Lesní obyvatelé čínské provincie Liaoning před 130 miliony let. V popředí se vznáší malý čtyřkřídlý dinosaurus Microraptor gooi. Cathayornis létající vpravo také nejsou považováni za ptáky. Ale vlevo na větvi sedí Confuciusornis, představující jednu z evolučních linií blízkou ptákům. Je zřejmé, že různé skupiny opeřenců se v období křídy snažily ovládnout vzdušné prostředí
Až donedávna představoval raný vývoj ptáků možná nejtemnější kapitolu ve fosilních záznamech. A přestože nedávné paleontologické objevy mnohé objasnily, není možné to přečíst úplně. Je známo, že ptáci se vyvinuli z plazů. Ale z jakých přesně? Přímí předkové moderních ptáků nebyli nikdy nalezeni a opeření a schopnost létat se opakovaně objevovaly u různých zvířat druhohorní éry. Hypotetických předků je víc než dost: jsou mezi nimi pseudosuchiani, ornithosuchiani, pterosauři, dinosauři a dokonce i krokodýli. Ale archaeopteryxe, kterého všichni znají z obrázku ve školní učebnici, musí z tohoto seznamu odškrtnout.
Ptáci jsou spolu s hmyzem hlavními obyvateli vzdušných prostor Země. Několik zařízení jim umožňuje vzlétnout k obloze a ovládat jejich pohyby za letu. Nejprve speciální kostra. Složité křídlo je schopno udržet celou váhu těla ve vzduchu. Jeho švihové pohyby závisí na stavbě pletence ramenního, tvořeného lopatkou, korakoidem, hrudní kostí a klíčními kostmi srostlými do vidlice. Je tam například tříkostní otvor, kterým prochází šlacha svalu, který zvedá křídlo po jeho spuštění nahoru. K uchycení ocasních per, které slouží jako kormidlo za letu, tvořil konec páteře krátká a široká kost – pygostyle. Za druhé, opeření pomáhá ptákům létat. Ovladatelnost za letu zajišťují velmi specifické peří: letky a ocasní pera. Existují však také peří, jejichž účel je jiný: vytváří aerodynamický tvar těla ptáků jak během letu, tak při potápění, slouží jako tepelně ochranný kryt a díky své pestré barvě pomáhá při komunikaci mezi příbuznými.
Kostra archaeopteryxe s čirými otisky peří. Nalezeno v roce 1861 v jižním Německu
Kromě ptáků jsou v současnosti jedinými obratlovci, kteří jsou schopni létat, netopýři a kaloně. Mají však zásadně odlišnou strukturu křídel a nemají peří, díky čemuž se jejich let nepodobá letu ptáka. V minulosti byla rozmanitost létajících a opeřených tvorů extrémně velká. Kromě dlouho známých pterosaurů a archeopteryxů objevili paleontologové velké množství neobvyklých druhů, o jejichž existenci neměli ani tušení. Zdá se, že svět zvířat neměl nouzi o lidi ochotné dobýt oblohu.
Existují dvě hlavní hypotézy, že zvířata získávají máchající let: z rychlejšího běhu po zemi nebo ze skákání a klouzání z některých vyvýšených míst – stromů, stoupá v horách. Tato hypotéza získala nepřímé potvrzení po objevu různých opeřených dinosaurů v Číně v provincii Liaoning. Nyní většina vědců věří, že létající druhy pocházejí z prostředí lesního obydlí, pravděpodobně některé velmi malé, ne větší než holub, druhy plazů a ptáků. Jejich potomci rychle prošli primitivní fází – klouzáním z vyvýšených míst – a naučili se létat skutečně. Jak dlouho to všechno trvalo, kolik druhů se změnilo, než se ptáci vzlétli? Nikdo to neřekne, protože létající tvorové nalezení paleontology nemuseli být první a samotný počátek evoluce ptáků je nám stále skrytý.
