De ce au avut pene dinozaurii?

Întrebarea de ce anumiți dinozauri au pene nu este diferită, în principiu, de a întreba de ce peștele au solzi sau de ce câinii au blana. De ce epiderma goală a oricărui animal ar trebui să aibă orice tip de acoperire (sau, în cazul ființelor umane, practic nicio acoperire)? Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să abordăm un conundru mai profund: ce avantaj evolutiv au oferit penele dinozaurilor care nu puteau fi realizate cu blană sau cu peri sau cu solzi simple, reptiliene?

Majoritatea dinozaurilor cu pene erau terapeuti

Cu toate acestea, înainte de a începe, este important să recunoaștem că nu toți dinozaurii aveau pene. Marea majoritate a dinozaurilor cu pene au fost terropode, o categorie largă care include răpitoare, tiranozauri, ornitomimide și „dino-păsări”, precum și primii dinozauri precum Eoraptor și Herrerasaurus. Mai mult decât atât, nu toate teropodele au fost pene: este un pariu destul de sigur că regretatul Allosaurus Jurassic avea pielea solzoasă, la fel cum au făcut și alte teropode mari precum Spinosaurus și Tyrannosaurus Rex (deși un număr tot mai mare de paleontologi consideră că ecloziile și puieturile acestor dinozauri pot avea a fost adormit tufted).

Terropodii nu erau singurii membri ai ordinului dinozaurilor saurischieni („șopârlă”): ciudat, rudele lor apropiate erau sauropodele gigantice, pline de vânt, elefante, care erau la fel de diferite ca aspect și comportament față de teropode poți obține! Până în prezent, nu există absolut nicio dovadă pentru rudele cu pene de Brachiosaurus sau Apatosaurus, iar o astfel de descoperire pare extrem de puțin probabilă. Motivul are legătură cu diferitele metabolizări ale dinozaurilor de teropod și sauropod, dintre care mai jos.

Care este avantajul evolutiv al penelor?

Extrapolând din exemplul păsărilor moderne, s-ar putea crede că scopul principal al penelor este acela de a susține zborul; penele prind buzunare mici de aer și oferă „ridicarea” crucială care permite unei păsări să se ridice în aer. Din toate indicațiile, însă, utilizarea penelor în zbor este strict secundară, una dintre acele evoluții contingente pentru care evoluția este atât de renumită. În primul rând, funcția penelor este de a asigura izolație, la fel ca și plajarea din aluminiu a unei case sau spuma poliuretanică ambalată în căprițele sale.

Și de ce un animal ar trebui să aibă izolare, întrebați? Ei bine, în cazul dinozaurilor terropod (și al păsărilor moderne), se datorează faptului că posedă un metabolism endotermic (cu sânge cald). Atunci când o creatură trebuie să-și genereze propria căldură, are nevoie de o modalitate de a reține acea căldură cât mai eficient, iar un strat de pene (sau blană) este o soluție care a fost favorizată în mod repetat de evoluție. În timp ce unele mamifere (precum ființele umane și elefanții) nu au blană, toate păsările au pene - iar priceperea izolatoare a penelor nu este demonstrată mai bine decât în ​​păsările acvatice fără zbor, care locuiesc în clime reci, adică pinguini.

Desigur, acest lucru ridică întrebarea de ce Allosaurus și alți dinozauri mari cu teropod au lipsit de pene (sau de ce acele pene erau prezente doar la puieți sau haine). Acest lucru poate avea ceva de-a face cu condițiile climatice din regiunile în care au trăit acești dinozauri sau cu o evitare a metabolismului marilor teropode; inca nu stim raspunsul. (În ceea ce privește motivul pentru care sauropodii nu aveau pene, asta pentru că erau aproape sigur cu sânge rece și aveau nevoie să absoarbă și să radiaze eficient căldura pentru a regla temperatura corpului lor intern. Dacă ar fi fost acoperite cu pene, s-ar fi copt din interior afară, ca cartofii cu microunde.)

Pene de dinozaur au fost favorizate de selecția sexuală

Când vine vorba de trăsături altfel misterioase din regnul animal - gâturile lungi de sauropode, plăcile triunghiulare ale stegoarelor și, eventual, penele strălucitoare ale dinozaurilor terropod - nu ar trebui niciodată să reducă puterea selecției sexuale. Evoluția este notorie pentru alegerea unor caracteristici anatomice aparent aleatorii și pentru a le face în overdrive sexual: asistați la nasurile enorme ale maimuțelor probozice masculine, rezultat direct al faptului că femelele din specii preferă să se împerecheze cu masculii cu cele mai mari nasuri.

Odată ce pene izolatoare au evoluat în dinozaurii terropod, nu a existat nimic care să împiedice preluarea selecției sexuale și conducerea procesului și mai departe. Deocamdată, știm foarte puțin despre culoarea penelor dinozaur, dar este un pariu sigur că unele specii au prezentat verzi strălucitoare, roșii și portocale, probabil într-o manieră sexuală dimorfică (adică, masculii erau mai viu colorați decât femelele sau viceversa). Unele teropode calve pot avea pufuri de pene în locații ciudate, cum ar fi antebrațele sau șoldurile, un alt mijloc de semnalare a disponibilității sexuale, iar unele păsări dino-celebre timpurii, precum Archeopteryx, erau echipate cu pene întunecate și lucioase..

Ce zici de zbor?

În cele din urmă, ajungem la comportamentul pe care majoritatea oamenilor îl asociază cu pene: zborul. Există încă multe despre care nu știm despre evoluția dinozaurilor de teropod la păsări; acest proces s-a putut întâmpla de mai multe ori în timpul erei mezozoice, doar ultima undă evolutivă rezultând în păsările pe care le cunoaștem astăzi. Este un caz aproape deschis și închis, conform căruia păsările moderne au evoluat din „păsările” dino-păsări mici, strălucitoare, cu pene din perioada cretacei târzie. Dar cum?

Există două teorii principale. S-ar putea ca aceste pene dinozauri să ofere un plus de ridicare atunci când urmăreau prada sau fugeau de prădători mai mari; selecția naturală a favorizat cantitățile din ce în ce mai ridicate, iar în cele din urmă, un dinozaur norocos a obținut decolare. Spre deosebire de această teorie „în sus”, există teoria „arboreană” mai puțin populară, care consideră că dinozaurii mici, care trăiesc în copaci, au evoluat pene aerodinamice în timp ce au sărit de la ramură la ramură. Oricum ar fi cazul, lecția importantă este că zborul a fost subprodusul neintenționat, nu scopul nedorit, al penelor dinozaur!

O nouă dezvoltare în dezbaterea dinozaurilor cu pene este descoperirea unor ornitopode mici, cu pene, cu mâncare de plante precum Tianyulong și Kulindadromeus. Poate acest lucru să presupună că ornitopodii, precum și teropodele, posedă metabolisme cu sânge cald? Este cel puțin posibil ca păsările să fi evoluat din ornitopode care mănâncă plante, mai degrabă decât răpitoare care mănâncă carne? Încă nu știm, dar contează că aceasta este o zonă activă de cercetare cel puțin în următorul deceniu.