vzít si vejce, které hledá. Když si však vezme vejce, mladý kondor na něj rozzlobeně vyjekne, že se pokusil ukrást druhé vejce jeho matky. Donald ho pak umístí do vylíhlého vejce, ve kterém vypravěč varuje, že je třeba dávat pozor, když se vejce bere, když je matka kondora nepřítomná; pokaždé, když se vznáší u hnízda, Donald se musí schovat, aby nebyl chycen. Mládě kondora se schovává ve vejci, aby se nestalo kořistí, a pak řekne své matce, že našel nové vejce, ke kterému se Donald uvnitř vejce cítí v teple. Jakmile vejce praskne, Donaldovi se podaří osvobodit tím, že použije kus skořápky vejce, aby se dostal z kondora. Aby se vyhnul vyhubování, Donald se poté převlékne za jedno z kondorových mláďat, zatímco vypravěč vysvětluje lekce, kdy matka kondora vytáhne své mládě z hnízda, aby ho naučila létat a plány létat se zruší, kdykoli se objeví bouřka.

Místo toho, aby se pokusila pokárat Donalda, matka kondora pak Donalda naučí, jak létat jako ta, ke které je dole pod hnízdem velmi hluboko. Během tréninku ho neustále učí, jak létat, na což se Donald omlouvá kondorovi, že má zlomené křídlo. Vypravěč pak vysvětluje, že pokud matka kondora projeví protekci, mladý kondor začne žárlit. Žárlí, že se jeho matka „stará“ o Donalda, a rozhodne se ho odmítnout, na což Donald plánuje udělat návnadu, aby kondora rozptýlil, aby se mohl bezpečně dostat k vajíčku. Mladý kondor pak vítězoslavně sbírá vajíčko, které Donald celou dobu schovával, právě když s vajíčkem spadne do místa, kde kondor pláče nad „ztrátou“ svého novorozeného dítěte (ve skutečnosti návnada vytvořená Donaldem, aby ji rozptýlil). Matka kondora pak šťastně chválí Donalda za to, že našel její ztracené vajíčko, na což vypravěč vysvětluje, že je obtížné získat vajíčko bez přítomnosti ptáka.

Orthoceras

Orthoceras („rovný roh“) je rod vyhynulého hlavonožce námořníkovitého. Tento rod je někdy nazýván Orthoceratites. Všimněte si, že je někdy špatně napsán jako Orthocera, Orthocerus nebo Orthoceros (Sweet 1964:K222). Fosilie Orthoceras jsou běžné a mají globální rozšíření, vyskytují se v každé mořské hornině, zejména ve vápencích.
Jedná se o štíhlé, podlouhlé skořápky se středem komory těla příčně zúženým a subcentrálním orthochoanitickým siphuncle. Povrch je zdoben sítí jemných lir (Sweet 1964:K224). Mnoho dalších velmi podobných druhů je zahrnuto do rodu Michelinoceras.

Tito hlavonožci s pravoúhlými hlavonožci jsou ve fosilním záznamu nápadní pro svůj občasný, ale trvalý výskyt v monospecifických sestavách dostatečně hustých na to, aby mohly tvořit horniny. Na základě studií velikostního rozložení skořápek z pravoúhlých hlavonožců došli někteří vědci k závěru, že tyto sestavy pravděpodobně představují masová úmrtí po páření, jak je běžné u moderních hlavonožců (i když ne moderních nautiloidů) a vlastně i u mnoha semelparózních druhů. Tyto studie však nebyly zcela přesvědčivé a nechávají otevřené dveře pro alternativní interpretace. Tyto sestavy, jsou známy většinou z ordovických hornin, ale objevují se i později, přinejmenším do devonu. Známé příklady se vyskytují v Maroku, Skandinávii, Alpách a Iowě (USA). Baltský ostrov Öland u jižního pobřeží Švédska má mnoho lomů, které poskytují pravoúhlé nautiloidy velké krásy. Po staletí dodával Öland větší Evropě materiál na podlahy, schody a náhrobní kameny. Tento tvrdý vápenec je trvanlivý a díky fosilním inkluzím je velmi žádaný. Občas jsou komory fosilních skořápek zbarveny různě. Minerály podzemní vody, které pronikly do vrstev během diageneze, určují barvu. Nejčastější jsou zelené a hnědé. Orthocery dorůstaly délky 15 centimetrů (6 palců) a živily se malými živočichy. Možná se objevily v období raného až pozdního triasu.

Oriental Character Magic

Schopnost formulovat orientální znaky, které způsobují zvláštní události. Forma magie. Variace orientální manipulace s znaky.

Uživatel může formulovat orientální znaky (psané symboly z čínštiny, japonštiny nebo jiných asijských jazyků), které mohou způsobit zvláštní události, v závislosti na symbolu, který dává uživateli sílu, může dosáhnout různých schopností. S velkým množstvím symbolů, které lze proměnit v magii, může uživatel udělat téměř cokoliv.

Kladistické spory

Zatímco málokdo by zpochybňoval potřebu klasifikace odrážející genealogii použitím monofyletických seskupení, právě když jsou kladistické metody dovedeny ke svému logickému konečnému výsledku a je zaveden systém úplné hierarchie, propuká hořká debata. Taxon, který je spojen společným původem a přesto vylučuje všechny skupiny odvozené od tohoto společného předka, vůbec neodráží evoluční realitu – je to místo toho pozůstatek předevolučního systému typologické klasifikace (Patterson 1981, 1982). Jinými slovy je to taxonomický artefakt, který přerušuje evoluci uprostřed proudu tím, že implikuje nepoměr tam, kde žádný není. Zastánci kladistické metodologie tak dlouho argumentovali potřebou odrazovat od používání parafyletických taxonů a vymezovat místo nich holofyletické klady.

Důsledky této úvahy jsou hluboké – a pro některé systematiky zneklidňující. Jestliže parafyletické třídy nesvědčí o evoluci, pak předevoluční taxony založené pomocí linneanských metod jsou standardně umělými konstrukty. Lepší příklad než Reptilia sensu Linne nenajdeme. Linne definoval Reptilii tak, že vylučovala ptáky, a později systematici jeho definici používali s malou úpravou dalších dvě stě let. A přesto je od roku 1861 zřejmé, že ptáci jsou odvozeni z rodového rodu někde uvnitř Archosauromorpha, a proto jsou hnízděni uvnitř Reptilie. V typologickém systému, jaký Linne použil, však forma jako Archaeopteryx nemůže být zároveň plaz i pták; může být jen jedno nebo druhé. Přesto je to obojí. A to je základní dilema: vyprostit ptáky z Reptilia denudes Reptilia z jakékoliv fylogenetické reality – dělá taxon parafyletickým.

Včetně ptáků a definování ptačí linie tak, aby byla uhnízděna v Archosauromorpha a Reptilia jako celek může vzkřísit Reptilii jako platnou taxonomickou kategorii. Takto vzniklou Reptilii lze definovat jako: „společného předka existujících želv a saurů a všech jejich potomků“ (Gauthier a kol. 1988). Někteří autoři protestovali, že tento druh fylogenetické „sémantiky“ je matoucí jak svou kontraintuitivností, tak odmítáním taxonomické konvence (Paul 2002). Přesto ani jeden z těchto důvodů není uspokojivým důvodem k deformaci fylogeneze plazů

Hlavní argumenty, které byly vzneseny proti striktnímu použití holofylie na fylogenetickou rekonstrukci, nezpochybňují, že holofyletické klady jsou vhodnější než parafyletická seskupení – v tom, že první z nich je lepší v modelování fylogeneze než druhé. Spíše byly vzneseny argumenty z konvence a přehlednosti (na úkor přesnosti), ale navíc někteří systematici trvají na tom, že existují praktické obtíže při redefinici taxonů (zejména vyhynulých taxonů) tak, aby splňovaly požadavky holofylie (Carroll 1988). Carroll například používá kaskádovou analogii, kdy problém vymezení kladu je kontinuálně kompenzován nejbližším nejbližším zástupcem rodu, a tak dále. Carroll používá fylogenetickou příbuznost ptáků a dinosaurů jako svůj hlavní příklad této kaskády v akci, argumentuje, že pokud někdo dělá teropody ptáky, dělá to Saurischii parafyletickou, a tak dále.

Kritiky jako Carroll (1988) a Carroll & Dong (1991) nakonec tvrdily, že parafylie je v našich systematických analýzách do značné míry nevyhnutelná, v neposlední řadě je důvodem omezení naší taxonomické nomenklatury formulovat dynamické procesy evoluce. Tato námitka je do jisté míry správná, ale je prvořadé mít na paměti, že parafyletické taxony neodrážejí přesně fylogenezi. Proto by mělo zůstat cílem systematiků, aby se co nejvíce vyhýbali popisu a pojmenování takových taxonů.

Konvergence vs. Kladistika

Kritici kladistické metodologie předkládají jen málo argumentů tak hlasitě jako argument, že kladistika není schopna rozlišit pseudohomologie generované homoplazií a paralelismem od homologií odvozených přes společné předky (Mayr 1981, Olson 1985, Carroll 1988, Carroll & Dong 1991, Feduccia 1996). Zatímco někteří praktikující kladistiky minimalizovali roli těchto procesů v evoluci obratlovců, je dobře zdokumentováno, že jak homoplazie, tak paralelismus jsou mocnými silami v tomto procesu (Simpson 1961, Mayr 1981, Cain 1982, Carroll 1982, Mayr 2001). Skutečnou otázkou je, zda se homoplazie a paralelismus vyskytují v tak masivní míře, že fakticky přebíjejí statistickou analýzu datového souboru – procesu, na kterém kladistika spočívá – a tím vylučují tuto metodologii.

