Jak se objevili ptáci?

Poslední společný předek moderních ptáků žil v Jižní Americe asi před 95 miliony let.

Přestože byl původ ptáků poměrně podrobně studován, stále nebylo zcela jasné, kdy začala evoluce moderních druhů a kde se začali šířit po celé planetě. V tomto případě mluvíme o posledním společném předku dnešních ptáků. I když si víceméně představujeme, jak se dinosauři „proměnili“ v ptáky, po všech opeřených ještěrkách, po Archaeopteryxovi a podobných tvorech, kteří zaujímají střední pozici mezi dinosaury a ptáky, konečně po skutečných prastarých ptácích začíná éra moderních ptáků. : orli, husy, kolibříci, slepice atd. atd. Některé z nich vznikly dříve, některé později, ale tak či onak lze všechny zredukovat na společného předka.

Archeopteryx byl jedním z nejvýznamnějších paleontologických nálezů, které pomohly objasnit evoluci ptactva, ale rozhodně nebyl posledním společným předkem moderního ptactva. (Foto: Louie Psihoyos/CORBIS.)

Všichni moderní ptáci, od výra po kolibříka, pocházejí od společného předka, který žil před mnoha miliony let v Jižní Americe. (Foto Marianne Brouwer/Nature in Stock/Corbis.)

Kolibřík Chrysuronia oenone. (Foto Glenn Bartley/All Canada Photos/Corbis.)

Žil podle různých odhadů před 72 až 170 miliony let. Časový rozsah, jak vidíme, je velmi velký. Samozřejmě, pokud bychom měli v rukou pozůstatky společného předka, nebo alespoň nějaké formy jemu blízké, pak bychom mohli snadno určit, kdy žil. Problém je, že dostupné fosilní pozůstatky rozhodně nestačí. A tak se pracovníci Amerického přírodovědného muzea rozhodli udělat něco jiného: pokusili se určit délku života jediného společného předka ptáků pomocí jejich fylogenetického stromu (tedy evolučních vztahů), podpořeného analýzou DNA.

Santiago Cléremant (Santiago Claramunt) a Joel Cracraft (Joel Cracraft) „používali“ pouze ty ptáky, kteří se již zbavili starodávných dinosauřích rysů, jako jsou zuby v zobáku, samostatné prsty s drápy v křídle a relativně dlouhý ocas s vlastní kostrou. (Připomeňme, že u moderních ptáků je ocas pouze peřím a ze „skutečného“ ocasu zbylo jen několik obratlů, které jsou u většiny ptáků srostlé s kostrční kostí.) Analýza DNA byla provedena u 230 druhů, které dohromady reprezentoval téměř všechny rodiny moderních ptáků. Rozdíly v DNA různých druhů by mohly napovědět, jak dávno se rozcházely, tedy kdy žil jejich poslední společný předek. Výsledky byly porovnány s fosilními pozůstatky 130 vyhynulých druhů. V důsledku toho se nám podařilo získat poměrně přesný výsledek: v článku v Věda Zálohy autoři píší, že poslední společný předek moderních ptáků žil v Jižní Americe asi před 95 miliony let, to znamená, že se objevil před vyhynutím křídy a paleogénu, kdy z povrchu Země zmizelo mnoho plazů, měkkýšů a řas (ptáci a savci, jak asi tušíte, byli mezi těmi, kteří přežili).