Dlouhou dobu se věřilo, že opeření ptáků jsou šupiny plazů upravené v průběhu milionů let evoluce. Výsledky nejnovějšího výzkumu to však zpochybňují. Peří i šupiny, stejně jako všechny krycí útvary u obratlovců, pocházejí z buněk vnější vrstvy kůže – epidermis. Šupiny plazů jsou složeny z tzv. alfa-keratinu, proteinu s krátkými peptidovými řetězci. Tvoří se z vyčnívajících oblastí jedné vnější vrstvy epidermis. Během vývoje peří u ptáků se také nejprve objeví tuberkulo epidermis, ale není tvořeno jednou, ale jejími dvěma vnějšími vrstvami. Poté se tento tuberkul ponoří do kůže a vytvoří jakýsi váček – folikul, ze kterého vyrůstá pírko. Materiál peří je navíc mírně odlišný – beta-keratin, složený z dlouhých peptidových řetězců, díky čemuž je pružnější a pevnější, schopný podpírat ploténky peří. Alfa-keratin je také přítomen u ptáků, používá se k vytvoření krytu zobáku, drápů a šupin na tarzu. Kromě toho má peří ptáků trubkovou strukturu a šupiny plazů jsou pevné. Peří je zjevně evoluční inovace, která časem prokázala svou užitečnost.
Peří, které snadno nabývá různých tvarů a barev, otevřelo ptákům téměř neomezené možnosti pro různé druhy letu, rozvoj signálních a identifikačních struktur a rozvoj mnoha ekologických nik. Bylo to opeření, které ptákům pomohlo dosáhnout obrovské rozmanitosti, kterou nyní vidíme. Téměř o deset tisíc druhů je více než všech ostatních suchozemských obratlovců.
Takhle mohl vypadat Archeopteryx – opeřený tvor velikosti vrány, potomek prvních opeřených dinosaurů
Pokud většina opeřených dinosaurů nemohla létat, proč potřebovali prachové peří nebo peří? Očividně ne na létání. V žádném případě ne hned na let. Je možné, že mezi dravými ještěry vznikly různé ochmýřené útvary jako tepelně izolační kryt, jak naznačují paleoklimatické údaje. Uprostřed a na konci období triasu (před 230–210 miliony let), kdy se objevili první dinosauři, došlo na Zemi k ochlazení. Na okraji obrovského kontinentu Pangea, v té době jediného, se objevily zeměpisné šířky s chladným a vlhkým klimatem. Zvířata, která tam žila, se přizpůsobila chladu, a to i pomocí opeření. Střed Pangey byl naopak obsazen suchými a pouštními oblastmi s vysokou úrovní slunečního záření, protože oblačnost v těchto částech byla vzácná. K ochraně před radiací plazi opět používali prachové peří a peří. Postupem času se peří na koncích předních končetin, na ocase a na hlavě mohlo změnit v podlouhlé peří, které sloužilo jako dekorace nebo poznávací znamení. Staly se základem pro vzhled létajících peří u některých dinosaurů. Podobným způsobem mohli získat opeření další plazi, mezi nimiž byli vzdálení předkové ptáků.
U ptáků se nevyskytuje
Téměř 150 let, od prvního objevu, byl Archeopteryx považován za předchůdce moderních ptáků. Ve skutečnosti, kromě znalostí o tomto tvorovi, vědci po dlouhou dobu neměli žádné jiné informace o původu ptáků. Zdálo by se, že takové rysy jako opeření a křídla nepopiratelně naznačovaly, že Archeopteryx byl nejstarším ptákem. Na druhou stranu se stavbou lebky, páteře a dalších částí kostry podobal dravým dinosaurům. Tato pozorování dala vzniknout hypotéze o původu ptáků ze starých ještěrů, která se nyní stala obzvláště populární.
Jak se ve vědě často stává, podporu našla i alternativní hypotéza. Dlouho vyjadřované pochybnosti o přímé příbuznosti Archeopteryxe a ptáků (jsou příliš anatomicky odlišní) se změnily v přesvědčení, protože od počátku 1980. let nacházeli paleontologové opeřené dinosaury, starověké ptáky a jejich blízké příbuzné. Byly také nalezeny nové kostry Archaeopteryxe. Dnes je jich známo deset, všechny svrchní jury (před 145 miliony let) z řeky Altmühl v Bavorsku. Poslední exemplář, který je zachovalejší než ostatní, popsaný na konci roku 2005, konečně přesvědčuje, že Archaeopteryx pochází z dravých dinosaurů, ale s moderními ptáky nemá nic společného. On je něco jiného: není to dinosaurus, ale ani pták. Musel jsem hledat jiného kandidáta na roli praotce ptactva.
