Péči o mláďata u teropodů zajišťovali výhradně polygamní samci

Další z nových studií se tentokrát zabývá velmi zajímavým a méně obvyklým tématem - péčí dinosaurů o svá mláďata. O tom, že definitivní zařazení ptáků mezi teropodní dinosaury změnilo ornitologii na "vědu o žijících dinosaurech" nemůže být sporu a tento proces bude nadále pokračovat. Po zjištění, že jak unikátní ptačí respirační systém, tak opeření a možná i schopnost letu ptáky předchází a vyskytuje se už u jejich dinosauřích předků, přichází na řadu péče o potomstvo. Opakované nálezy adultních dinosaurů ve značné blízkosti hnízd s vejci vedly ke spekulacím o typu a stupni péče, kterou tito živočichové poskytovali svým vejcím a posléze mláďatům. Ve skutečnosti se názory na dinosauří "rodičovství" formovaly prakticky celé 20. století. Slavný paleontolog Henry F. Osborn roku 1924 popsal rod Oviraptor. Jeho jméno znamená "lupič vajec", protože Osborn věřil, že k náhlému uhynutí zvířete došlo v okamžku, kdy chtělo uloupit vejce z cizího hnízda. V roce 1995 - po nálezu nových jedinců - se však ukázalo, že Oviraptor nekradl cizí vejce. Naopak pečoval o vlastní a zřejmě na nich i seděl.

Varricchio a kolektiv se ve své studii zaměřili na otázku, jakého pohlaví byli jedinci pečující o vejce. Možná trochu zvláštní otázka má své opodstatnění. Přestože je většina recentních ptáků polygamních, u ptáků hnízdících na zemi (jako je např. pštros emu) často právě samec zahřívá a pečuje o vejce a mláďata většího počtu matek. Ve skutečnosti je u bazální vývojové linie ptáků, zvané Palaeognathae (zahrnuje ratity [běžce] a tinamy, tedy např. kiwiho, nandu, emu, pštrosa dvouprstého nebo kasuára), "male-only" způsob péče o potomstvo zcela převládající. Autoři použili k prokázání své revoluční hypotézy dvě metody. Jedna spočívala v porovnání objemu hnízd s vejci a tělesných rozměrů adultních jedinců. Výsledný poměr byl porovnán s více než 400 žijcími archosaury, a to jak ptáky, tak krokodýly. Dinosauři z rodů Troodon, Oviraptor a Citipati měli při srovnání se svou velikostí daleko větší objem hnízd než většina refernečních druhů, hodnoty ale byly podobné těm druhům, u kterých o vejce a mláďata pečují výlučně samci. Objem hnízda se mohl v průběhu evoluce u druhů bez mateřské péče zvětšit proto, že jediný samec pečoval o vejce více matek. Druhým způsobem, jakým lze pohlaví vyhynulých druhů prokázat, je histologie. Varricchio a kolektiv využili rozlišovacích znaků v ptačí reproduktivní fyziologii, aby určili pohlaví dinosaurů z jejich kostí. Mnoha samicím ptáků se v době reprodukce ukládají do dlouhých kostí vrstvy houbovité hmoty, které slouží jako zásoba vápníku pro tvorbu skořápky vajec. Z pozorování stejné hmoty u druhu Tyrannosaurus rex stejně jako u bazálních ptáků můžeme usoudit, že stejnou "vápníkovou rezervou" disponovaly i samice malých maniraptorů, jako byli Troodon, Citipati a Oviraptor. Přesto paleontologové ještě pro jistotu prozkoumali tibie, femury a metatarzály těchto živočichů. Zjistili, že jedinci těchto rodů fosilizovaní poblíž svých hnízd tuto hmotu postrádali. Nebyly nalezeny ani známky zvýšeného vstřebávání, které známe např. u krokodýlů a díky kterým samice získávají minerální soli na tvorbu vajec.

U 90% dnes žijících dinosaurů pečují o vejce a mláďata rodiče. Malá skupina ptačích druhů vykazuje výlučně mateřskou péči a u méně než 100 druhů pečují o mláďata výlučně samci. U těchto druhů samci budují hnízdo, sedí na vejcích a vychovávají mláďata, zatímco samice se páří s větším množstvím samců a snášejí svá hnízda do vícero hnízd. Jak už bylo řečeno, nejvíc ekonzistentní model "otcovské péče" vykazuje jedna z nejranějších větví na ptačím fylogenetickém stromě, zvaná Palaeognathae. Nechci na tomto místě rozebírat kladistiku a netuším, jaký je vztah skupiny Palaeognathae k Ratitae poté, co analýza genomu ukázala, že Ratitae rovněž zahrnuje tinamy a v tradičním vnímání se jedná o polyfyletickou skupinu. V každém případě bazální pozice této skupiny v rámci ptáků podporuje hypotézu, že "male-only" systém péče o mláďata je původním modelem rodičovské péče u žijících ptáků. Zatímco někteří fylogenetičtí systematikové podporovali spíše opačnou hypotézu, podle které je původním systémem péče ve stylu "female-only", Wesolowski se snažil vyvrátit teropodí původ ptačího hnízdního chování a argumentoval pro přijetí modelu "male-only" za původní systém ptačí péče o potomstvo. Varricchiova studie tak musí být velkým překvapením pro oba tábory. Konflikt mezi fylogeneticky a ekologicky založenými ornitology vyřešil svým odhalením, podle kterého je "male-only" jako primitivní systém ptačího hnízdního chování plně konzistentní s teropodím původem tohoto chování. Navíc se zdá, že dinosauří samci sdíleli se stejným pohlavím u současných tinam, kiwiů nebo pštrosů ještě jeden významný rys reprodukčního chování - polygamii.