Zastánci tohoto argumentu uvedli několik případů kladistických analýz, které byly potvrzeny jako synapomorfní, znaky, které ve skutečnosti nebyly homologní (viz hlavně Mayr 1981, Olson 1985, Carroll 1988, Sibley & Ahlquist 1990 a Feduccia 1996, o Cracracraftově neslavném pokusu z roku 1982 rekonstruovat fylogenezi Avesu pomocí kladistiky). Příklady, které jsou nejvýrazněji rozvinuty, jsou konvergence mezi podicipediformes, Gaviiformes a Hesperornithiformes a případ Hupehsuchus. Odpůrci kladistiky je uvedli jako případy masivní konvergence, se kterou si kladistická analýza nedokáže poradit.

Co však naznačují fakta o této věci? Aby se zabránilo právě tomuto problému, používá kladistická analýza jak princip parsimonie, tak i snahu shromáždit co nejvíce znaků pro analýzu, aby získala co největší soubor dat, a to na základě logického závěru, že počet homologních apomorfů bude větší než počet nehomologických apomorfů. Užitečnost obou těchto principů je mlčky nebo výslovně odmítnuta ve výše uvedených kritikách a je vyvozen průvodní závěr, že ani při použití těchto metod se kladistům nedaří konvergenci dráždit.

Přesto někteří (např. Feduccia 1996) uvedli právě tento případ jako příklad „masivní konvergence“. Nejde o nic takového. Ve skutečnosti jde o stereotypní konvergenci prvků spojených s konkrétní biofyzikální funkcí, v tomto případě potápění, a nejde o případ masivní konvergence o nic víc než o nezávislé odvození patelly v různých tetrapodových liniích. Tvrdit opak je přinejlepším mylné a přinejhorším ošidné.

Ponecháme-li stranou pochybné „Gaviomorphae“, můžeme si položit otázku: existují nějaké případy „masivní osteologické konvergence“ v dobré víře, které by mohly být tak důkladné, že by vylučovaly přesnou kladistickou analýzu? Odpověď může spočívat v pozůstatcích podivné vodní diapsidy z triasu, Hupehsuchus nanchangensis, kterou Carroll & Dong (1991) výslovně uvedli jako příklad mimořádné konvergence, schopné jak vylučovat parsimonii, tak oklamat kladistickou analýzu.

Statistické vyhodnocení znakové datové sady tabulované PAUP vytvořilo parciózní kladogram odvozující monofylii Hupehsuchus, ichtyosaurů a nothosaurů (Carroll & Dong 1991). Nicméně práce Rieppela (1989) a následné vyhodnocení této hypotetické fylogeneze Carrollem & Dongem jasně ukázaly, že velký počet synapomorfů používaných k podpoře monofylie této vodní diapsidové sestavy je ve skutečnosti nehomologický a je funkcí významné konvergence.

Závěr, že parsimonie v kombinaci se statistickou analýzou znaků je nespolehlivá, je zkreslení; mohou být nespolehlivé. Čím větší je datový soubor znaků, tím je pravděpodobnější, že konvergentní pseudohomologie mohou být odlišeny od synapomorf, a to zůstává jediným nejúčinnějším postupem pro odlišení konvergence nebo paralelismu od společného původu. Navzdory konvergenčnímu klamu zůstává kladistika impozantním nástrojem pro fylogenetickou rekonstrukci.

Geologický čas vs. anatomie

Málokterá debata v celé systematické biologii je tak ostrá jako hádka, která má ve fylogenetické rekonstrukci přednost: geologický čas, nebo anatomie? A zatímco některé spory jsou esoterické slovíčkaření mezi specialisty, tento konkrétní spor je intelektuálním rozkolem mezi systematiky v dobré víře.

První z nich je klasickým argumentem. Legendární děkan paleontologie obratlovců Alfred Sherwood Romer shrnul stratigrafický argument takto: „V diskusi o fosiliích, nějaké pojetí geologického časového měřítka v nezbytném“ (1970). Obecně fylogenetická rekonstrukce závislá na čase tvrdí, že znak, který se objevuje dříve než jiný, zejména ve skupinách, které jsou dobře zdokumentovány ve fosilním záznamu po dlouhou dobu, je pravděpodobně bazálním znakem.

Robert Carroll ve své revizi Romerova svazku Paleontologie a evoluce obratlovců (1988) dále zdůrazňuje, že při zakládání fylogeneze je třeba „klást důraz na nejstarší známé členy“ určitého rodu v tom smyslu, že „měli nejkratší dobu na vývoj nových postav od jejich počáteční divergence“. Carroll uzavírá: „Proto by nám měli poskytnout nejlepší příležitost k identifikaci odvozených rysů, které sdílejí se svou nejbližší sesterskou skupinou.“

I když jsou tyto argumenty jistě koherentní a intuitivně přitažlivé, je nešťastným faktem, že realita jen zřídkakdy odpovídá našemu omezenému pohledu na to, jak by se měla chovat. Řízný a suchý svět fylogenetické rekonstrukce závislé na čase prostě není ten správný způsob – věci nejsou tak jednoduché. Jak už bylo zmíněno dříve, spoléhat se výhradně na stratigrafická data k dokumentování polarity a ontogenetické změny je plné problémů a tyto problémy se jen zvětšují, když se uvažuje o skupině, jejíž fosilní záznamy jsou jak skvrnité, tak s omezenou časovou distribucí. Časově závislé argumenty jsou kořistí vrtochů fosilního záznamu a geologie, mimo jiné faktorů, z nichž v neposlední řadě je to nekonzistentní způsob, jakým se rodokmeny rozcházejí v důsledku kladogeneze (např. rodičovské taxony přežívající své potomky, viz oddíl 2).

Tato stratofenetická metodika je dále oslabena spoléháním se na obecnou podobnost mezi taxony v čase jako měřítko fylogeneze. Tedy na čase závislé fylogenie často mapují pouze vývoj stupňů a neodrážejí fylogenezi přesně.

Opačný tábor si tato omezení uvědomil a zdůraznil anatomii jako základní základ fylogenetické rekonstrukce, když tvrdil, že obecně vzato je rozložení znaků příznačnější pro fylogenezi než pouhý stratigrafický výskyt, zejména jedná-li se o skupinu, jejíž fosilní záznamy jsou chudé a rozložené v krátkém období geologického času. Vezmeme-li v úvahu, že změny v ontogenezi jsou nejkonkrétnějším příkladem evoluční progrese v rodokmenu, je argument závislý na anatomii zcela logický. Navíc pouhý stratigrafický výskyt nesčítá fylogenetický kontext nebo relevanci fosilií. Pro to je třeba odkázat na znaky – anatomii. Neexistuje prostě racionální způsob, jak učinit fylogenetickou rekonstrukci závislou na stratigrafickém kontextu (Clark et al in Chiappe & Witmer 2002).

Nehledě na logiku, tvrzení, že anatomie má obecně přednost před stratigrafií, bylo odpůrci této metodologie natolik zkresleno, že prostořeké výroky, jako jsou výroky Alana Feduccii v tom smyslu, že kladistika „zavrhla geologický čas jako nástroj při dešifrování evoluce“ (1996), jsou běžné. Takové argumenty jsou zcela ošidné – geologický čas nebyl kategoricky zavržen, spíše byla minimalizována jeho užitečnost. Přesná fylogenetická rekonstrukce vyžaduje kritický pohled na stratigrafii jako na kritérium pro stanovení fylogenií, nikoli dogmatické lpění.

Nakonec je třeba postoupit případ, kdy dvě fylogenie vytvořené pomocí každé metody mohou být porovnány vedle sebe, jejich pravděpodobnost porovnána s daty a našimi znalostmi evolučních procesů. Neexistuje jediný příklad, který by mohl účinněji plnit tuto roli, než fylogeneze akátových ryb.

Za předpokladu, že většina čtenářů není obeznámena s tak obskurní skupinou, jako je Acanthodia, je na místě úvod. Čtenáři, seznamte se s Acanthodiou – zvláštní skupinou vyhynulých ryb, jejíž osteologii a evoluci revidovali Miles (1965, 1968, 1973) a Maisey (1996). Acanthodia představuje úspěšný, ale nakonec neúspěšný experiment s adaptivním zářením gnathostomu, které vyvrcholilo v Dolním Devonu – kdy byl klad na zenitu (Denison 1979, Carroll 1988).

Vztah Acanthodie k jiným kladům gnathostomů je již dlouho sporný sám o sobě a přetrvávají argumenty pro blízkou příbuznost Acanthodie a Chondrichthyese (Orvig 1973, Jarvik 1977). Aniž bych vyčerpávajícím způsobem katalogizoval data na podporu alternativního fylogenetického statusu Acanthodie, odkazuji čtenáře na práci Rogera Milese a shrnutí prezentovaná v Denisonu (1979), Carrollovi (1988) a Maisey (1996). Tyto pokračující argumenty nechme stranou, můžeme se obrátit k daleko jízlivější debatě o intra-vztazích Acanthodie, tématu, které staví proti sobě časově závislou fylogenetickou rekonstrukci, a proti škole závislé na anatomii.

Stratophenetika izoluje Climatiida, nejstarší vyskytující se acanthodianský rod, pocházející ze středního Siluru, jako bazální k celému taxonu. Klimatiidní acanthodiani oproti ostatním členům rodu vykazují nejvíce apomorfní morfologii, včetně přítomnosti dvou hřbetních ploutví a četných párových mezipáteří na břišním povrchu těla – což je stav autapomorfní samotné Acanthodie. Fylogénie závislé na čase dále izolují Acanthodidu, jako nejvíce odvozené acanthodianské ryby, a přesto vykazují nejvíce plesiomorfní ze všech acanthodianských morfologií, zachovávají si jedinou hřbetní ploutev a mají pouze jeden pár mezipáteří. Obě skupiny jsou odděleny pouhými 12 miliony let – což je pro geologii mrknutí oka.