Péřová bunda s dinosaurem
Existence opeřených dinosaurů byla dlouho podezřelá, ale nebyly o tom žádné důkazy. Objevily se v 1990. letech v Číně, v provincii Liaoning. Paleontologové tam objevili celý hřbitov lesní flóry a fauny starý 130–120 milionů let. Jedinečnou akci dělá přírodní oblast odkrytá vykopávkami. Mořská nebo blízkovodní společenstva živočichů a rostlin jsou obvykle k dispozici pro studium kvůli lepším podmínkám pohřbívání. Obyvatelé lesů, stepí nebo hor z minulosti se nejčastěji nedochují ve fosilním stavu, protože se bakteriemi rychle přeměňují v prach. A zde je snímek lesního života v období střední křídy, zaznamenaný sopečným popelem.
Caudipteryx je opeřený dinosaurus, který žil v Číně v období křídy.
První objevená kostra ještěrky s krátkými rýhami podobnými chmýří podél obrysu celého těla – Sinosauropteryx prima – vyvolala četné spory: ne všichni souhlasili s tím, že malé rýhy na zkamenělé hlíně jsou z chmýří. Pak vykopali dalšího tvora, který už měl bezpochyby otisky peří na ocase a předních nohách. Pro svou podobnost s Archaeopteryxem dostal jméno Protarchaeopteryx robusta. Na končetinách dalšího dinosaura, Caudipteryx zoui, peří ještě zesílilo a tělo bylo pokryto chmýřím.
Nyní bylo popsáno více než tucet ještěrek s překvapivě rozmanitým peřím: od krátkých dolů až po skutečné asymetrické peří na končetinách, což naznačuje schopnost létat. Kromě toho kostra těchto dravých dinosaurů odhalila některé rysy charakteristické pouze pro ptáky: vidličku, hákovité výběžky na žebrech a pygostyle. Ale přesto to nebyli ptáci, ale malí dravci, kteří se pohybovali hlavně běháním. S dlouhými ocasy, zubatými, pokrytými šupinatou kůží, se zkrácenými předními končetinami a dlouhými drápy. Soudě podle struktury kostry většina z nich nemohla skutečně létat, tedy mávat křídly. Je znám pouze jeden druh, který vystoupal o stupínek výše. Toto je Microraptor gui – zajímavý exemplář malého dromaeosaura, nalezeného tam, v Liaoningu. Všichni v jemném opeření, s hřebínkem na hlavě. Jeho přední nohy byly pokryty asymetrickými (s úzkými vnějšími a širokými vnitřními sítěmi) letkami přesně jako u ptáků. Zadní nohy byly také pokryty létajícím peřím, delší na metatarzu a kratší na bérci. Ukázalo se, že to není nic jiného než čtyřkřídlý opeřený dinosaurus, který by mohl létat ze stromu na strom. Ukázalo se však, že je to chudý letec. Při absenci binokulárního vidění (kdy se zorné pole obou očí překrývá) nemohl Microraptor přesně zaměřit místo přistání a sestoupil do stromů, zřejmě poněkud nešikovně.
Zdálo by se možné předpokládat, že ptáci pocházejí z dravých dinosaurů vznášejících se mezi stromy. Příliš výrazné anatomické rozdíly mezi nimi to však neumožňují. Není tedy třeba spěchat a zaznamenávat opeřené dinosaury jako předky ptáků.
Zavedení konkurenti
Enantiornis Nanantius valifanovi Kurochkinovi. Popsán ruskými paleontology v roce 1996. On a jemu podobní žili v období křídy téměř všude na Zemi. Enantiornis krásně létal a existoval dlouhou dobu společně s dinosaury a starověkými ptáky
Žili vedle sebe s opeřenými dinosaury enantiornis, což v řečtině znamená „anti-ptáci“, tvorové zvláště důležití pro pochopení evoluce ptáků. Soudě podle nálezů se jednalo o největší a nejrozmanitější skupinu létavců, kteří žili v období křídy.
Navenek se enantiornhis velmi podobal moderním ptákům. Byly mezi nimi malé i velké druhy, bezzubé i zubaté, běhající, vodní, stromové a hlavně všichni perfektně létali. Na kostře bylo také hodně znát: stejné kosti křídla, trupu a zadních končetin. Jen některé věci se jinak artikulují v lopatce, některé v patě, bérci a páteři. Na první pohled malé rozdíly. A konečným výsledkem je jiný systém zvedání křídel a práce nohou. Většina skutečných ptáků může pohybovat tlapkami v různých směrech: otočit se dovnitř, otočit ven. To pomáhá dravcům, orlům a sokolům, obratně uchopit a držet svou kořist. Nohy enantiornisů (z nichž mnozí byli mimochodem také dravci) jsou navrženy jinak, a proto chodili po zemi, spíše nemotorně se kolébali ze strany na stranu jako husy. To vše značně vzdaluje Enantiornis od skutečných ptáků. Ukazuje se, že jejich vnější podobnost je formální. Stejně jako je ocas vodních ještěrek ichtyosaurů podobný ocasu ryb, tak jsou tlapky a křídla enantiornis podobné tlapám a křídlům skutečných ptáků.
