Pterozaury - latające gady

100 milionów lat ewolucji pterozaura

Skamieniały okaz Rhamphorhynchus (Wikimedia Commons).

Pterozaury („skrzydlate jaszczurki”) zajmują szczególne miejsce w historii życia na ziemi: były pierwszymi stworzeniami, poza owadami, które z powodzeniem zasiedliły niebo. Ewolucja pterozaurów z grubsza przypominała ewolucję ich ziemskich kuzynów, dinozaurów, jako małego, „podstawowego” gatunku późnego triasowy okres stopniowo ustąpił miejsca większym, bardziej zaawansowanym formom w Jurajski oraz Kreda .

Zanim jednak przejdziemy dalej, ważne jest, aby odnieść się do jednego ważnego nieporozumienia. Paleontolodzy znaleźli niepodważalny dowód na to, że współczesne ptaki nie pochodzą od pterozaurów, ale od małych, pierzastych, lądowych dinozaurów (w rzeczywistości, gdyby można było jakoś porównać DNA gołębia, Tyranozaur Rex i Pteranodon , pierwsze dwa byłyby ściślej powiązane ze sobą niż którykolwiek byłby z trzecim). Jest to przykład tego, co biolodzy nazywają ewolucją konwergentną: natura potrafi znaleźć te same rozwiązania (skrzydła, puste kości itp.) tego samego problemu (jak latać).

Pierwsze pterozaury

Podobnie jak w przypadku dinozaurów, paleontolodzy nie mają jeszcze wystarczających dowodów, aby zidentyfikować pojedynczego pradawnego gada niebędącego dinozaurem, z którego wyewoluowały wszystkie pterozaury (brak „brakującego ogniwa” – powiedzmy, ziemskiego gada). archozaur z na wpół rozwiniętymi płatami skóry - może być pocieszający dla kreacjoniści , ale trzeba pamiętać, że fosylizacja jest kwestią przypadku. Większość prehistorycznych gatunków nie jest reprezentowana w zapisie kopalnym, po prostu dlatego, że zginęły w warunkach, które nie pozwalały na ich zachowanie).

Pierwsze pterozaury, co do których mamy dowody skamieniałości, rozkwitły w okresie od średniego do późnego triasu, około 230 do 200 milionów lat temu. Te latające gady charakteryzowały się małymi rozmiarami i długimi ogonami, a także niejasnymi cechami anatomicznymi (jak struktury kostne w ich skrzydłach), które odróżniały je od bardziej zaawansowanych pterozaurów, które nastąpiły później. Te „ramforhynchoidalne” pterozaury, jak się je nazywa, obejmują:Eudimorfodon(jeden z najwcześniejszych znanych pterozaurów),Dorygnatoraz Ramforynch , i utrzymywały się we wczesnym i środkowym okresie jurajskim.

Jednym z problemów związanych z identyfikacją pterozaurów ramforhynchoidalnych z późnego triasu i wczesnej jury jest to, że większość okazów została odkryta we współczesnej Anglii i Niemczech. Nie dzieje się tak dlatego, że wczesne pterozaury lubiły lato w zachodniej Europie; raczej, jak wyjaśniono powyżej, możemy znaleźć skamieliny tylko na tych obszarach, które sprzyjały formowaniu się skamieniałości. Równie dobrze mogły istnieć ogromne populacje pterozaurów azjatyckich lub północnoamerykańskich, które mogły (lub nie) być anatomicznie różne od tych, które znamy.

Późniejsze pterozaury

Pod koniec okresu jurajskiego pterozaury ramforhynchoidalne zostały w dużej mierze zastąpione przez pterodaktyloidalne pterozaury – gady latające o większych skrzydłach i krótszych ogonach, których przykładem są dobrze znane Pterodaktyl oraz Pteranodon . (Najwcześniej zidentyfikowany członek tej grupy, Kryptodrakon, żył około 163 miliony lat temu.) Dzięki większym, bardziej zwrotnym skrzydłom ze skóry te pterozaury były w stanie szybować dalej, szybciej i wyżej na niebie, spadając w dół jak orły zrywać ryby z powierzchni oceanów, jezior i rzek.