Časově závislá fylogeneze má proto dvě významné vady: ignoruje skutečnost, že nejvíce bazálními členy rodu, jak by podotkl sám Carroll, jsou ti, kteří budou vykazovat nejvíce plesiomorfní anatomii srovnatelnou s ostatními členy ingroupy a budou mít více synapomorfií srovnatelných s vnějšími skupinami, než budou mít nejvíce odvození členové rodu. Přesto zde máme nejvíce odvozené členy akantovského rodu, z morfologického hlediska, pokročilé jako nejvíce bazální. Časově závislá fylogeneze musí navíc vyvolat masivní zvrat bez zjevného kauzálního faktoru, aby vysvětlila, proč taková plesiomorfní forma měla být rekapitulována akantoidy. Celkově vzato je tato fylogeneze poněkud zmatená.

Anatomicky závislá fylogeneze převrací hmotu vzhůru nohama: jasně plesiomorfní akantoidy jsou označovány jako nejzákladnější Acanthodia, zatímco jasně apomorfní morfologie klimatiidů je považována za nejvíce odvozenou. Tato fylogenetická hypotéza, kromě toho, že je mnohem více shodná s tím, co víme o evoluci, nemá potřebu odvolávat se na masivní zvraty, aby dospěla ke svým závěrům, a je spíše skoupá.

Akanthótský případ, je příkladem obtíží při spoléhání se pouze na stratigrafii a stojí jako varování pro budoucího systematika, který by naivně lpěl na myšlence, že geologický čas musí při fylogenetické rekonstrukci převážit nad všemi ostatními úvahami.

Akrimonie, honba za objektivitou a kladistika

Kladistika je nesmírně užitečným nástrojem, kterým je, a proto je třeba se přirozeně ptát, proč by to mělo být tak sporné téma. A navzdory všeobecnému dojmu se o kladistice stále hodně diskutuje. Všichni sice souhlasí s tím, že synapomorfní znaky jsou jedinými znaky, které mají fylogenetický význam, ale diskutuje se téměř o každém jiném aspektu kladistické metodologie a jejích důsledcích. Kladistika je prostě sama sobě nejhorším nepřítelem, protože existují její praktici, kteří nevidí kladistiku pouze jako nástroj, jakkoli je mocná a užitečná, a místo toho se jí drží s dogmatickou houževnatostí, stejně velkou jako kterýkoli náboženský fundamentalista. Pro tyto systematiky byla kladistika povýšena na úroveň netečnosti a čistě objektivní, i když tomu tak ve skutečnosti není. V jejich očích se kladistika stala jediným objektivním a legitimním způsobem, jak postupovat při fylogenetické rekonstrukci, a všechny ostatní metody jsou pseudovědecké, filozofické nebo prostě zaujaté z nějakých osobních důvodů. Tento názor nejenže postrádá realistickou oporu, ale je nesmírně škodlivý pro vědu o fylogenetické rekonstrukci a bude mít za následek velké poškození právě tohoto oboru. Horliví kladisté mají stejně pokřivený pohled na kladistickou metodologii jako ti, kteří kladistiku kategoricky odmítají. Tento druh náboženské deifikace kladistické analýzy není věda: ti, kteří kladistiku prosazují jako „jedinou pravou cestu“, se pokoušejí přírodu definovat, nikoli popsat, a přitom se pustili do filosofie a nechali vědu jít stranou.

Chronologie vesmíru

Diagram vývoje (pozorovatelné části) vesmíru od Velkého třesku (vlevo), CMB-referenční doznívání, až po současnost.

Chronologie vesmíru popisuje historii a budoucnost vesmíru podle kosmologie Velkého třesku. Nejstarší fáze existence vesmíru se odhadují na dobu před 13,8 miliardami let, s nejistotou kolem 21 milionů let při 68% hladině spolehlivosti.

Pro účely tohoto shrnutí je vhodné rozdělit chronologii vesmíru od jeho vzniku na pět částí. Obecně se považuje za nesmyslné nebo nejasné, zda čas existoval před touto chronologií:

První pikosekunda (10−12) kosmického času. Zahrnuje Planckovu epochu, během níž nemusí platit aktuálně chápané fyzikální zákony; vznik čtyř známých základních interakcí nebo sil ve fázích – nejprve gravitace a později elektromagnetické, slabé a silné interakce; a expanzi samotného prostoru a superchlazení dosud nesmírně horkého vesmíru v důsledku kosmické inflace, o níž se předpokládá, že byla vyvolána oddělením silné a elektroslabé interakce.

Drobné vlnky ve vesmíru v této fázi jsou považovány za základ rozsáhlých struktur, které se zformovaly mnohem později. Různé fáze velmi raného vesmíru jsou chápány v různé míře. Dřívější části jsou mimo dosah praktických experimentů ve fyzice částic, ale mohou být prozkoumány jinými prostředky.

Trvá přibližně 370 000 let. Zpočátku se různé druhy subatomárních částic tvoří postupně. Tyto částice obsahují téměř stejné množství hmoty a antihmoty, takže většina z nich se rychle zlikviduje a zanechá ve vesmíru malý přebytek hmoty.

Zhruba v jedné sekundě se neutrina oddělí; tato neutrina tvoří kosmické neutrinové pozadí (CνB). Pokud existují prvotní černé díry, vznikají také přibližně v jedné sekundě kosmického času. Vznikají složené subatomární částice – včetně protonů a neutronů – a přibližně od 2 minut jsou vhodné podmínky pro nukleosyntézu: přibližně 25% protonů a všech neutronů se spojí do těžších prvků, zpočátku deuteria, které se samo rychle spojí hlavně do helia-4.

Za 20 minut už vesmír není dostatečně horký pro jadernou fúzi, ale příliš horký pro existenci neutrálních atomů nebo pro to, aby fotony cestovaly daleko. Je to tedy neprůhledná plazma. Přibližně za 47 000 let, kdy vesmír chladne, začíná jeho chování být ovládáno spíše hmotou než radiací. Přibližně za 100 000 let je hélium-hydrid první molekulou. (Mnohem později vodík a hélium-hydrid reagují za vzniku molekulárního vodíku, paliva potřebného pro první hvězdy.)

Přibližně za 370 000 let se vesmír konečně dostatečně ochladí, aby se v něm vytvořily neutrální atomy („rekombinace“), a v důsledku toho se také poprvé zprůhlední. Nově vzniklé atomy – především vodík a helium se stopami lithia – rychle dosáhnou svého nejnižšího energetického stavu (přízemního stavu) uvolněním fotonů („oddělení fotonů“), a tyto fotony mohou být dodnes detekovány jako kosmické mikrovlnné pozadí (CMB). To je v současnosti nejstarší pozorování vesmíru, které máme.

Mezi 10 a 17 miliony let byla průměrná teplota vesmíru vhodná pro tekutou vodu 273-373 K (0-100 °C) a objevily se spekulace, zda mohly krátce vzniknout skalnaté planety nebo dokonce život, protože statisticky malá část vesmíru mohla mít jiné podmínky než zbytek v důsledku velmi nepravděpodobného statistického kolísání a získávat teplo z vesmíru jako celku.

V určitém bodě kolem 200 až 500 milionů let se formují nejstarší generace hvězd a galaxií (přesné časování se stále zkoumá) a postupně se objevují rané velké struktury, které jsou přitahovány k vláknům temné hmoty podobným pěně, která se již začala stahovat v celém vesmíru. Nejstarší generace hvězd nebyly dosud astronomicky pozorovány. Mohly být obrovské (100-300 hmotností Slunce) a nekovové, s velmi krátkou životností ve srovnání s většinou hvězd, které vidíme dnes, takže běžně dokončí spalování vodíkového paliva a explodují jako supernovy s vysokou energetickou nestabilitou párů po pouhých milionech let. Jiné teorie naznačují, že mohly zahrnovat malé hvězdy, některé možná ještě dnes hoří. V každém případě tyto rané generace supernov vytvořily většinu každodenních prvků, které vidíme kolem nás dnes, a osévaly jimi vesmír.

Hvězdokupy a nadkupy galaxií vznikají v průběhu času. V určitém okamžiku vedou vysokoenergetické fotony z nejstarších hvězd, trpasličích galaxií a možná kvasarů k období reionizace, které začíná postupně mezi asi 250-500 miliony let, je dokončeno asi 700-900 miliony let a zmenšuje se asi o 1 miliardu let (přesné časování se stále zkoumá). Vesmír postupně přešel do vesmíru, který vidíme kolem nás dnes, a doba temna plně skončila asi jen 1 miliardu let.

Od 1 miliardy let a asi 12,8 miliardy let vypadal vesmír podobně jako dnes. Bude se jevit velmi podobný ještě mnoho miliard let v budoucnosti. Tenký disk naší galaxie se začal tvořit asi za 5 miliard let (8,8 Gya) a naše Sluneční soustava se vytvořila asi za 9,2 miliardy let (4,6 Gya), přičemž první stopy života na Zemi se objevily asi za 10,3 miliardy let (3,5 Gya).

Od asi 9,8 miliard let kosmického času se zpomalující rozpínání vesmíru postupně začíná zrychlovat pod vlivem temné energie, která může být skalárním polem v celém našem vesmíru. Současný vesmír je chápán docela dobře, ale za hranicí asi 100 miliard let kosmického času (asi 86 miliard let v budoucnosti) nejistoty v současném poznání znamenají, že jsme si méně jisti, kterou cestou se náš vesmír vydá.

