Cum au învățat dinozaurii îmbrăcați să zboare?

În urmă cu 50 de ani, teoria conform căreia păsările descendeau din dinozauri părea complet ridicolă - până la urmă, toată lumea știe că majoritatea păsărilor sunt creaturi mici, ușoare, flutter, în timp ce majoritatea dinozaurilor erau uriașe, ploding și în mod distinct anodinamic. Dar, pe măsură ce dovezile - micii dinozauri care posedă pene, ciocuri și alte caracteristici asemănătoare păsărilor - au început să se monteze, legătura dintre dinozauri și păsări a devenit evidentă pentru oamenii de știință, apoi pentru publicul larg. Astăzi, este paleontologul rar care contestă descendența păsărilor din dinozauri, deși există câțiva outliers care încearcă, iar noi suntem lăsați să explicăm de ce păsările nu au dimensiuni dinozaure.

Acest lucru nu înseamnă însă că toate aspectele tehnice ale tranziției dinozaurilor / păsărilor au fost soluționate o dată pentru totdeauna. Cercetătorii încă nu sunt de acord cu privire la ce familii de dinozauri au fost cele mai strâns legate de păsările moderne, indiferent dacă peneul acestor dinozauri erau aerodinamici sau ornamentali și - poate cel mai controversat dintre toate - modul în care aceste proto-păsări reptiliene au reușit să realizeze saltul evolutiv uriaș în zbor cu motor.

Originea dinozaurilor cu pene

De ce și cum au evoluat micii dinozauri terropod din perioadele Jurasicului și Cretaceului? Este o greșeală obișnuită în rândul celor neversați în teoria evoluției să presupunem că penele au evoluat special în scopul zborului. Evoluția este totuși un proces orb - nu „știe” unde merge până nu ajunge acolo. Din acest motiv, cea mai acceptată explicație de astăzi este că dinozaurii au evoluat pene ca un mijloc de a se izola în climele reci (și, eventual, ca o modalitate de a se pufăia în ochii sexului opus cu paltoane de penaj).

Dacă acest lucru sună puțin probabil, rețineți că chiar și păsările care sunt fără zbor de milioane de ani, precum strușurile și emusul, își păstrează în continuare penele, un accesoriu scump în ceea ce privește consumul de energie. Dacă scopul penelor ar fi doar pentru zborul cu putere, nu ar exista niciun motiv, dintr-o perspectivă evolutivă, pentru ca pinguinii să păstreze aceste apendice: de fapt, s-ar putea să fie mai bine dezbrăcați complet sau să poarte haine groase de blană! (Pentru mai multe despre acest subiect, consultați De ce au dinozaurii pene?)

Primii dinozauri cu pene indiscutabil - precum Arheopteryx și Epidendrosaurus - au apărut pe pământ în perioada jurasică târzie, oriunde în urmă cu 160 până la 150 de milioane de ani. Pe măsură ce eonii pornesc, pene primitive (adică scurte și pline de păr) ale acestor păsări dino devreme au evoluat treptat în penele largi și plate cu care suntem familiarizați astăzi, care sunt mai potrivite pentru a prinde aerul (și a izola astfel pielea subiacenta). În acest moment, întrebarea se pune: cum au făcut acești dinozauri cu pene tranziția la zbor?

Teoria nr. 1: Dinozaurii cu pene au luat un salt în cursă

Extrapolându-se înapoi de comportamentul unor păsări moderne, este rezonabil să deducem faptul că teropodele mici și mijlocii, cu două picioare, din perioada cretaceului (în special ornitomimidele sau „mimica păsărilor”), dar și răpitorii și, eventual, chiar tiranosaurii mici ) ar putea atinge viteze maxime de rulare de 30 sau 40 mile pe oră. Pe măsură ce aceste terropode alergau (fie în actul de alungare a pradelor, fie în încercarea de a scăpa de a fi mâncat singuri), haina lor de pene izolatoare le-a dat un ușor „sărit” aerodinamic, ajutându-i să aterizeze următoarea masă sau să trăiască să se vadă în altă zi. Deoarece dinozaurii bine hrăniți și cei care evitau pradă, au produs mai mulți urmași, evoluția evolutivă a fost spre pene mai mari, ceea ce a furnizat mai mult „ridicare”.

De acolo, teoria pleacă, ar fi fost o chestiune de timp înainte ca un dinozaur cu pene să obțină zbor real, cel puțin pentru o scurtă perioadă de timp. Dar, în acest moment, este important să înțelegem ce înseamnă „un timp scurt” într-un context evolutiv. Nu a existat un singur moment definitoriu când un mic teropod cu pene a alergat din greșeală de-a lungul unei stânci și a luat-o în mod magic ca o pasăre modernă. Mai degrabă, trebuie să imaginezi că acest proces se întâmplă treptat, pe parcursul a milioane de ani - salturi de patru metri, cinci metri, zece metri, până când ceva care seamănă cu zborul motor a apărut treptat.