Podczas Kreda W okresie tym pterodaktyloidy upodobniły się do dinozaurów pod jednym ważnym względem: rosnącą tendencją do gigantyzmu. W środkowej kredzie na niebie Ameryki Południowej rządziły ogromne, kolorowe pterozaury, takie jak Tapejara iTupuxuara, który miał rozpiętość skrzydeł 16 lub 17 stóp; jednak te wielkie latawce wyglądały jak wróble obok prawdziwych gigantów późnej kredy, Quetzalcoatlus i Zhejiangopterus, którego rozpiętość skrzydeł przekraczała 30 stóp (znacznie większa niż największe żyjące obecnie orły).

Tu dochodzimy do kolejnego ważnego „ale”. Ogromne rozmiary tych „azhdarchidów” (tak zwane gigantyczne pterozaury) skłoniły niektórych paleontologów do spekulacji, że w rzeczywistości nigdy nie latały. Na przykład niedawna analiza Quetzalcoatlusa wielkości żyrafy pokazuje, że miał pewne cechy anatomiczne (takie jak małe stopy i sztywny kark) idealne do podchodzenia małych dinozaurów na lądzie. Ponieważ ewolucja ma tendencję do powtarzania tych samych wzorców, odpowiadałoby to na kłopotliwe pytanie, dlaczego współczesne ptaki nigdy nie wyewoluowały do ​​rozmiarów azhdarchidów.

W każdym razie pod koniec okresu kredowego pterozaury – zarówno duże, jak i małe – wyginęły wraz ze swoimi kuzynami, ziemskimi dinozaurami igady morskie. Możliwe, że dominacja prawdziwych upierzonych ptaków oznaczała zagładę wolniejszym, mniej wszechstronnym pterozaurom lub że nastąpiło to w następstwie Wymieranie K/T ten prehistoryczne ryby że te latające gady, którymi się żywiły, zostały drastycznie zmniejszone.

Zachowanie pterozaura

Oprócz ich względnych rozmiarów, pterozaury z Jurajski oraz Kreda okresy różniły się od siebie na dwa ważne sposoby: zwyczaje żywieniowe i zdobnictwo. Ogólnie rzecz biorąc, paleontolodzy mogą wywnioskować dietę pterozaura na podstawie wielkości i kształtu jego szczęk oraz przyglądając się analogicznemu zachowaniu współczesnych ptaków (takich jak pelikany i mewy). Pterozaury z ostrymi, wąskimi dziobami najprawdopodobniej żywiły się rybami, podczas gdy anomalne rodzaje, takie jakPterodaustrokarmione planktonem (około tysiąca małych zębów tego pterozaura tworzyły filtr, jak u płetwala błękitnego), a kłyJeholoptermógł ssać krew dinozaura jak nietoperz wampir (chociaż większość paleontologów odrzuca ten pogląd).

Podobnie jak współczesne ptaki, niektóre pterozaury miały również bogatą ozdobę – nie jaskrawo ubarwione pióra, których pterozaury nigdy nie zdołały wyewoluować, ale wydatne grzebienie głowy. Na przykład,TupuxuaraZaokrąglony grzebień był bogaty w naczynia krwionośne, co wskazuje, że mógł zmienić kolor na pokazach godowych, podczas gdy Ornithocheirus miał pasujące grzebienie na górnej i dolnej szczęce (choć nie jest jasne, czy były one używane do wyświetlania lub karmienia).