V určitém čase skončí Stelliferous Era, protože hvězdy se již nerodí, a rozpínání vesmíru bude znamenat, že pozorovatelný vesmír bude omezen na místní galaxie. Existují různé scénáře pro vzdálenou budoucnost a konečný osud vesmíru. Přesnější znalost našeho současného vesmíru jim umožní lépe porozumět.

Standardní model kosmologie je založen na modelu prostoročasu, který se nazývá Friedmannova-Lemaîtrova-Robertsonova-Walkerova (FLRW) metrika. Metrika udává míru vzdálenosti mezi objekty a FLRW metrika je přesným řešením Einsteinových rovnic pole (EFE), pokud se předpokládá, že některé klíčové vlastnosti prostoru, jako je homogenita a izotrofie, jsou pravdivé. FLRW metrika velmi těsně odpovídá ohromujícím jiným důkazům, které ukazují, že vesmír se od velkého třesku rozšířil.

Pokud předpokládáme, že metrické rovnice FLRW jsou platné až do počátku našeho vesmíru, pak je můžeme sledovat zpět v čase, až do bodu, kdy rovnice naznačují, že všechny vzdálenosti mezi objekty ve vesmíru byly nulové nebo nekonečně malé. (To nemusí nutně znamenat, že vesmír byl při velkém třesku fyzicky malý, i když to je skutečně jedna z možností.) V dalším pohledu to poskytuje model našeho vesmíru, který se velmi úzce shoduje se všemi současnými fyzikálními pozorováními. Toto počáteční období chronologie vesmíru se nazývá „velký třesk“. Standardní model kosmologie se nepokouší vysvětlit, proč vesmír začal existovat; vysvětluje pouze to, jak se vesmír fyzicky vyvinul, jakmile k tomu okamžiku došlo.

Singularitu z metriky FLRW interpretujeme tak, že současné teorie jsou nedostatečné k popisu toho, co se skutečně stalo na začátku samotného Velkého třesku. Všeobecně se věří, že správná teorie kvantové gravitace může umožnit správnější popis této události, ale žádná taková teorie dosud nebyla rozvinuta. Po tomto okamžiku se všechny vzdálenosti v celém vesmíru začaly zvyšovat z (možná) nuly, protože samotná metrika FLRW se v průběhu času měnila a ovlivňovala vzdálenosti mezi všemi nevázanými objekty všude na světě. Z tohoto důvodu říkáme, že Velký třesk se „odehrál všude“.

Během nejranějších okamžiků kosmického času byly energie a podmínky tak extrémní, že naše současné poznatky mohou pouze naznačovat možnosti, takže se naše současné poznatky mohou ukázat jako nesprávné. Abych uvedl jeden příklad, teorie věčné inflace navrhují, že inflace trvá věčně po celé většině vesmíru, takže pojem „N sekund od velkého třesku“ je špatně definován. Proto nejranější fáze jsou aktivní oblastí výzkumu a jsou založeny na myšlenkách, které jsou stále spekulativní a podléhají modifikaci, jak se vědecké poznatky zlepšují.

Ačkoli je specifická „inflační epocha“ zdůrazněna kolem 10−32 sekundy, pozorování i teorie naznačují, že vzdálenosti mezi objekty v prostoru se od okamžiku velkého třesku neustále zvětšovaly a zvětšují se i dnes (s výjimkou gravitačně vázaných objektů, jako jsou galaxie a většina shluků, jakmile se rychlost expanze výrazně zpomalila). Inflační období označuje specifické období, kdy došlo k velmi rychlé změně rozsahu, ale neznamená, že zůstalo stejné i v jiných dobách. Přesněji řečeno, během inflace se expanze zrychlovala; pak, po inflaci a asi 9,8 miliardy let, byla expanze mnohem pomalejší a v průběhu času se stala ještě pomalejší expanzí (i když se nikdy nezvrátila); a pak, asi před 4 miliardami let, se opět mírně zrychlovala.

Zpočátku byl vesmír nepředstavitelně horký a hustý. Postupem času se ochladil, což nakonec umožnilo silám, částicím a strukturám, které vidíme kolem sebe, projevit se jako dnes.

Planckova epocha je éra v tradiční (neinflační) kosmologii velkého třesku bezprostředně po události, která započala náš známý vesmír. Během této epochy byly teplota a průměrné energie ve vesmíru tak vysoké, že se nemohly tvořit každodenní subatomární částice, a dokonce i čtyři základní síly, které utvářejí náš vesmír – gravitace, elektromagnetismus, slabá jaderná síla a silná jaderná síla – byly spojeny a vytvořily jednu základní sílu. O fyzice při této teplotě se toho moc neví; různé hypotézy navrhují různé scénáře. Tradiční kosmologie velkého třesku předpovídá gravitační singularitu před touto dobou, ale tato teorie se opírá o teorii obecné relativity, o které se předpokládá, že se pro tuto epochu rozpadne kvůli kvantovým efektům.

V inflačních modelech kosmologie se časy před koncem inflace (zhruba 10−32 sekund po velkém třesku) neřídí stejnou časovou osou jako v tradiční kosmologii velkého třesku. Modely, které mají za cíl popsat vesmír a fyziku během Planckovy epochy, jsou obecně spekulativní a spadají pod pojem „nová fyzika“. Příkladem je Hartleův-Hawkingův počáteční stav, krajina teorie strun, kosmologie strunových plynů a ekpyrotický vesmír.

Jak se vesmír rozpínal a ochlazoval, procházel přechodovými teplotami, při kterých se od sebe oddělovaly síly. Tyto fázové přechody lze vizualizovat jako podobné kondenzačním a mrazivým fázovým přechodům běžné hmoty. Při určitých teplotách/energiích mění molekuly vody své chování a strukturu a budou se chovat zcela jinak. Podobně jako pára měnící se ve vodu, pole, která definují základní síly a částice našeho vesmíru, také zcela mění své chování a struktury, když teplota/energie klesne pod určitý bod. To není v každodenním životě patrné, protože se to děje pouze při mnohem vyšších teplotách, než obvykle vidíme v našem současném vesmíru.

Předpokládá se, že tyto fázové přechody v základních silách vesmíru jsou způsobeny jevem kvantových polí zvaným „narušení symetrie“.

V každodenních podmínkách, jak se vesmír ochlazuje, je možné, aby se kvantová pole, která vytvářejí síly a částice kolem nás, usadila na nižších energetických úrovních a s vyššími úrovněmi stability. Tím zcela mění způsob interakce. Síly a interakce vznikají díky těmto polím, takže vesmír se může chovat velmi odlišně nad a pod fázovým přechodem. Například v pozdější epoše je vedlejším efektem jednoho fázového přechodu to, že najednou mnoho částic, které neměly vůbec žádnou hmotnost, získá hmotnost (začnou odlišně interagovat s Higgsovým polem) a jediná síla se začne projevovat jako dvě oddělené síly.

Za předpokladu, že příroda je popsána takzvanou Velkou sjednocenou teorií (GUT), epocha velkého sjednocení začala fázovými přechody tohoto druhu, kdy se gravitace oddělila od univerzální kombinované kalibrační síly. To způsobilo, že nyní existují dvě síly: gravitace a elektrosilná interakce. Zatím neexistuje žádný pádný důkaz, že taková kombinovaná síla existovala, ale mnoho fyziků se domnívá, že existovala. Fyzika této elektrosilné interakce by byla popsána Velkou sjednocenou teorií.

Éra velkého sjednocení skončila přechodem druhé fáze, kdy se elektrosilná interakce zase oddělila a začala se projevovat jako dvě oddělené interakce, nazývané silná a elektroslabá interakce.

V závislosti na tom, jak jsou epochy definovány, a na modelu, který je následován, může být elektroslabá epocha považována za epochu začínající před nebo po inflační epoše. V některých modelech je popsána jako zahrnující inflační epochu. V jiných modelech se uvádí, že elektroslabá epocha začíná po skončení inflační epochy, zhruba 10−32 sekund.

Podle tradiční kosmologie velkého třesku začala elektroslabá epocha 10−36 sekund po velkém třesku, kdy byla teplota vesmíru dostatečně nízká (1028 K), aby se elektronukleární síla začala projevovat jako dvě oddělené interakce, nazývané silná a elektroslabá interakce. (Elektroelektrická interakce se také později oddělí a rozdělí se na elektromagnetickou a slabou interakci.) Přesný bod, kde byla elektrosilná symetrie narušena, není jistý kvůli velmi vysokým energiím této události.

Inflační epocha a rychlé rozšiřování prostoru

V tomto bodě velmi raného vesmíru se metrika, která definuje vzdálenost v prostoru, náhle a velmi rychle změnila v měřítku, takže raný vesmír zůstal nejméně 1078krát větší než jeho předchozí objem (a možná i mnohem více). To odpovídá lineárnímu nárůstu nejméně 1026krát v každé prostorové dimenzi – odpovídá objektu o délce 1 nanometr (10−9 m, asi polovina šířky molekuly DNA), který se během nepatrného zlomku sekundy rozšíří na délku přibližně 10,6 světelných let (100 bilionů kilometrů). Tato změna je známá jako inflace.

Ačkoli světlo a objekty v prostoročasu nemohou cestovat rychleji než rychlost světla, v tomto případě se měřítko změnilo v metrice určující velikost a geometrii samotného prostoročasu. Změny v metrice nejsou omezeny rychlostí světla.

Existují dobré důkazy, že se to stalo, a všeobecně se uznává, že se to skutečně stalo. Přesné důvody, proč se to stalo, se však stále zkoumají. Existuje tedy řada modelů, které vysvětlují, proč a jak se to stalo – zatím není jasné, které vysvětlení je správné.