Vejce Enantiornis nalezené v poušti Gobi. Jeho stáří je 70 milionů let
Díky mnoha anatomickým rysům je Enantiornis podobný masožravým dinosaurům. Potvrzují to nálezy embryí uvnitř fosilních vajec v Mongolsku. Ukázalo se, že kosti kostry se nakonec u těchto primitivních ptáků vytvořily velmi brzy. Klouby nevylíhnutých kuřat byly již kostěné jako dinosauři, a ne chrupavčité. U kuřat moderních ptáků zůstávají klouby dlouho chrupavčité a teprve po několika měsících jsou nahrazeny rostoucí kostí. Navíc průřezy kostí enantiornis vykazují linie zpomalení růstu, podobné růstovým prstencům na kmenech stromů. To naznačuje, že jejich kosti nedorostly do své konečné velikosti během jedné sezóny, ale byly tvořeny v cyklech během několika let, přičemž se zpomalovaly během chladných období roku. To znamená, že antiptáci nedokázali udržet svou tělesnou teplotu na konstantní úrovni – stejně jako plazi. Zřejmě to byli masožraví dinosauři, kteří byli předky enantiornis. Asi před 67 miliony let oba vyhynuli a nezanechali po sobě žádné potomky.
Předek, který možná neexistuje
Dlouho se věřilo, že skuteční ptáci nebo ptáci s vějířovým ocasem, jak se jim také říká, se objevili na začátku kenozoické éry, tedy ne dříve než před 65 miliony let. A najednou se ze Spojených států, Mongolska a Číny začaly hrnout nálezy staré 100 a 130 milionů let. Zpočátku ani nevěřili určení věku, ale následná práce potvrdila, že ano, v době dinosaurů a enantiornisů se vějířoví ptáci již našli. Vypadaly stejně jako ty moderní a dokonce dosáhly určité rozmanitosti. Odkud se vzali, když opeření a létající tvorové, o kterých jsme hovořili výše, nejsou vhodní jako jejich předkové? Nyní existuje pouze jeden předpoklad.
V roce 1991 popsal americký paleontolog Shankar Chatterjee neobvyklého tvora, kterého našel v Texasu a který byl v mnoha ohledech podobný ptákům. Jeho stáří je 225 milionů let, což je o 80 milionů starší než věk Archeopteryxe. Stvoření se nazývalo Protoavis texensis – „proto-pták“, a ne bez důvodu. Jeho objemná lebka obsahovala poměrně velký mozek s hemisférami a mozečkem, který jiní obratlovci v době pozdního triasu, kdy žil, neměli. Soudě podle stavby lebky měl Protoavis binokulární vidění a široce posazené velké oči, což svědčí o jeho schopnosti obratně lovit a dobře se orientovat v okolním světě, jak je typické pro ptáky. Obecně má kostra Protoavise mnoho rysů podobných vějířovitým ptákům, ale proporce těla, krátké a silné končetiny a poloha těžiště naznačují, že nemohl létat. A zřejmě neměl žádné peří. Navzdory tomu je Protoavis více podobný skutečnému ptáku než Archaeopteryx a v tuto chvíli je to Protoavis, který může být považován za nejbližšího předka moderních ptáků. Pokud tomu tak je, pak by jejich evoluce neměla probíhat z dinosaurů, ale ze starověkých plazů, sjednocených ve skupině archosaurů.
Objev protoavisu umožnil najít odpověď na další otázku: jak se liší ptáci od dinosaurů? Protože ptáci vynakládají obrovské množství energie na létání, jejich rychlost metabolismu je mnohem vyšší než u plazů. U ptáků je spotřeba kyslíku během metabolismu na kilogram hmotnosti 3–4krát vyšší než u plazů. Vzhledem k tomu, že rychlost metabolismu je vysoká, musí být toxiny z těla rychle odstraněny. To vyžaduje velké, silné pupeny. U moderních ptáků jsou v pánevních kostech tři hluboké dutiny, ve kterých jsou umístěny tyto velké ledviny. Stejné dutiny pro ledviny jsou také přítomny v pánevních kostech Protoavisu. Jeho tělo mělo zjevně vysokou úroveň metabolismu, což je u plazů neobvyklé.