Najbardziej kontrowersyjne są jednak długie, kostne grzebienie na głowach pterozaurów, takich jak Pteranodon oraznyktozaur. Niektórzy paleontolodzy uważają, że grzebień pteranodona służył jako ster, który pomagał ustabilizować go w locie, podczas gdy inni spekulują, że nyktozaur mógł mieć kolorowy „żagiel” skóry. To zabawny pomysł, ale niektórzy eksperci od aerodynamiki wątpią, czy te adaptacje mogły być naprawdę funkcjonalne.

Fizjologia pterozaura

Kluczowa cecha odróżniająca pterozaury od lądowych pierzaste dinozaury to, co wyewoluowało w ptaki, było naturą ich „skrzydeł” – składających się z szerokich płatów skóry połączonych z wysuniętymi palcami każdej dłoni. Chociaż te płaskie, szerokie konstrukcje zapewniały dużą siłę nośną, mogły być lepiej przystosowane do pasywnego szybowania niż z napędem, trzepoczącym lotem, o czym świadczy dominacja prawdziwychprehistoryczne ptakipod koniec okresu kredowego (co można przypisać ich zwiększonej zwrotności).

Chociaż są tylko daleko spokrewnione, starożytne pterozaury i współczesne ptaki mogą mieć jedną wspólną cechę: metabolizm ciepłokrwisty . Istnieją dowody na to, że niektóre pterozaury (np.głuchy) miał sierść prymitywnych włosów, cechę zwykle kojarzoną z stałocieplnymi ssakami, i nie jest jasne, czy zimnokrwisty gad mógł wytworzyć wystarczającą ilość energii wewnętrznej, aby utrzymać się w locie.

Podobnie jak współczesne ptaki, pterozaury wyróżniały się także bystrym wzrokiem (konieczność polowania z wysokości setek stóp nad ziemią!), co pociągało za sobą większy niż przeciętny mózg niż ten, który posiadają gady lądowe lub wodne. Przy użyciu zaawansowanych technik naukowcy byli nawet w stanie 'zrekonstruować' rozmiar i kształt mózgów niektórych rodzajów pterozaurów, udowadniając, że zawierają one bardziej zaawansowane 'ośrodki koordynacji' niż porównywalne gady.

Pterozaury („skrzydlate jaszczurki”) zajmują szczególne miejsce w historii życia na ziemi: były pierwszymi stworzeniami, poza owadami, które z powodzeniem zasiedliły niebo. Ewolucja pterozaurów z grubsza przypominała ewolucję ich ziemskich kuzynów, dinozaurów, ponieważ małe, „podstawowe” gatunki z późnego triasu stopniowo ustępowały większym, bardziej zaawansowanym formom w jury i kredzie.

Zanim jednak przejdziemy dalej, ważne jest, aby odnieść się do jednego ważnego nieporozumienia. Paleontolodzy znaleźli niepodważalny dowód na to, że współczesne ptaki nie pochodzą od pterozaurów, ale od małych, pierzastych, lądowych dinozaurów (w rzeczywistości, gdyby można było jakoś porównać DNA gołębia, Tyranozaur Rex , i Pteranodon , pierwsze dwa byłyby ściślej powiązane ze sobą niż którykolwiek byłby z trzecim). Jest to przykład tego, co biolodzy nazywają ewolucją konwergentną: natura potrafi znaleźć te same rozwiązania (skrzydła, puste kości itp.) tego samego problemu (jak latać).

Pierwsze pterozaury

Podobnie jak w przypadku dinozaurów, paleontolodzy nie mają jeszcze wystarczających dowodów, aby zidentyfikować pojedynczego pradawnego gada niebędącego dinozaurem, z którego wyewoluowały wszystkie pterozaury (brak „brakującego ogniwa” – powiedzmy, ziemskiego gada). archozaur z na wpół rozwiniętymi płatami skóry - może być pocieszający dla kreacjoniści , ale trzeba pamiętać, że fosylizacja jest kwestią przypadku. Większość prehistorycznych gatunków nie jest reprezentowana w zapisie kopalnym, po prostu dlatego, że zginęły w warunkach, które nie pozwalały na ich zachowanie).