V několika prominentnějších modelech se předpokládá, že byl spuštěn oddělením silné a elektroslabé interakce, která ukončila epochu velkého sjednocení. Jedním z teoretických produktů tohoto fázového přechodu bylo skalární pole zvané nafukovací pole. Když se toto pole ustálilo do svého nejnižšího energetického stavu v celém vesmíru, vytvořilo obrovskou odpudivou sílu, která vedla k rychlé expanzi metriky, která definuje samotný prostor. Inflace vysvětluje několik pozorovaných vlastností současného vesmíru, které jsou jinak obtížně vysvětlitelné, včetně vysvětlení, jak dnešní vesmír skončil tak neobyčejně homogenní (podobný) ve velmi velkém měřítku, i když byl ve svých nejranějších fázích značně neuspořádaný.

Není přesně známo, kdy inflační epocha skončila, ale předpokládá se, že to bylo mezi 10−33 a 10−32 sekund po velkém třesku. Rychlá expanze prostoru znamenala, že elementární částice, které zůstaly z epochy velkého sjednocení, byly nyní velmi řídce rozmístěny po celém vesmíru. Nicméně obrovská potenciální energie inflačního pole byla uvolněna na konci inflační epochy, když se inflační pole rozpadlo na jiné částice, známé jako „ohřívání“. Tento ohřívací efekt vedl k tomu, že vesmír byl znovu osídlen hustou, horkou směsí kvarků, antikvarků a gluonů. V jiných modelech je ohřívání často považováno za označení začátku elektroslabé epochy a některé teorie, jako například teplá inflace, se fázi ohřívání zcela vyhýbají.

V netradičních verzích teorie velkého třesku (známých jako „inflační“ modely) končila inflace při teplotě odpovídající zhruba 10−32 sekund po velkém třesku, ale to neznamená, že inflační éra trvala méně než 10−32 sekund. Pro vysvětlení pozorované homogenity vesmíru musí být trvání v těchto modelech delší než 10−32 sekund. Proto v inflační kosmologii je nejranější smysluplný čas „po velkém třesku“ čas konce inflace.

Po ukončení inflace vesmír pokračoval v expanzi, ale mnohem pomalejším tempem. Asi před 4 miliardami let se expanze začala postupně opět zrychlovat. Předpokládá se, že je to způsobeno tím, že temná energie se stala dominantní v chování vesmíru ve velkém měřítku. Stále se rozšiřuje i dnes.

Dne 17. března 2014 oznámili astrofyzici ze spolupráce s BICEP2 detekci inflačních gravitačních vln v výkonovém spektru B-modes, která byla interpretována jako jasný experimentální důkaz pro teorii inflace. Dne 19. června 2014 však byla hlášena snížená důvěra v potvrzení nálezů o kosmické inflaci a nakonec, dne 2. února 2015, společná analýza dat z BICEP2/Keck a Planckova mikrovlnného vesmírného teleskopu Evropské kosmické agentury dospěla k závěru, že statistická „významnost [dat] je příliš nízká na to, aby mohla být interpretována jako detekce prvotních B-modes“ a může být připsána hlavně polarizovanému prachu v Mléčné dráze.

Elektroweakovo narušení symetrie

Jak teplota vesmíru nadále klesala pod určitou velmi vysokou úroveň energie, dochází k třetímu narušení symetrie. Pokud je nám v současné době známo, šlo o předposlední narušení symetrie při formování našeho vesmíru, poslední bylo narušení chirální symetrie v kvarkovém sektoru. Ve standardním modelu částicové fyziky dochází k narušení elektroslabé symetrie při teplotě 159,5±1,5 GeV. Když k tomu dojde, dojde k narušení elektroslabé kalibrační symetrie. To má dva související účinky:

Po rozbití elektroslabé symetrie nabyly všechny základní interakce, o nichž víme – gravitace, elektromagnetické, slabé a silné interakce – své současné podoby a základní částice mají svou očekávanou hmotnost, ale teplota vesmíru je stále příliš vysoká na to, aby umožnila stabilní tvorbu mnoha částic, které nyní vidíme ve vesmíru, takže zde nejsou žádné protony ani neutrony, a tudíž ani atomy, atomová jádra nebo molekuly. (Přesněji řečeno, všechny složené částice, které se vytvoří náhodou, se téměř okamžitě znovu rozpadnou vlivem extrémních energií.)

Supersymetrie lámání (spekulativní)

Pokud je supersymetrie vlastností našeho vesmíru, pak musí být porušena při energii, která není nižší než 1 TeV, elektroslabé stupnici. Hmotnosti částic a jejich superpartnerů by pak již nebyly stejné. Tato velmi vysoká energie by mohla vysvětlit, proč nikdy nebyli pozorováni superpartneři známých částic.

Po skončení kosmické inflace je vesmír naplněn horkým kvark-gluonovým plazmatem, zbytky ohřívání. Od tohoto okamžiku je fyzika raného vesmíru mnohem lépe pochopena a energie obsažené v kvarkové epoše jsou přímo přístupné v experimentech částicové fyziky a dalších detektorech.

Během kvarkové epochy byl vesmír naplněn hustým, horkým kvark-gluonovým plazmatem, obsahujícím kvarky, leptony a jejich antičástice. Srážky mezi částicemi byly příliš energetické na to, aby se kvarky mohly spojovat v mezony nebo baryony.

Kvarková epocha skončila v době, kdy byl vesmír starý asi 10−6 sekund, kdy průměrná energie interakcí částic klesla pod vazebnou energii hadronů.

Baryony jsou subatomární částice, jako jsou protony a neutrony, které se skládají ze tří kvarků. Dalo by se očekávat, že baryony i částice známé jako antibaryony by se vytvořily ve stejném počtu. Zdá se však, že se tak nestalo – pokud víme, ve vesmíru zůstalo mnohem více baryonů než antibaryonů. Ve skutečnosti nejsou v přírodě pozorovány téměř žádné antibaryony. Není jasné, jak k tomu došlo. Jakékoli vysvětlení tohoto jevu musí umožnit, aby Sacharovovy podmínky související s baryogenezí byly splněny někdy po konci kosmologické inflace. Současná fyzika částic naznačuje asymetrie, za kterých by tyto podmínky byly splněny, ale tyto asymetrie se zdají být příliš malé na to, aby vysvětlovaly pozorovanou baryono-antibaryonovou asymetrii vesmíru.

Kvark-gluonové plazma, které tvoří vesmír, se ochlazuje, dokud se nevytvoří hadrony, včetně baryonů, jako jsou protony a neutrony.
Zpočátku se mohly tvořit páry hadronů a antihadronů, takže hmota a antihmota byly v tepelné rovnováze. Nicméně, jak teplota vesmíru stále klesala, nové páry hadronů a antihadronů se již nevytvářely a většina nově vytvořených hadronů a antihadronů se navzájem zlikvidovala, čímž vznikly páry vysokoenergetických fotonů. Poměrně malé zbytky hadronů zůstaly asi v 1 sekundě kosmického času, kdy tato epocha skončila.

Teorie předpovídá, že na každých 7 protonů zůstal asi 1 neutron. Domníváme se, že je to správně, protože v pozdější fázi se všechny neutrony a část protonů spojily a zůstal vodík, izotop vodíku zvaný deuterium, hélium a další prvky, které můžeme změřit. Poměr hadronů 1:7 na konci této epochy by skutečně vytvořil pozorované poměry prvků v raném i současném vesmíru.

Oddělení neutrin a kosmické neutrinové pozadí (CνB)

Přibližně 1 sekundu po velkém třesku se neutrina oddělí a začnou volně cestovat vesmírem. Jelikož neutrina jen zřídka interagují s hmotou, existují tato neutrina dodnes, analogicky k mnohem pozdějšímu kosmickému mikrovlnnému pozadí vyzařovanému během rekombinace, přibližně 370 000 let po velkém třesku. Neutrina z této události mají velmi nízkou energii, přibližně 10−10krát menší, než je možné při současné přímé detekci. Dokonce i vysokoenergetická neutrina jsou notoricky obtížně detekovatelná, takže toto kosmické neutrinové pozadí (CνB) nemusí být přímo pozorováno v detailu po mnoho let, pokud vůbec.

Nicméně kosmologie Velkého třesku dělá mnoho předpovědí o CνB a existuje velmi silný nepřímý důkaz, že CνB existuje, jak z nukleosyntézních předpovědí Velkého třesku o množství helia, tak z anizotropií v kosmickém mikrovlnném pozadí (CMB). Jedna z těchto předpovědí je, že neutrina zanechají v CMB jemný otisk. Je dobře známo, že CMB má nepravidelnosti. Některé CMB fluktuace byly zhruba pravidelně rozmístěny, kvůli vlivu baryonických akustických oscilací. Teoreticky měla mít oddělená neutrina velmi mírný vliv na fázi různých CMB fluktuací.

V roce 2015 bylo oznámeno, že takové posuny byly zjištěny v CMB. Navíc výkyvy odpovídaly neutrinům téměř přesně teploty předpovídané teorií Velkého třesku (1,96 +/-0,02K v porovnání s předpovědí 1,95K) a přesně třem typům neutrin, tedy stejnému počtu neutrinových příchutí, který v současnosti předpovídá standardní model.

Možný vznik prvotních černých děr

Prvotní černé díry jsou hypotetickým typem černých děr navrženým v roce 1966, které se mohly vytvořit během tzv. radiací ovládané éry, vzhledem k vysoké hustotě a nehomogenním podmínkám během první sekundy kosmického času. Náhodné fluktuace by mohly vést k tomu, že některé oblasti se stanou dostatečně hustými, aby prošly gravitačním kolapsem a vytvořily černé díry. Současné poznatky a teorie kladou přísné limity na hojnost a hmotnost těchto objektů.