Dalším úkolem bylo rekonstruovat distribuční cesty ptáků a posoudit vliv klimatu na jejich speciaci. Podoba kontinentů v těch dobách byla různá, například Jižní Amerika byla spojena s Antarktidou, Austrálií, Novým Zélandem a teprve někde před 50 až 37 miliony let se spojení mezi Jižní Amerikou a Antarktidou rozpadlo. Fosilní pozůstatky zase naznačují, že ptáci aktivně využili příležitosti přejít po souši do Austrálie. Druhá trasa, jak asi tušíte, vedla z Jižní Ameriky do Severní Ameriky, odkud bylo možné zamířit do Evropy, Asie a Afriky. Pokud jde o klima, byla zde jasná shoda s obdobími oteplování a ochlazení: když se klima ochladilo, objevilo se více nových druhů než v teplejších dobách. To lze vysvětlit tím, že během chladných období docházelo k fragmentaci oblastí tropických pralesů, takže ptačí populace, které v nich žily, byly od sebe odděleny. Mnozí vyhynuli, ale mnozí přežili a vyvíjeli se odděleně od ostatních populací, nashromáždili dostatek změn, aby se vyvinuli v nové druhy. Pokud se v budoucnu paleontologům poštěstí najít ptačí pozůstatky z doby posledního společného předka, cesty ptačí evoluce se zcela vyjasní.

Mnoho čtenářů si jistě vzpomene na zprávu o nejstarším skutečném ptáčkovi, který byl nedávno nalezen v Číně a o kterém jsme psali na jaře. Žil před 130 miliony let, ale nikdo neřekl, že je společným předkem moderních (zdůrazňujeme moderních) ptáků: to, co čínští vědci dosud našli, je pouze nejstarší pravý nebo vějířovitý pták a mezi ním a common Předchůdce moderních ptáků, zjevně existuje několik stejných skutečných, ale ne tak starých forem.

Autor: Kirill Staševič

• Nejstarší skutečný pták byl nalezen v Číně
• Jak vyrobit dinosaura z ptáka
• ‘Netopýří’ dinosaurus nalezený v Číně
• Jaká byla teplota dinosaurů?
• Dinosauři si stavěli hnízda

Asi před 66 miliony let došlo k jednomu z největších masových vymírání v historii života na Zemi. Paleontologové to nazývají obdobím vymírání křídy a paleogénu. Ale většina lidí to zná jako „vyhynutí dinosaurů“. Předpokládá se, že tato skupina plazů v tu chvíli navždy zmizela z povrchu planety. Nicméně není.

Když se zeptáte odborníka, řekne, že všichni neptačí dinosauři zmizeli. A ptáci, kteří jsou podle moderních údajů dravými dinosaury, vyhynutí přežili a daří se jim dobře. Je poněkud neobvyklé mluvit o ptácích, jako by to byli žijící dinosauři. Ale pojďme na to, mají ptáci své zvláštní vlastnosti, kterými se dinosauři nemohou pochlubit?

Peří

První věc, bez které si ptáka nedokážete představit, je peří.

Peří bylo nalezeno u celé řady masožravých dinosaurů. Dokonce i předci tyranosaura měli peříčkovité výrůstky šupin, i když samotný tyran ještěr peří neměl. Ale vyvinuté opeření bylo charakteristické pro malé predátory – dromaeosauridy. Nejznámější z nich je Velociraptor a nejneobvyklejší je Microraptor. Peří tohoto malého dinosaura velikosti vrany mělo asymetrickou strukturu. To je důležitý znak indikující schopnost létat. Zajímavé je, že Microraptor měl podobné opeření nejen na předních, ale i na zadních nohách.

Kostra

Kostra ptáků má také mnoho prvků charakteristických pro dinosaury. Můžete si vzpomenout na Archeopteryxe, objeveného v Německu již v 19. století. Nebýt otisku peří, mohl by být zaměněn za malého dravého dinosaura.
Vezměme si husu jako příklad a podívejme se, které znaky její kostry jsou dinosauřího původu.

1) Lehká kostra s dutými kostmi a složitou křížovou kostí je charakteristická pro dromaeosauridy a další dinosaury.

2) Pás horních končetin. Dlouhá, dinosauří lopatka a brzlík, představující srostlé klíční kosti. Velcí predátoři jako Allosaurus, dromaeosauridi a Archeopteryx měli takovou vidličku.