Pierwsze pterozaury, co do których mamy dowody skamieniałości, rozkwitły w okresie od średniego do późnego triasu, około 230 do 200 milionów lat temu. Te latające gady charakteryzowały się małymi rozmiarami i długimi ogonami, a także niejasnymi cechami anatomicznymi (jak struktury kostne w ich skrzydłach), które odróżniały je od bardziej zaawansowanych pterozaurów, które nastąpiły później. Te „ramforhynchoidalne” pterozaury, jak się je nazywa, obejmują:Eudimorfodon(jeden z najwcześniejszych znanych pterozaurów),Dorygnatoraz Ramforynch , i utrzymywały się we wczesnym i środkowym okresie jurajskim.

Jednym z problemów związanych z identyfikacją pterozaurów ramforhynchoidalnych z późnego triasu i wczesnej jury jest to, że większość okazów została odkryta we współczesnej Anglii i Niemczech. Nie dzieje się tak dlatego, że wczesne pterozaury lubiły lato w zachodniej Europie; raczej, jak wyjaśniono powyżej, możemy znaleźć skamieliny tylko na tych obszarach, które sprzyjały formowaniu się skamieniałości. Równie dobrze mogły istnieć ogromne populacje pterozaurów azjatyckich lub północnoamerykańskich, które mogły (lub nie) być anatomicznie różne od tych, które znamy.

Późniejsze pterozaury

Pod koniec okresu jurajskiego pterozaury ramforhynchoidalne zostały w dużej mierze zastąpione przez pterodaktyloidalne pterozaury – gady latające o większych skrzydłach i krótszych ogonach, których przykładem są dobrze znane Pterodaktyl oraz Pteranodon . (Najwcześniej zidentyfikowany członek tej grupy, Kryptodrakon, żył około 163 miliony lat temu.) Dzięki większym, bardziej zwrotnym skrzydłom ze skóry te pterozaury były w stanie szybować dalej, szybciej i wyżej na niebie, spadając w dół jak orły zrywać ryby z powierzchni oceanów, jezior i rzek.

Podczas Kreda W okresie tym pterodaktyloidy upodobniły się do dinozaurów pod jednym ważnym względem: rosnącą tendencją do gigantyzmu. W środkowej kredzie na niebie Ameryki Południowej rządziły ogromne, kolorowe pterozaury, takie jak Tapejara iTupuxuara, który miał rozpiętość skrzydeł 16 lub 17 stóp; jednak te wielkie latawce wyglądały jak wróble obok prawdziwych gigantów późnej kredy, Quetzalcoatlus i Zhejiangopterus, którego rozpiętość skrzydeł przekraczała 30 stóp (znacznie większa niż największe żyjące obecnie orły).

Tu dochodzimy do kolejnego ważnego „ale”. Ogromne rozmiary tych „azhdarchidów” (tak zwane gigantyczne pterozaury) skłoniły niektórych paleontologów do spekulacji, że w rzeczywistości nigdy nie latały. Na przykład niedawna analiza Quetzalcoatlusa wielkości żyrafy pokazuje, że miał pewne cechy anatomiczne (takie jak małe stopy i sztywny kark) idealne do podchodzenia małych dinozaurów na lądzie. Ponieważ ewolucja ma tendencję do powtarzania tych samych wzorców, odpowiadałoby to na kłopotliwe pytanie, dlaczego współczesne ptaki nigdy nie wyewoluowały do ​​rozmiarów azhdarchidów.

W każdym razie pod koniec okresu kredowego pterozaury – zarówno duże, jak i małe – wyginęły wraz ze swoimi kuzynami, ziemskimi dinozaurami igady morskie. Możliwe, że dominacja prawdziwych upierzonych ptaków oznaczała zagładę wolniejszym, mniej wszechstronnym pterozaurom lub że nastąpiło to w następstwie Wymieranie K/T ten prehistoryczne ryby że te latające gady, którymi się żywiły, zostały drastycznie zmniejszone.