Tvorba prvotních černých děr obvykle vyžaduje kontrasty hustoty (regionální odchylky v hustotě vesmíru) kolem  (10%), kde je průměrná hustota vesmíru. Několik mechanismů by mohlo vytvořit husté oblasti splňující toto kritérium během raného vesmíru, včetně ohřívání, kosmologických fázových přechodů a (v takzvaných „hybridních inflačních modelech“) axionové inflace. Protože prvotní černé díry nevznikly z gravitačního kolapsu hvězd, jejich hmotnost může být hluboko pod hvězdnou hmotností (~2×1033 g). Stephen Hawking v roce 1971 vypočítal, že prvotní černé díry mohou mít hmotnost až 10−5 g. Ale mohou mít jakoukoli velikost, takže mohou být také velké a mohly přispět k tvorbě galaxií.

Většina hadronů a antihadronů se na konci hadronové epochy navzájem likviduje a zanechává leptony (jako jsou elektron, miony a některá neutrina) a antileptony, které dominují hmotě vesmíru.

Epocha leptonů se ubírá podobnou cestou jako dřívější epocha hadronů. Zpočátku se leptony a antileptony vyrábějí ve dvojicích. Asi 10 sekund po velkém třesku teplota vesmíru klesne do bodu, kdy již nejsou vytvářeny nové dvojice leptonů a antileptonů a většina zbývajících leptonů a antileptonů se navzájem rychle zlikvidovala, čímž vznikly dvojice vysokoenergetických fotonů a zůstaly malé zbytky nezničených leptonů.

Poté, co je většina leptonů a antileptonů na konci leptonové epochy zlikvidována, je většina hmotné energie ve vesmíru ponechána ve formě fotonů. (Velká část zbytku jeho hmotné energie je ve formě neutrin a dalších relativistických částic[nutná citace]
). Proto energii vesmíru a jeho celkovému chování dominují jeho fotony. Tyto fotony pokračují v časté interakci s nabitými částicemi, tj. elektrony, protony a (případně) jádry. Pokračují v tom asi dalších 370 000 let.

Nukleosyntéza světelných prvků

Přibližně mezi 2 a 20 minutami po velkém třesku umožňuje teplota a tlak vesmíru vznik jaderné fúze, z níž vznikají jádra několika světelných prvků kromě vodíku („nukleosyntéza velkého třesku“). Přibližně 25% protonů a všechny neutrony se fúzují za vzniku deuteria, izotopu vodíku, a většina deuteria se rychle fúzuje za vzniku helia-4.

Atomová jádra se snadno odpojí (rozpadnou se) nad určitou teplotu, vztaženou k jejich vázací energii. Zhruba od 2 minut klesající teplota znamená, že deuterium se již neodpoutává a je stabilní a přibližně od 3 minut se helium a další prvky vzniklé fúzí deuteria také již neodpoutávají a jsou stabilní.

Krátká doba trvání a klesající teplota znamenají, že se mohou objevit jen ty nejjednodušší a nejrychlejší fúzní procesy. Kromě helia vznikají jen nepatrná množství jader, protože nukleosyntéza těžších prvků je obtížná a vyžaduje tisíce let i u hvězd. Vznikají malá množství tritia (další izotop vodíku) a berylia-7 a -8, ale ty jsou nestabilní a rychle se opět ztrácejí. Malé množství deuteria zůstává kvůli velmi krátké době trvání nevyužito.

Proto jediné stabilní nuklidy vytvořené koncem nukleosyntézy Velkého třesku jsou protium (jediné protonové/vodíkové jádro), deuterium, hélium-3, hélium-4 a lithium-7. Hmotnostně je výsledná hmota asi 75% vodíkových jader, 25% héliových jader a asi 10−10 hmotnostně lithia-7. Dalšími nejčastěji produkovanými stabilními izotopy jsou lithium-6, beryllium-9, boron-11, uhlík, dusík a kyslík („CNO“), ale ty předpověděly množství mezi 5 a 30 částmi v 1015 hmotnostně, takže jsou v podstatě nedetekovatelné a zanedbatelné.

Množství každého světelného prvku v raném vesmíru lze odhadnout ze starých galaxií a je to pádný důkaz pro Velký třesk. Například Velký třesk by měl produkovat asi 1 neutron na každých 7 protonů, což umožňuje, aby se 25% všech nukleonů spojilo na helium-4 (2 protony a 2 neutrony z každých 16 nukleonů), a to je množství, které nacházíme dnes, a mnohem více, než lze snadno vysvětlit jinými procesy. Podobně se deuterium spojuje extrémně snadno; jakékoliv alternativní vysvětlení musí také vysvětlit, jak existovaly podmínky pro vznik deuteria, ale také nechaly část tohoto deuteria nevyužitou a ne okamžitě znovu spojenou na helium. Každá alternativa musí také vysvětlit proporce různých světelných prvků a jejich izotopů. Bylo zjištěno, že několik izotopů, jako například lithium-7, je přítomno v množství, které se lišilo od teorie, ale postupem času byly tyto rozdíly vyřešeny lepším pozorováním.

Dosud byla dynamika a chování vesmíru ve velkém měřítku určována hlavně zářením – tedy těmi složkami, které se pohybují relativisticky (rychlostí světla nebo blízko ní), jako jsou fotony a neutrina. Jak se vesmír ochlazuje, od přibližně 47 000 let (rudý posuv z = 3600) se chování vesmíru ve velkém měřítku stává ovládáno hmotou. K tomu dochází, protože energetická hustota hmoty začíná překračovat jak energetickou hustotu záření, tak vakuovou energetickou hustotu. Kolem nebo krátce po 47 000 letech se hustoty nerelativistické hmoty (atomových jader) a relativistického záření (fotonů) stávají stejnými, Džínova délka, která určuje nejmenší struktury, které se mohou tvořit (kvůli soupeření mezi gravitační přitažlivostí a tlakovými účinky), začíná klesat a perturbace, místo toho, aby byly vyhlazeny volným proudícím zářením, mohou začít růst v amplitudě.

Podle modelu Lambda-CDM je v této fázi hmota ve vesmíru kolem 84,5% chladné temné hmoty a 15,5% „obyčejné“ hmoty. (Nicméně celková hmota ve vesmíru je jen 31,7%, mnohem menší než 68,3% temné energie.) Existují nezvratné důkazy, že temná hmota existuje a dominuje našemu vesmíru, ale protože přesná podstata temné hmoty stále není objasněna, teorie velkého třesku v současnosti nepokrývá žádné fáze jejího vzniku.

Od tohoto bodu a po několik miliard let dopředu přítomnost temné hmoty urychluje tvorbu struktury v našem vesmíru. V raném vesmíru se temná hmota postupně shromažďuje v obrovských vláknech vlivem gravitace, hroutí se rychleji než obyčejná (baryonická) hmota, protože její kolaps není zpomalován tlakem záření. To zesiluje drobné nehomogenity (nepravidelnosti) v hustotě vesmíru, které byly zanechány kosmickou inflací. Postupem času se mírně hustší oblasti stávají hustšími a mírně řídké (prázdnější) oblasti se stávají vzácnějšími. Obyčejná hmota se nakonec shromažďuje rychleji, než by tomu bylo jinak, kvůli přítomnosti těchto koncentrací temné hmoty.

Vlastnosti temné hmoty, které jí umožňují rychle kolabovat bez radiačního tlaku, také znamenají, že nemůže ztrácet energii ani zářením. Ztráta energie je nezbytná k tomu, aby se částice za určitým bodem zhroutily do hustých struktur. Proto se temná hmota hroutí do obrovských, ale rozptýlených vláken a svatozáří, a ne do hvězd nebo planet. Obyčejná hmota, která může ztratit energii zářením, tvoří při kolapsu husté objekty a také plynná mračna.

Za zhruba 100 000 let se vesmír ochladil natolik, že vznikla hydrid helia, první molekula. V dubnu 2019 bylo poprvé oznámeno, že tato molekula byla objevena v mezihvězdném prostoru. (Mnohem později atomární vodík reaguje s hydridem helia za vzniku molekulárního vodíku, paliva potřebného pro tvorbu hvězd.)

Rekombinace, fotonové oddělení a kosmické mikrovlnné pozadí (CMB)

9letý snímek pozadí záření kosmického mikrovlnného záření WMAP (2012). Záření je izotropní zhruba na jednu část ze 100 000.

Asi 370 000 let po velkém třesku došlo ke dvěma propojeným událostem: rekombinaci a oddělení fotonů. Rekombinace popisuje ionizované částice, které se spojují a vytvářejí první neutrální atomy, a oddělení odkazuje na uvolněné fotony („oddělení“), jak se nově vytvořené atomy usazují do stabilnějších energetických stavů.

Těsně před rekombinací byla baryonová hmota ve vesmíru na teplotě, kdy tvořila horkou ionizovanou plazmu. Většina fotonů ve vesmíru interagovala s elektrony a protony a nemohla cestovat na významné vzdálenosti, aniž by interagovala s ionizovanými částicemi. Výsledkem bylo, že vesmír byl neprůhledný nebo „mlhavý“. I když bylo světlo, nebylo možné vidět, ani pozorovat toto světlo dalekohledy.

V době kolem 370 000 let se vesmír ochladil do bodu, kdy se volné elektrony mohou spojit s jádry vodíku a helia a vytvořit neutrální atomy. Tento proces je relativně rychlý (a rychlejší u helia než u vodíku) a je známý jako rekombinace. Název je mírně nepřesný a je uveden z historických důvodů: ve skutečnosti se elektrony a atomová jádra poprvé spojily.

