Ornithodira Blog: Pterosauři dokázali vzlétnout jen ze všech čtyř končetin

ledna 10, 2009

Pterosauři dokázali vzlétnout jen ze všech čtyř končetin

Převratný závěr o biomechanice pterosaurů nabízí nová studie Michaela B. Habiba z Center for Functional Anatomy and Evolution u Johns Hopkins University School of Medicine. Webové stránky této instituce nikoli nevýstižně nazývají to, co pterosaury již po dlouhou dobu provází, krizí identity. Širší veřejnost je stále vnímá jako dinosaury, spolu se skupinami, které jsou dinosaurům příbuzné dokonce ještě daleko méně. Na úsvitu paleontologie, v první polovině 19. století, byli "ptakoještěři" pokládáni za studenokrevná a pomalá zvířata. Byl to snad právě způsob jejich pohybu, který paleontology o jejich endotermii a aktivním způsobu života přesvědčil mnohem dříve, než se tak stalo u dinosaurů. Ani tento posun nás ale zřejmě nepřiblížil k vytvoření lepšího názoru na pterosaury. Už studie Wittona a Naishe z roku 2008 vyvrátila oblíbenou hypotézu, podle které se azhdarchidní pterosauři mohli živit podobným způsobem, jak to činí recentní pták zoboun černý. Pryč od současných ptáků staví pterosaury také v úvodu zmíněná studie M. Habiba, a to tentokrát v oblasti letové mechaniky.

Obrázek Marka Wittona, zobrazující hatzegopteryga v pozici, ve které pravděpodobně i vzlétal. Člověk a žirafa čistě pro velikostní porovnání...

Z nějakého důvodu jsme totiž přenášeli způsob vzletu, pozorovaný u současných ptáků, také na pterosaury. Ptákům ke vzletu stačí dvě nohy, u pterosaurů by ale toto řešení naráželo na obrovské biomechanické obtíže. Hmotnost největších pterosaurů, např. rodu Hatzegopteryx (popis na blogu) dosahovala i 227 kg (tak to alespoň uvádějí oba zdroje, ze kterých jsem čerpal - National Geographic a Johns Hopkins Medicine; odhady ale sahají až ke 300 kg) - aby mohl takto těžký živočich vzlétnout, potřeboval zřejmě všechny čtyři končetiny. Křídla byla extrémně silná a ve složeném stavu, opřená o zem třemi prsty a s extrémně prodloženým čtvrtým prstem vztyčeným směrem vzhůru, mohla sloužit jako "přední nohy". Ty pterosaurovi jednak dovolovaly pohybovat se po zemi, jednak skočit. Ne snad, že by se Habib vracel k přežité teorii, podle které musel pterosaur neobratně skočit ze skály, aby se vznesl. Naopak - podle něj se tito dokonale adaptovaní živočichové dokázali z rovného povrchu vznést výskokem do vzduchu za méně než jednu sekundu (!), a to bez pomoci větru nebo dokonce skalních říms ("Je dobré to umět, pokud žijete v období svrchní křídy a kolem se potulují hladoví tyrannosauři" - Michael Habib). Vědec rovněž srovnával sílu kostí v končetinách 3 druhů pterosaurů a 155 exemplářů současných ptáků (z 20 různých druhů). Použil také měření z předchozích studií, týkající se délky a průměru kostí, aby odvodil strukturální pevnost - jakou zátěž dokázala kost snést, než došlo k poškození. Ukázalo se, že pterosauři mají daleko silnější přední končetiny než zadní, zatímco u ptáků je tomu naopak. Habib dobře vyjádřil obecnou představu o pterosaurech ve svém komentáři pro National Geographic News: "Většina lidí je obeznámena s představou pterosaurů jako velmi vyzáblými, téměř na kost vyhublými tvory - v podstatě jako rogaly se zuby." Ve skutečnosti ale byli tito živočichové daleko masivněji stavění, než se dosud paleontologové domnvali - zároveň však úplně jiným způsobem, než ptáci. Měli celkově více svalstva, než se myslelo, ale používali ho jinak. Ptáci používají nohy ke vzletu a křídla k mávání, tedy letu samotnému. Nedokáží se odrazit od země pomocí křídel ani využívat nohy k letu. Když už je pták ve vzduchu, jeho nohy jsou pouhým nákladem; zatížením. Silné svaly zadních končetin využívané ke vzletu se stávají zátěží bez podílu na vztlaku, která musí být nesena. Odtud plyne omezení velikosti pro ptáky - pokud víme, nikdy nepřekonali rozpětí 8,3 metru a hmotnost 80 kg druhu Argentavis magnificens. "Pterosauří cesta" - zapojen všech čtyř končetin do letu - evidentně byla pro velké živočichy výhodnější - pterosauři rozpětím miocénního teratornitida překonali dvakrát a hmotností téměř čtyřikrát.

"Rozdíly mezi pterosaury a ptáky jsou s ohledem na rozhodující mechanické vlastnosti velmi, velmi velké," říká Habib. "Zvláště pokud mluvíme o velkých pterosaurech. Jak roste velikost, rostou i rozdíly." Vědec strávil mnoho času dosazováním zjištěných čísel do starých, "bipedně-vzlétajících" modelů a zkrátka nemohl najít matematické řešení problému pro ty největší druh pterosaurů. Ukazuje se, že pterosauři byli velmi zdatní letci i navzdory tomu, že na zemi tvarem těla a velikostí celkem podobali daleko více žirafám než ptákům. Fascinující představa nelétavého pterosaura, ekvivalentního svou úlohou v ekosystému žirafám, kterou nastínil Dougal Dixon roku 1988 ve svém lexikonu "alternativní evoluce" The New Dinosaurs, se najednou nezdá tak nereálná. Povšiml si toho Darren Naish, když spolu s Markem Wittonem pracoval na revizi pterosauří paleobiologie a funkční morfologie, a zjištění silného svalstva Habibem mu dává jen zapravdu. Výzkum, jehož je Habib jediným autorem, byl publikován v žurnálu Zitteliana a byl po finanční stránce zajištěn organizací Jurassic Foundation.