Varricchiova práce je vynikajícím příkladem toho, jak může rozeznání detailu v biologii vyhynulých teorpodů změnit náš pohled na biologii současných ptáků. Pro Varricchia to ale není poprvé. Již roku 1997 vyslovil hypotézu, podle které Troodon snášel vejce dvakrát do roka a tak se toto údajně výlučně ptačí chování vyvinulo již dávno před vznikem schopnosti letu. Tato smělá domněnka byla potvrzena roku 2005, kdy byla nalezena oviraptoří fosilie s párem vajec uvnitř pánve. Přesto zde mohou zůstat určité pochybnosti. Varricchio tvrdí, že rodičovské chování současných zástupců Palaeognathae a vývojově pokročilých neptačích teropodů je stejné a zůstalo nezměněno od jejich společného předka. Co když se ale vyvinulo u Palaeognathae a křídových dinosaurů nezávisle na sobě? Osobně se mi to nezdá příliš pravděpodobné, lze však argumentovat, že mezi Palaeognathae a teropody přece jen na kladogramu leží ještě další linie, u nichž jsme způsob rodičovského chování nezjistili a které jsou ekologií podobné dnešním druhům, kde o mláďata a hnízdo pečují oba rodiče. Jde např. o velkého, nelétavého a kolonie tvořícího "potápěče" z rodu Hesperornis, rod Confuciornis o velikosti holuba, avšak s prodlouženými ozdobnými ocasními pery a "praptáka" rodu Archaeopteryx. Varricchiova hypotéza ale naznačuje, že "male-only" systém je rezistentní vůči evolučním změnám. Většina zástupců Palaeognathae si tento systém udržela navzdory značným ekologickým změnám již od K/T rozhraní, tzn. 65 milionů let.

Pozn.: většina uvedeného textu pochází od Richarda Pruma, tak jak se jeho citace objevila na fóru talkrational.org

Varricchiova studie dokazuje, že podobně jako u recentních ptáků ze skupiny Palaeognathae, i u oviraptora (jehož hnízdo vidíme na 1. obrázku zleva) se o hnízdo, vejce a již vylíhlá mláďata starali výlučně samci. Na dalších dvou obrázcích vidíme příklady zástupců zmíněné skupiny: pštrosa dvouprstého (Struthio camelus; 2. obrázek) a létající neotropickou tinamu horskou (Nothocercus bonapartei; 3. obrázek)

Zdroje:

http://talkrational.org/showthread.php?t=9521
http://www.sciencedaily.com/releases/2008/12/081218141734.htm
http://palaeoblog.blogspot.com/2008/12/avian-paternal-care-had-dinosaur-origin.html

Zdroj obrázku:

http://talkrational.org/showthread.php?t=9521

Abstrakt studie:

David J. Varricchio, Jason R. Moore, Gregory M. Erickson, Mark A. Norell, Frankie D. Jackson, and John J. Borkowski. Avian Paternal Care Had Dinosaur Origin. Science, 19 December 2008: 1826-1828 DOI: 10.1126/science.1163245

The repeated discovery of adult dinosaurs in close association with egg clutches leads to speculation over the type and extent of care exhibited by these extinct animals for their eggs and young. To assess parental care in Cretaceous troodontid and oviraptorid dinosaurs, we examined clutch volume and the bone histology of brooding adults. In comparison to four archosaur care regressions, the relatively large clutch volumes of Troodon, Oviraptor, and Citipati scale most closely with a bird-paternal care model. Clutch-associated adults lack the maternal and reproductively associated histologic features common to extant archosaurs. Large clutch volumes and a suite of reproductive features shared only with birds favor paternal care, possibly within a polygamous mating system. Paternal care in both troodontids and oviraptorids indicates that this care system evolved before the emergence of birds and represents birds' ancestral condition. In extant birds and over most adult sizes, paternal and biparental care correspond to the largest and smallest relative clutch volumes, respectively.