Přímé kombinování v nízkoenergetickém stavu (přízemním stavu) je méně účinné, takže tyto atomy vodíku se zpravidla tvoří s elektrony stále ve vysokoenergetickém stavu, a jakmile se zkombinují, elektrony rychle uvolňují energii ve formě jednoho nebo více fotonů, jak přecházejí do nízkoenergetického stavu. Toto uvolnění fotonů je známé jako fotonové oddělení. Některé z těchto oddělených fotonů jsou zachyceny jinými atomy vodíku, zbytek zůstává volný. Na konci rekombinace většina protonů ve vesmíru vytvořila neutrální atomy. Tato změna z nabitých na neutrální částice znamená, že střední volná dráha fotonů může cestovat, než se zachycení ve skutečnosti stane nekonečným, takže všechny oddělené fotony, které nebyly zachyceny, mohou volně cestovat na dlouhé vzdálenosti (viz Thomsonův rozptyl). Vesmír se stal poprvé ve své historii průhledným pro viditelné světlo, rádiové vlny a další elektromagnetické záření.

Fotony uvolněné těmito nově vzniklými atomy vodíku měly zpočátku teplotu/energii kolem ~ 4000 K. To by bylo okem viditelné jako světle žlutá/oranžová zabarvená, nebo „měkká“, bílá barva. Během miliard let od oddělení, kdy se vesmír rozšířil, byly fotony červeně posunuty z viditelného světla na rádiové vlny (mikrovlnné záření odpovídající teplotě okolo 2,7 K). Červené posunutí popisuje, že fotony získávají delší vlnové délky a nižší frekvence, jak se vesmír rozpínal po miliardy let, takže se postupně měnily z viditelného světla na rádiové vlny. Tytéž fotony mohou být detekovány jako rádiové vlny dodnes. Tvoří kosmické mikrovlnné pozadí a poskytují zásadní důkazy o raném vesmíru a o tom, jak se vyvíjel.

Přibližně ve stejné době jako rekombinace se existující tlakové vlny v elektron-baryonovém plazmatu – známé jako baryonové akustické oscilace – začlenily do distribuce hmoty, když kondenzovala, což vedlo k velmi mírné preferenci v distribuci velkých objektů. Proto je kosmické mikrovlnné pozadí obrazem vesmíru na konci této epochy včetně drobných výkyvů vznikajících během inflace (viz 9letý snímek WMAP) a šíření objektů, jako jsou galaxie, ve vesmíru je ukazatelem rozsahu a velikosti vesmíru, jak se vyvíjel v průběhu času.

Doba temna a vznik rozsáhlých staveb

Po rekombinaci a oddělení byl vesmír průhledný a dostatečně se ochladil, aby světlo mohlo cestovat na velké vzdálenosti, ale neexistovaly žádné struktury produkující světlo, jako jsou hvězdy a galaxie. Hvězdy a galaxie vznikají, když se vlivem gravitace vytvoří husté oblasti plynu, a to trvá dlouho v téměř rovnoměrné hustotě plynu a v potřebném měřítku, takže se odhaduje, že hvězdy neexistovaly možná stovky milionů let po rekombinaci.

V současné době také probíhá pozorovací snaha o detekci slabého záření rotační čáry 21 cm, protože je to v zásadě ještě mocnější nástroj než kosmické mikrovlnné pozadí pro studium raného vesmíru.

Spekulativní „obyvatelná epocha“

Asi 6,6 milionů let, asi 10 až 17 milionů let po velkém třesku (rudý posuv 137-100), se teplota pozadí pohybovala mezi 273-373 K (0-100 °C), což je teplota kompatibilní s kapalnou vodou a běžnými biologickými chemickými reakcemi. Abraham Loeb (2014) spekuloval, že primitivní život se mohl v zásadě objevit během tohoto okna, které nazval „obyvatelnou epochou raného vesmíru“. Loeb tvrdí, že život na bázi uhlíku se mohl vyvinout v hypotetické kapse raného vesmíru, která byla dostatečně hustá, aby mohla vytvořit alespoň jednu masivní hvězdu, která následně uvolní uhlík v supernově, a která byla také dostatečně hustá, aby mohla vytvořit planetu. (Takové husté kapsy, pokud by existovaly, by byly extrémně vzácné.) Život by také vyžadoval tepelný diferenciál, spíše než jen jednotné záření pozadí; to by mohla zajistit přirozeně se vyskytující geotermální energie. Takový život by pravděpodobně zůstal primitivní; je vysoce nepravděpodobné, že by inteligentní život měl dostatek času na vývoj, než by hypotetické oceány na konci obyvatelné epochy zamrzly.

Nejranější struktury a hvězdy vznikají

Hubbleova Ultra Deep Fields často ukazují galaxie z dávné doby, které nám říkají, jaká byla raná Stelliferous Era

Jiný Hubbleův snímek ukazuje novorozeneckou galaxii, která se formuje poblíž, což znamená, že se to stalo velmi nedávno v kosmologickém časovém měřítku. To ukazuje, že stále dochází k tvorbě nových galaxií ve vesmíru.

Hmota ve vesmíru je kolem 84,5% chladné temné hmoty a 15,5% „obyčejné“ hmoty. Od počátku éry dominované hmotou se temná hmota pod vlivem gravitace postupně shromažďuje do obrovských rozptýlených (difúzních) vláken. Obyčejná hmota se nakonec díky přítomnosti těchto koncentrací temné hmoty seskupuje rychleji, než by tomu bylo jinak. V pravidelných vzdálenostech je také o něco hustší díky počátečním baryonovým akustickým oscilacím (BAO), které se zabydlely v rozložení hmoty, když se oddělily fotony. Na rozdíl od temné hmoty může obyčejná hmota ztrácet energii mnoha cestami, což znamená, že jak se hroutí, může ztrácet energii, která by ji jinak držela od sebe, a hroutit se rychleji a do hustších forem. Obyčejná hmota se shromažďuje tam, kde je temná hmota hustší, a na těchto místech se hroutí do mraků převážně vodíkového plynu. Z těchto mraků se tvoří první hvězdy a galaxie. Tam, kde se vytvořily četné galaxie, nakonec vzniknou kupy galaxií a nadkupy. Mezi nimi se vytvoří velké prázdnoty s několika málo hvězdami, které označí místa, kde se temná hmota stala méně běžnou.

Přesné časování prvních hvězd, galaxií, supermasivních černých děr a kvasarů a začátek a konec časování a progrese období známého jako reionizace se stále aktivně zkoumají, nové poznatky se zveřejňují pravidelně. Od roku 2019 se nejstarší potvrzené galaxie datují kolem 380-400 milionů let (například GN-z11), což naznačuje překvapivě rychlou kondenzaci plynových oblaků a hvězdnou porodnost, a pozorování lesa Lyman-alfa a dalších změn světla z prastarých objektů umožňuje zúžit časování pro reionizaci a její případný konec. To vše jsou ale stále oblasti aktivního výzkumu.

Tvorba struktur v modelu Velkého třesku probíhá hierarchicky, kvůli gravitačnímu kolapsu, menší struktury se tvoří dříve než ty větší. Nejstarší struktury, které se vytvořily, jsou první hvězdy (známé jako hvězdy Population III), trpasličí galaxie a kvasary (které jsou považovány za jasné, raně aktivní galaxie obsahující supermasivní černou díru obklopenou dovnitř se otáčejícím akrečním diskem plynu). Před touto epochou mohl být vývoj vesmíru chápán pomocí lineární kosmologické perturbační teorie: to znamená, že všechny struktury mohly být chápány jako malé odchylky od dokonalého homogenního vesmíru. To je výpočetně relativně snadné ke studiu. V tomto okamžiku se začínají tvořit nelineární struktury a výpočetní problém se stává mnohem obtížnější, zahrnující například simulace N-těles s miliardami částic. Bolšojská kosmologická simulace je vysoce přesnou simulací této éry.

Tyto hvězdy Population III jsou také zodpovědné za přeměnu několika málo světelných prvků, které vznikly při Velkém třesku (vodík, hélium a malé množství lithia) na mnoho těžších prvků. Mohou být obrovské stejně jako možná malé – a nekovové (žádné prvky kromě vodíku a hélia). Větší hvězdy mají velmi krátkou životnost ve srovnání s většinou hvězd Hlavní posloupnosti, které vidíme dnes, takže běžně dokončí spalování svého vodíkového paliva a explodují jako supernovy po pouhých milionech let, a rozsévají vesmír těžšími prvky po opakované generace. Označují počátek Hvězdné éry.

Dosud nebyly nalezeny žádné hvězdy ze skupiny Population III, takže naše chápání těchto hvězd je založeno na výpočetních modelech jejich vzniku a vývoje. Naštěstí lze pozorování záření kosmického mikrovlnného pozadí využít k dnešnímu dni, kdy tvorba hvězd začala doopravdy. Analýza takových pozorování provedená Planckovým mikrovlnným vesmírným teleskopem v roce 2016 dospěla k závěru, že první generace hvězd se mohla zformovat přibližně 300 milionů let po velkém třesku.

Objev UDFy-38135539 z října 2010, první pozorované galaxie, která existovala během následující epochy reionizace, nám dává okno do těchto dob. Následně Rychard J. Bouwens z Leidenské univerzity a Garth D. Illingworth z UC Observatories/Lick Observatory zjistili, že galaxie UDFj-39546284 je ještě starší, a to v době přibližně 480 milionů let po velkém třesku nebo přibližně v polovině temného středověku před 13,2 miliardami let. V prosinci 2012 byly objeveny první kandidátské galaxie z doby před reionizací, kdy byly galaxie UDFy-38135539, EGSY8p7 a GN-z11 nalezeny přibližně 380–550 milionů let po velkém třesku, před 13,4 miliardami let a ve vzdálenosti přibližně 32 miliard světelných let (9,8 miliard parseků).

Kvasary poskytují některé další důkazy o rané tvorbě struktur. Jejich světlo ukazuje důkazy prvků, jako je uhlík, hořčík, železo a kyslík. To je důkaz, že v době vzniku kvasarů již proběhla masivní fáze tvorby hvězd, včetně dostatečného počtu generací hvězd v populaci III, které daly vzniknout těmto prvkům.