Vše by bylo v pořádku, ale rekonstrukce Protoavisu v mnoha paleontologech důvěru nevzbuzuje. Jeho pozůstatky byly protkány kostmi jiných plazů, v takových podmínkách není divu zaměňovat a počítat části dvou nebo dokonce několika různých zvířat jako jednoho tvora. Obecně si na konečné závěry musíme počkat na další nálezy a moderní ptáci zatím zůstanou bez přímých předků.
Nicméně jako starověcí ptáci bez přímých potomků. Protože není možné sledovat vývoj ptáků postupně od začátku do konce. Mezer je stále dost. Zejména nebyly nalezeny žádné mezičlánky mezi starověkými vějířovitými, kteří si stále zachovali plazí rysy – zuby vyrůstající z alveolů, břišní žebra a dlouhá řada obratlů v ocasu – a moderními skupinami ptáků. Najednou se jakoby z ničeho nic objevily na konci druhohor staré husy, potápky, albatrosy, kormoráni a další vodní ptáci.
Jako hypotéza
Viděli jsme tedy řadu úžasných opeřených tvorů, kteří žili na Zemi přinejmenším na konci druhohor, mezi 145 a 65 miliony let. V té době byl svět plný zvířat, která se snažila ovládnout vzdušný prostor. Kromě všudypřítomných enantiornisů obývali moře Severní Ameriky zubatí, gannetovití ichthyornisové. Hesperornis žil v pozdní křídě v mořích starověké Eurasie. V Evropě žil gargantuavis, pták neznámého původu o velikosti krocana. Lesy Mongolska a Číny obývali stromoví dinosauři Ambiorthus, Liaoningornis a opeření. A existuje mnohem více jednotlivých forem, jejichž postavení na evolučním stromě ptáků je obtížné určit. Jasně lze vysledovat pouze dvě větve: od protoavis k vějířovitým ptákům a od opeřených dinosaurů k Archeopteryxovi a poté enantiornisovi.
Je známo množství fosilních forem, které nepokročily nad rámec plánování. Zatímco skutečného mávajícího letu dosáhli pouze pterosauři (nebudeme je zde diskutovat, protože nejsou vůbec příbuzní ptákům), mikroraptor gooi, enantiornis a skuteční vějířoví ptáci. Všichni byli úspěšní ve zvládnutí vzdušného prostředí. Pterosauři vládli ve vzduchu 160 milionů let, enantiornithes po dobu nejméně 80 milionů let. Oba je pravděpodobně v konkurenci překonali vějířoví ptáci, kteří se za posledních 65 milionů let rozšířili po celé planetě.
Během posledních několika desetiletí paleontologové ukázali, že paralelní evoluce je rozšířená cesta mezi živými věcmi. Mezi bezobratlími bylo několik pokusů stát se členovci, mezi starověkými rybami přijít na souš a stát se obojživelníky, mezi plazy stát se savci, mezi rostlinami získat květiny a stát se krytosemennými rostlinami. Ale obvykle jen jeden nebo dva z nich byli v budoucnu úspěšní.
Slavné události a fakta z paleontologické historie ptáků, část 3
Od nálezu pozůstatků prvního Archaeopteryxe uplynulo 150 let. Po většinu této doby bylo mnoho závěrů o původu ptáků založeno na fosilních fragmentech tohoto konkrétního tvora, který žil v období jury, stejně jako zubatých hesperornisů a ichthyornisů, nejstarších ptáků z období křídy. A teprve po 1980. letech XNUMX. století, kdy se objevilo mnoho faktů a senzačních objevů, vznikla myšlenka, že v druhohorách se ptáci již široce rozšířili po celé zeměkouli.
Nové objevy a fakta donutily některé vědce radikálně změnit své představy o evoluci a původu ptactva a přehodnotit interpretaci dávno známých faktů. Abychom získali silnější a realističtější důkazy, použili jsme celý arzenál metod, včetně analýzy proteinů, fenů, osteologie, myologie, kožních struktur, velikosti vajec, mikrostruktury skořápky, struktury hnízda, hnízdního chování a funkční srovnávací morfologie.