3) Zmenšené přední končetiny se třemi prsty. Zmenšení předních končetin je charakteristické pro bipedální dravé dinosaury, stejně jako snížení počtu prstů na tři. V některých zašel dále než u ptáků – vzpomeňte si na Tyrannosaura rexe s malými tlapkami a pouze dvěma prsty.

4) Ptačí noha má charakteristický prvek – tarsus. Jedná se o podlouhlou kost umístěnou mezi chodidlem a bércem, díky čemuž se zdá, že ptáci mají kolena ohnutá dozadu. Ve skutečnosti je tarsus tvořen srostlými záprstními kostmi a kolenní kloub je umístěn výše. Srostlý tarsus se objevuje v jurském období maniraptoriánů, od kterých ho zdědili ptáci.

5) Ocas. Snad jediným a důležitým rozdílem mezi ptáky a dinosaury je krátká ocasní páteř. Dlouhý plazí ocas se během evoluce ztratil a byl nahrazen ocasními pery. Ocasní pera pomáhají ptákovi manévrovat za letu, vzlétnout a přistát.

6) Zuby. Také se ztratil u ptáků, aby odlehčil hmotu lebky. Ale zpět v období křídy měli plně vyvinutí ptáci jako Ichthyornis zuby.

Fyziologie

Ptáci jsou teplokrevní živočichové s velmi rychlým metabolismem. Aktivní let s máváním vyžaduje hodně energie, což znamená, že metabolismus a tělesná teplota musí být udržovány na vysoké úrovni.

Stále je těžké říci, zda byli dinosauři teplokrevní nebo ne. S vysokou mírou pravděpodobnosti byli, a to platí především pro malé predátory, jako jsou velociraptor a další dromaeosauridi. Předpokládá se, že jejich předci vyvinuli peří především k udržení stálé tělesné teploty. To umožnilo zůstat aktivní kdykoli během dne. Rychlí a obratní predátoři, kteří vedli stromový životní styl, skákali z větve na větev. Přítomnost peří umožnila zvětšit délku skoku kvůli plánování a zmírnila úder při pádu. Takže kromě funkce zahřívání těla se peří postupně proměnilo v nástroj, který jim umožňuje létat.

Dalším důležitým aspektem života je reprodukce. A opět zde není nic nového. Ptáci, stejně jako dinosauři, kladou vejce. U ptáků není znám jediný příklad viviparity. Ale stojí za zmínku, že pokud jde o péči o své potomky, ptáci pokročili daleko vpřed. Mezi masožravými dinosaury jsou známé jednotlivé příklady stavění hnízd, inkubace vajec a odchovu potomstva. Je však nepravděpodobné, že by takové chování bylo charakteristické pro všechny druhy, zatímco ptáci nechávající vejce svému osudu nejsou známí.

Shrnutí

Jak můžete vidět, zjistili jsme, že ty strukturální rysy, které považujeme za čistě ptačí, se ve skutečnosti objevily u dinosaurů. Uvedené vlastnosti lze považovat za základní. Ve skutečnosti jsou podobnosti mezi dinosaury a ptáky mnohem silnější, což potvrzují i ​​genetické údaje. Pro srovnání samozřejmě nemáme dinosauří DNA. Práce s genetickým materiálem různých ptáků však umožňuje najít geny zodpovědné za vznik například dlouhého ocasu a zubů. Tyto geny nezmizely, jsou „vypnuté“, ale pokud je necháme fungovat, získáme ptáka s charakteristickým dinosauroidním vzhledem.

Všechny tyto úžasné skutečnosti nám umožňují nový pohled na svět kolem nás. Ne všichni dinosauři vyhynuli před 66 miliony let. Již v období jury jedna z jejich skupin ovládla let a úspěšně konkurovala pterosaurům. A během období křídy tito létající dinosauři dali vzniknout široké škále druhů. Dnes je rozlišujeme do samostatné třídy a nazýváme je ptáci.

Článek je založen na rozhovoru s paleontologem, doktorem biologických věd, docentem na St. Petersburg State University, specialistou na druhohorní obratlovce Pavlem Skuchasem.