În excelent Nova episod Dinozaurul cu patru aripi (despre un exemplar de Microraptor care a fost descoperit recent în China), un paleontolog este citat să spună că ecloziile păsărilor moderne tind să recapituleze moștenirea lor evolutivă. Adică, chiar dacă acești pui noui ecloși nu pot zbura, ei pot sări pe distanțe mai îndepărtate și pot scurge mai ușor suprafețe înclinate, cu ridicarea aerodinamică asigurată de pene - aceleași avantaje pe care le-ar fi putut bucura penei dinozaurii perioadelor jurasice și cretacice.

Teoria nr. 2: Dinozaurii înfocați au obținut zborul prin căderea din copaci

Problema cu Teoria nr. 1 este că păsările nu sunt singurele animale în viață al căror comportament poate fi extrapolat înapoi la dinozaurii dispăruți. Veverițele care zboară, de exemplu, alunecă pe baldachinele pădurii, sărind de pe ramurile înalte ale copacilor și răspândind clapele pielii atașate de brațele și picioarele lor. Nu sunt capabili de zbor cu motor, desigur, dar pot aluneca pe distanțe impresionante, până la două treimi din lungimea unui teren de fotbal pentru unele specii. (O altă familie de animale alunecătoare și zburătoare sunt pterosaurele, care erau legate doar la distanță cu dinozaurii și nu direct ancestrale cu păsările moderne.)

Probabil, unele tipuri de dinozauri cu pene ar fi putut trăi în sus în copaci (ceea ce ar presupune că acestea sunt de dimensiuni relativ mici și au capacitatea de a urca). Aceste teropode, raționamentul merge, ar fi putut apoi să urmeze aceeași cale evolutivă ca veverițele zburătoare, alunecând pe distanțe mai lungi și mai lungi de la ramură la ramură sau de la copac la copac, deoarece penele lor au evoluat lent la forma și configurația optimă. În cele din urmă, puteau sări de pe o ramură înaltă și să o ia în aer pentru perioade nedeterminate de timp, și voila - primele păsări preistorice!

Problema principală cu această teorie „arboreană” a zborului, așa cum este numită, este că este mai ușor să-ți imaginezi zborul cu motor evoluând în scenariul de la sol (imaginea unui dinozaur îngrozit care își aruncă cu disperare aripile vestigiale în timp ce încearcă să scape de un alozaur râvnit) decât ca urmare a alunecării din arbore în arbore. Avem, de asemenea, dovezi indirecte împotriva acestui scenariu, care este faptul că, în ciuda a milioane de ani de evoluție, nici o veveriță zburătoare (cu excepția palului Rocky de la Bullwinkle) nu a reușit să realizeze zbor cu motor - deși, pentru a fi corect, liliecii au cu siguranță. Mai mult, însă, paleontologii nu au adus absolut nicio dovadă fosilă pentru dinozaurii care locuiesc în copaci.

Gândirea actuală despre dinozaurii și păsările cu pene

Sunt descoperite în mod constant noi genuri de mici dinozauri cu pene, multe dintre ele în China. Deoarece acești dinozauri datează din timpuri geologice diferite, de la Jurassic până la Cretace, separate de zeci de milioane de ani, poate fi dificil pentru paleontologi să reconstruiască linia evolutivă exactă care a dus de la dinozauri la păsări. De exemplu, ciudat, Microraptor cu patru aripi a provocat o dezbatere intensă: unii cercetători o văd ca un punct mort evolutiv, alții ca o formă „intermediară” între dinozauri și păsări și, totuși, altele, ca deloc dinozaur din punct de vedere tehnic, ci un offshoot din arborele genealogic al arhoreului care a precedat ascensiunea dinozaurilor.

Mai complicând problemele, este posibil ca păsările să nu fi evoluat o singură dată, ci de mai multe ori în timpul erei mezozoice. (Acest tip de „evoluție convergentă” este destul de frecvent; de aceea, de exemplu, girafele moderne imită forma corpului sauropodelor vechi de sute de milioane de ani). Este posibil ca unele dintre aceste păsări să fi reușit să modeleze piste de zbor, altele prin căderea din copaci, și altele, prin o combinație bizară a celor două. Tot ce putem spune cu siguranță este că toate păsările moderne provin dintr-un strămoș comun; adică dacă într-adevăr păsările au evoluat de mai multe ori în timpul epocii dinozaurilor, doar una dintre aceste linii a reușit să supraviețuiască în Era Cenozoică.