Stává se, že fakta nashromážděná v paleornitologii nyní zapadají hlavně do dvou konkurenčních hypotéz, které jsou v současné době rozvíjeny: 1) ptáci se vyvinuli z teropodních dinosaurů nebo z coelurosaurů v období jury nebo 2) ptáci se vyvinuli z malých tecodontů – pseudosuchiánů v období jury. triasu. Zastánci „dinosauří“ hypotézy o původu ptáků věří, že dinosauři nevymřeli, ale přežili ve formě moderních ptáků. Další skupina badatelů se drží klasického schématu původu ptáků a věří, že s dinosaury je mohou spojovat pouze společní předkové, a nikoli jejich přímý původ.
Nejčastější námitkou odpůrců spoléhajících na fosilní skupiny plazů byla fakta spojená s objevem struktur peří u některých z nich. Paleontologové byli přesvědčeni, že dinosauři mohou mít peří po velkém množství zajímavých nálezů opeřených tvorů patřících do různých skupin dravých dinosaurů. Ve skutečnosti svým vzhledem trochu připomínaly ptáky. Ale jejich peří bylo úplně jiného typu.
Povrch těla ptáků, s výjimkou nohou, zobáku a očních víček, je pokryt peřím, které, jak je známo, má složitou strukturu. Vějíře (čepele) jsou tvořeny ostny a ostny spojenými háky tak, že vzniká souvislý a poměrně pevný povrch. Mimochodem, jediné pero, kterým byl Archaeopteryx původně popsán, vypadalo stejně jako u moderních ptáků. Ale otisky dalších per nalezených spolu s kostrami Archaeopteryxe se ukázaly být zcela jiného typu – sestávaly ze souvislého rýhovaného plátu, bez ostnů a ostnů. Pravděpodobně byla navržena i peří masožravých dinosaurů objevených v Číně, Mongolsku a Americe.
To naznačuje dva závěry: 1) různé druhy peří existovaly současně a 2) to vůbec neznamená, že závěry o jejich společném původu by měly být vyvozovány pouze na základě přítomnosti peří u fosilních zvířat.
Až do poměrně nedávné doby bylo obecně přijímáno, že opeření ptáků je strukturně modifikované zrohovatělé šupiny plazů. Nyní se však zjistilo, že opeření a šupiny, jako různé krycí útvary obratlovců, vznikají a tvoří se odlišně a také sestávají z různých materiálů. A proto se s největší pravděpodobností šupiny plazů neproměnily v peří, protože peří je evoluční novotvar.
Archaeopteryx však stále zůstává kontroverzním druhem, kterého někteří badatelé považují za nejstaršího ptáka, který dal vzniknout všem pozdějším formám. A ti, kdo se drží hypotézy „dinosaura“, věří, že ptáci pocházejí z teropodních dinosaurů, také přiřazují Archeopteryxovi místo předka všech pozdějších ptáků. Je něčím výjimečný: není to dinosaurus, ale ani pták.
To druhé podporuje skutečnost, že Archaeopteryx vykazuje zvláštní směs rysů, kombinující například primitivní pánevní oblast s prodlouženou digitigrádní nohou. Nejnovější exemplář nalezený na řece Altmühl v Bavorsku v roce 2005, který je lépe zachovalý než ostatní, konečně přesvědčuje, že Archeopteryx není příbuzný moderním ptákům, ale pochází z dravých dinosaurů.
Vyvíjejí se ale hypotézy pro jiné způsoby evoluce ptáků. Jeden z nich je například spojován s Archeopteryxem a Enantiornisem, kteří žili v období křídy. Podle jednoho obrazného vyjádření se jedná o dva procesy na jedné větvi ještěrkoocasých, které v evoluci nepokračovaly. Porovnáním koster těchto dvou skupin ptáků jsme našli mnoho společného (a to nejen v podobnosti ve stavbě lebek).
Ukázalo se, že na příčných řezech kostí obou fosilií jsou patrné linie zpomalení růstu. To naznačuje, že jejich kosterní kosti rostly během několika let a nerostly během jedné sezóny, jako u moderních ptáků. Zde je vhodné nakreslit analogii se známým příkladem letokruhů na kmenech stromů. Tato skutečnost navíc naznačuje, že ptáci s ještěrčím ocasem nedokázali udržet svou tělesnou teplotu na konstantní úrovni a když okolní teplota klesla, zastavil se růst jejich kostí.