Zachowanie pterozaura

Poza względnymi rozmiarami pterozaury okresu jurajskiego i kredowego różniły się od siebie na dwa ważne sposoby: zwyczaje żywieniowe i zdobnictwo. Ogólnie rzecz biorąc, paleontolodzy mogą wywnioskować dietę pterozaura na podstawie wielkości i kształtu jego szczęk oraz przyglądając się analogicznemu zachowaniu współczesnych ptaków (takich jak pelikany i mewy). Pterozaury z ostrymi, wąskimi dziobami najprawdopodobniej żywiły się rybami, podczas gdy anomalne rodzaje, takie jakPterodaustrokarmione planktonem (około tysiąca małych zębów tego pterozaura tworzyły filtr, jak u płetwala błękitnego), a kłyJeholoptermógł ssać krew dinozaura jak nietoperz wampir (choć większość paleontologów odrzuca ten pogląd).

Podobnie jak współczesne ptaki, niektóre pterozaury miały również bogatą ozdobę – nie jaskrawo ubarwione pióra, których pterozaury nigdy nie zdołały wyewoluować, ale wydatne grzebienie głowy. Na przykład,TupuxuaraZaokrąglony grzebień był bogaty w naczynia krwionośne, co wskazuje, że mógł zmienić kolor na pokazach godowych, podczas gdy Ornithocheirus miał pasujące grzebienie na górnej i dolnej szczęce (choć nie jest jasne, czy były one używane do wyświetlania lub karmienia).

Najbardziej kontrowersyjne są jednak długie, kostne grzebienie na głowach pterozaurów, takich jak Pteranodon oraznyktozaur. Niektórzy paleontolodzy uważają, że grzebień pteranodona służył jako ster, który pomagał ustabilizować go w locie, podczas gdy inni spekulują, że nyktozaur mógł mieć kolorowy „żagiel” skóry. To zabawny pomysł, ale niektórzy eksperci od aerodynamiki wątpią, czy te adaptacje mogły być naprawdę funkcjonalne.

Fizjologia pterozaura

Kluczowa cecha odróżniająca pterozaury od lądowych pierzaste dinozaury to, co wyewoluowało w ptaki, było naturą ich „skrzydeł” – składających się z szerokich płatów skóry połączonych z wysuniętymi palcami każdej dłoni. Chociaż te płaskie, szerokie konstrukcje zapewniały dużą siłę nośną, mogły być lepiej przystosowane do pasywnego szybowania niż z napędem, trzepoczącym lotem, o czym świadczy dominacja prawdziwychprehistoryczne ptakipod koniec okresu kredowego (co można przypisać ich zwiększonej zwrotności).

Chociaż są tylko daleko spokrewnione, starożytne pterozaury i współczesne ptaki mogą mieć jedną wspólną cechę: metabolizm ciepłokrwisty . Istnieją dowody na to, że niektóre pterozaury (np.głuchy) miał sierść prymitywnych włosów, cechę zwykle kojarzoną z stałocieplnymi ssakami, i nie jest jasne, czy zimnokrwisty gad mógł wytworzyć wystarczającą ilość energii wewnętrznej, aby utrzymać się w locie.

Podobnie jak współczesne ptaki, pterozaury wyróżniały się także bystrym wzrokiem (konieczność polowania z wysokości setek stóp nad ziemią!), co pociągało za sobą większy niż przeciętny mózg niż ten, który posiadają gady lądowe lub wodne. Przy użyciu zaawansowanych technik naukowcy byli nawet w stanie 'zrekonstruować' rozmiar i kształt mózgów niektórych rodzajów pterozaurów, udowadniając, że zawierają one bardziej zaawansowane 'ośrodki koordynacji' niż porównywalne gady.