Jak se postupně formují první hvězdy, trpasličí galaxie a kvasary, intenzivní záření, které vydávají, reionizuje velkou část okolního vesmíru a poprvé od rekombinace a oddělení rozdělí neutrální atomy vodíku zpět do plazmy volných elektronů a protonů.

Reionizace je doložena pozorováním kvasarů. Kvasary jsou formou aktivní galaxie a nejsvětlejšími objekty pozorovanými ve vesmíru. Elektrony v neutrálním vodíku mají specifický vzorec pohlcování fotonů, který souvisí s úrovní elektronové energie a nazývá se Lymanova řada. Ionizovaný vodík nemá úroveň elektronové energie tohoto druhu. Proto světlo putující ionizovaným vodíkem a neutrálním vodíkem vykazuje různé absorpční čáry. Navíc světlo bude putovat miliardy let, aby se k nám dostalo, takže jakákoli absorpce neutrálním vodíkem bude překreslena různým množstvím, spíše než jedním specifickým množstvím, což ukazuje, kdy k ní došlo. Tyto rysy umožňují studovat stav ionizace v mnoha různých obdobích v minulosti. Ukazují, že reionizace začala jako „bubliny“ ionizovaného vodíku, které se postupem času zvětšovaly. Ukazují také, že absorpce byla způsobena celkovým stavem vesmíru (intergalaktické médium) a ne průletem galaxiemi nebo jinými hustými oblastmi. Reionizace mohla začít probíhat již od z = 16 (250 milionů let kosmického času) a byla dokončena kolem z = 9 nebo 10 (500 milionů let), než se postupně zmenšovala a pravděpodobně končila kolem z = 5 nebo 6 (1 miliarda let), jak skončila éra hvězd a kvasarů III. populace – a jejich intenzivního záření – a ionizovaný vodík se postupně vrátil k neutrálním atomům.

Nicméně v této době se hmota díky pokračujícímu rozpínání vesmíru mnohem více rozprostřela. Ačkoli neutrální atomy vodíku byly opět ionizovány, plazma byla mnohem tenčí a rozptýlená a fotony byly mnohem méně rozptýlené. Navzdory tomu, že byl vesmír reionizován, zůstal během reionizace do značné míry průhledný. Jak se vesmír dále ochlazoval a rozpínal, reionizace postupně končila.

Galaxie, hvězdokupy a nadkupy

Počítačem simulovaný pohled na rozsáhlou strukturu části vesmíru o průměru asi 50 milionů světelných let

Hmota se pod vlivem gravitace dále stahuje a tvoří galaxie. Hvězdy z tohoto časového období, známé jako hvězdy Populace II, vznikají v raném stádiu tohoto procesu, novější hvězdy Populace I vznikly později. Gravitační přitažlivost také postupně přitahuje galaxie k sobě, aby vytvořily skupiny, hvězdokupy a nadkupy. Pozorování Hubbleova Ultra Deep Field identifikovalo řadu malých galaxií, které se spojují a vytvářejí větší, a to v době 800 milionů let kosmického času (před 13 miliardami let). (Tento odhad stáří je nyní považován za mírně nadsazený).

Richard Ellis z Kalifornského technologického institutu v Pasadeně našel pomocí desetimetrového dalekohledu Keck II na Mauna Kea a jeho tým šest hvězdotvorných galaxií vzdálených asi 13,2 miliardy světelných let, a proto vzniklých v době, kdy byl vesmír starý jen 500 milionů let. V současnosti je známo jen asi 10 z těchto extrémně raných objektů. Novější pozorování ukázala, že tato stáří jsou kratší, než se dříve uvádělo. Nejvzdálenější galaxie pozorovaná k říjnu 2016, GN-z11, je údajně vzdálená 32 miliard světelných let, což je obrovská vzdálenost, která je možná díky expanzi v časoprostoru (z = 11,1; přibližovací vzdálenost 32 miliard světelných let; zpětný čas 13,4 miliardy let).

Vesmír, jak se jeví dnes

Vesmír se po mnoho miliard let jeví v podstatě stejně jako nyní. Bude vypadat podobně ještě mnoho dalších miliard let v budoucnosti.

Na základě vznikající vědy o nukleokoronologii se odhaduje, že galaktický tenký disk Mléčné dráhy vznikl před 8,8 ± 1,7 miliardami let.

Předpokládá se, že od zhruba 9,8 miliard let kosmického času se chování vesmíru ve velkém měřítku potřetí v jeho historii postupně změnilo. Jeho chování bylo původně ovládáno zářením (relativistickými složkami, jako jsou fotony a neutrina) prvních 47 000 let a od přibližně 370 000 let kosmického času bylo jeho chování ovládáno hmotou. Během doby, kdy mu dominovala hmota, se rozpínání vesmíru začalo zpomalovat, protože gravitace zkrotila počáteční vnější rozpínání. Ale od přibližně 9,8 miliard let kosmického času pozorování ukazují, že rozpínání vesmíru pomalu přestává zpomalovat a místo toho se postupně začíná znovu zrychlovat.

I když přesná příčina není známa, kosmologická komunita toto pozorování přijímá jako správné. Zdaleka nejuznávanějším pochopením je, že je to způsobeno neznámou formou energie, která dostala jméno „temná energie“. „Temná“ v tomto kontextu znamená, že není přímo pozorována, ale v současnosti může být studována pouze zkoumáním vlivu, který má na vesmír. Probíhá výzkum k pochopení této temné energie. Temná energie je nyní považována za jednu z největších složek vesmíru, protože tvoří asi 68,3% veškeré hmotné energie fyzikálního vesmíru.

Má se za to, že temná energie působí jako kosmologická konstanta – skalární pole, které existuje v celém prostoru. Na rozdíl od gravitace se účinky takového pole nezmenšují (nebo se zmenšují jen pomalu) s růstem vesmíru. Zatímco hmota a gravitace mají zpočátku větší účinek, jejich účinek se rychle zmenšuje s tím, jak se vesmír dále rozpíná. Objekty ve vesmíru, které jsou zpočátku vidět, že se pohybují od sebe, jak se vesmír rozpíná, se nadále pohybují od sebe, ale jejich pohyb směrem ven se postupně zpomaluje. Tento zpomalující účinek se zmenšuje s tím, jak se vesmír více rozprostírá. Nakonec začíná převládat vnější a odpudivý účinek temné energie nad vnitřním tahem gravitace. Místo toho, aby se zpomalilo a možná se začalo pod vlivem gravitace pohybovat dovnitř, začíná se od zhruba 9,8 miliard let kosmického času rozpínání prostoru pomalu zrychlovat směrem ven postupně rostoucí rychlostí.

Daleká budoucnost a konečný osud

Předpokládaná životnost červené trpasličí hvězdy v hlavní posloupnosti vůči její hmotnosti vzhledem ke Slunci

Vesmír existuje přibližně 13,8 miliardy let a my věříme, že mu rozumíme natolik dobře, abychom mohli předvídat jeho rozsáhlý vývoj na mnoho miliard let do budoucnosti – možná až 100 miliard let kosmického času (asi 86 miliard let od nynějška). Kromě toho potřebujeme vesmír lépe pochopit, abychom mohli dělat jakékoli přesné předpovědi. Proto by vesmír mohl po této době sledovat celou řadu různých cest.

Existuje několik vzájemně si konkurujících scénářů možného dlouhodobého vývoje vesmíru. Který z nich se případně stane, závisí na přesných hodnotách fyzikálních konstant, jako je kosmologická konstanta, možnost rozpadu protonů, energie vakua (tedy energie samotného „prázdného“ prostoru) a přírodních zákonech mimo standardní model.

Pokud bude rozpínání vesmíru pokračovat a zůstane ve své současné podobě, nakonec všechny galaxie kromě nejbližších budou od nás unášeny rozpínáním vesmíru takovou rychlostí, že náš pozorovatelný vesmír bude omezen na naši vlastní gravitačně vázanou místní galaktickou kupu. Ve velmi dlouhém časovém horizontu (po mnoha bilionech – tisících miliard – let kosmického času) skončí Stelliferova éra, protože hvězdy se přestanou rodit a i ty nejdéle žijící hvězdy postupně zaniknou. Za ní všechny objekty ve vesmíru vychladnou a (s možnou výjimkou protonů) se postupně rozloží zpět na své základní částice a pak na subatomární částice a fotony o velmi nízké úrovni a další základní částice, a to celou řadou možných procesů.

Nakonec, v krajní budoucnosti, byly navrženy následující scénáře pro konečný osud vesmíru:

Výsledkem by bylo, že kvantová pole, která jsou základem všech sil, částic a struktur, by prošla přechodem do stabilnější formy. Nové síly a částice by nahradily ty současné, o kterých víme, s vedlejším účinkem, že všechny současné částice, síly a struktury by byly zničeny a následně (pokud by to bylo možné) reformovány do různých částic, sil a struktur.

V tomto druhu extrémního časového měřítka se mohou objevit i extrémně vzácné kvantové jevy, u nichž je extrémně nepravděpodobné, že by byly spatřeny v časovém měřítku menším než biliony let. Ty mohou také vést k nepředvídatelným změnám stavu vesmíru, které by pravděpodobně nebyly významné v žádném menším časovém měřítku. Například v časovém měřítku milionů bilionů let se může zdát, že se černé díry téměř okamžitě vypařují, neobvyklé kvantové tunelovací jevy se zdají být běžné a kvantové (nebo jiné) jevy tak nepravděpodobné, že by se mohly objevit jen jednou za bilion let, se mohou objevit mnohokrát.[citace nutná]