V tomto případě zde nemůžeme mluvit o teplokrevnosti, protože podle popsaných vlastností jsou tato stvoření blíže plazům, nikoli ptákům. Obecně bylo vždy obtížné najít znak, který by „určitě“ oddělil plazy od ptáků. Teplokrevnost, jak se ukazuje, také není žádný rozdíl. Ostatně, jak bylo nedávno známo, existovali i teplokrevní plazi pokrytí chlupy. Takže při hledání rozdílů bylo často nutné odkazovat na podrobnosti.
Dalším směrem byla paralelně se vyvíjející evoluční linie – linie vějířovců. V Číně byly nalezeny zachovalé kostry nejstarších zástupců vějířovitých ptáků, kteří žili v rané křídě – před 120 miliony let. Byli to Confuciusornis – nejstarší z ptáků, kteří měli bezzubý zobák s rohovitou pochvou. Navíc měli krátký pygostyle, tzn. ztratil se dlouhý ocas a srostly ocasní obratle. Měli nejen velká letka a ocasní pera, ale také malá krycí pera po celém těle.
Chaoyangia – vějířovitý pták z rané křídy Číny
Vědci začali mluvit o tom, že Confuciusornis nebyl schopen létat mávnutím, navzdory svému vysoce diferencovanému opeření, ihned poté, co analyzovali jeho kostru a porovnali její rysy s kostrou moderních ptáků. Ale je možné, že letová technika raných ptáků byla jiná. Tříprstá přední končetina (křídlo), nesrostlé pánevní kosti a přítomnost břišních žeber jsou však jen některé z plazích rysů jejich kostry. Na hrudní kosti nebyl žádný kýl a lebka byla primitivnější než u Archaeopteryxe.
A i když zatím nebyly nalezeny mezičlánky mezi starověkými vějířovitými a moderními skupinami ptáků, přesto lze Confuciusornise považovat za ptáka, který pokročil na evoluční cestě mnohem dále. Navíc taková mozaika pokročilých a archaických rysů v jejich organizaci nás přesvědčuje, abychom je přiřadili k samostatné evoluční linii třídy ptáků.
Je zřejmé, že evoluční linie skutečných ptáků neměla žádnou přímou příbuznost s teropodními dinosaury. Skuteční vějířoví ptáci žili současně s enantiornhis po dobu 80 milionů let v období křídy, což bylo potvrzeno objevem skutečného létajícího ptáka Ambiorthus v roce 1982 ze spodní křídy Mongolska.
A v Číně se šťastnou náhodou na podzim roku 1990 v provincii Liaoning našli ptáci z raně křídových vějířů a velmi blízcí těm moderním, mezi nimiž byla i Chaoyangia. Je pozoruhodné, že mezi všemi druhy rané křídy byly objeveny nejúčinnější adaptace pro let.
V historii ptactva tak nastala situace, kdy se dominantní větev „enantiornitidů“ v druhohorách ukázala jako slepá ulička a vyhynula a další postup byl prováděn na základě potlačené vedlejší linie vějířoví ptáci, kteří se vyvíjeli paralelně, ale přežili. Právě tato linie vytvořila obrovskou rozmanitost skutečných ptáků v kenozoiku. Další způsob, jakým se permsko-triasové thecodonti vyvíjeli společně s vějířovitými ptáky, může odrážet protoavisy z Texasu.
Protoavis texensis (pozdní trias)
Již to bylo zmíněno v tomto přehledovém článku (část 1, 2). A přestože byl Protoavis pozemským tvorem, byly u něj nalezeny nejdůležitější ptačí vlastnosti, které nebyly nalezeny ani u Archaeopteryxe, Enantiornise, ani u opeřených dinosaurů.
To je především zvláštní struktura pánevního pletence, ve které se na vnitřní straně kyčelní kosti nacházejí jamky pro složité ledviny. Co to může znamenat?
Vzhledem k tomu, že ptáci vynakládají mnoho energie na létání, jejich rychlost metabolismu je mnohem vyšší než u plazů. Při zvýšené rychlosti metabolismu je potřeba rychlého vylučování (uvolňování konečných produktů). A k tomu potřebujete velké a výkonné ledviny. Jsou běžné u moderních ptáků a ukázalo se, že byly přítomny v Protoavis. To znamená, že jeho tělo mělo vysokou úroveň metabolismu, což bylo u plazů neobvyklé. Objev Protoavisu tedy odpověděl na otázku: jak se ptáci lišili od dinosaurů? Předchůdci vějířovité linie ptačí evoluce mohli být nějací pseudosuchiáni. A mezi možnými liniemi vývoje v tomto směru pravděpodobně vedla cesta přes skupinu, která zahrnovala Protoavis.
Bývaly doby, kdy byl Protoavis údajně klasifikován jako krokodýlomorf, který se poprvé objevil ve středním a svrchním triasu Severní a Jižní Ameriky, Afriky, západní Evropy a Číny. Do této skupiny patřili i nejstarší krokodýli – sphenosuchus – středně velcí (až 2 m) archosauři, které někteří považovali za nejbližší předky ptáků, neboť v jejich organizaci spatřovali důkazy stromového životního stylu. A přestože mezi archosaury nebyla žádná skupina vzdálenější od ptáků (například ve stavbě lebky) než moderní krokodýli, přesto bylo možné prokázat, že se to nevztahuje na jejich předky z horního triasu.
Vzhledem k tomu, že podle řady významných rysů měla lebka Sphenosucha rysy, které ji přibližovaly ptákům (struktura patra, čelní a týlní kosti, pneumatizace na spodině lebky atd.), a některé rysy stavba nohy také nesla „ptačí“ rysy, umožňovaly větev předků ptáků z dávných krokodýlů nebo jejich paralelní vývoj. Jak ale víme, další proměny nevedly krokodýly k bipedii a již v období jury přešli na kvadrupedalitu.
V podstatě celé jejich následné formování se ubíralo cestou adaptace na vodní životní styl a zvýšených predátorských adaptací. A předkové ptáků, aby následně získali schopnost létat, přešli na způsob života, ve kterém bylo hlavním přínosem vytvoření křídel pro aktivní let.
Jak již víme, Archaeopteryx měl peří, ale neměl potřebnou kostru, která by zajistila mávající let. Počínaje tímto opeřeným tvorem byla otřesena „stromová“ hypotéza o původu ptačího letu. A dokonce i skutečnost, že měl na předních končetinách zakřivené drápy, vypovídá jen málo o jeho schopnosti dobře lézt po stromech, protože to vyžadovalo odpovídající svaly celé končetiny jako celku. Struktura celé kostry Archeopteryxe navíc naznačuje jeho pozemský životní styl. Pak by snad měl být výskyt létajících forem spojován konkrétně s pozemskými zvířaty?
Když jsme si připomněli existenci Avimima (část 2) – „ptačího“ – zjistili jsme, že tento dobrý běžec – dvounohý teropod – uprostřed pozdní křídy vyvinul nejcharakterističtější znaky ptačí stavby a hlavní rysem stavby jeho kostry byla přeměna předních končetin ve zkrácená křídla. Něco podobného se mohlo stát dříve mezi předky ptáků: bez šplhání po stromech, ale pouze běhání po zemi, se člověk mohl naučit létat, to znamená získat peří, základy křídla a všechny další struktury spojené s letem.
Jedním z důvodů podporujících teorii o původu ptáků z dvounohých teropodů pobíhajících po zemi se ukázala být jejich ptačí zadní končetina. Je pravděpodobné, že předkové ptáků museli být suchozemští a dvounohí. Za těchto podmínek mohly být přední končetiny osvobozeny od své podpůrné nebo podpůrné funkce, což mohlo být rozhodující pro vývoj ptačího letu. Tvorba specifických předních a zadních končetin, které plní různé funkce, „nezapadá“ do teorie „stromového“ předka ptáků.
Je nepředstavitelné, že by přední končetina mohla být použita jak pro lezení, tak pro létání, protože tyto různé pohyby vyžadují různé svalové skupiny. A ačkoli ptáci nepocházeli z Avimima, existuje předpoklad, že právě u běžících plazů došlo ke vzniku ptačí kostry, která předcházela fázi letu, a v mezistupni jejich vývoje na stromovém životním stylu nezáleželo. Zkrácená, ještě rudimentární křídla, neschopná stabilního letu, mohla být výraznou oporou při běhu, při mávání nebo při útěku před predátorem.
Jedna z moderních představ o možném oddělení dvou větví opeřenců od archosaurů
A i kdyby se ptáci neobjevili mezi teropodními dinosaury, ale mezi těmi, s nimiž je mohou mít příbuzní od společných předků, pak je docela možné, že ke vzniku křídel a letu, a tedy i létajících forem, mohlo dojít při pozemském běhu. zvířat. Vyhlídky na hledání předků ptáků mezi suchozemskými dvounohými tvory jsou přitom velmi vysoké.
Sergej Bakkal
