Ewolucyjne adaptacje, które pozwoliły starożytnym pterozaurom urosnąć do ogromnych rozmiarów, zostały po raz pierwszy zidentyfikowane przez paleontologów z Centrum Paleobiologii i Ewolucji Biosfery na Uniwersytecie w Leicester.
Odkrycie ujawniło zaskakujący zwrot akcji — zdolność sprawnego chodzenia po ziemi odegrała kluczową rolę w określeniu wielkości, jaką mogą urosnąć największe latające zwierzęta, a rozpiętość skrzydeł niektórych z nich sięga nawet 10 metrów.
W nowym badaniu opublikowanym dzisiaj (4 października) w czasopiśmie Current Biology zespół naukowców pod kierownictwem Uniwersytetu w Leicester zbadał dłonie i stopy pterozaurów z całego świata i na przestrzeni całej historii ich ewolucji.
Odkryli zaskakujący poziom zmienności podobny do obserwowanego u żywych ptaków. Odkrycie to wskazuje, że życie pterozaurów nie ograniczało się do życia w niebie, ale zostało również przystosowane do szerokiego zakresu ziemskiego stylu życia, od wspinania się po drzewach u wczesnych gatunków po tryb życia bardziej naziemny u późniejszych.
Ewolucja pterozaurów, pierwszych prawdziwych latających kręgowców, ukazuje jedne z najbardziej niezwykłych adaptacji w historii życia. Chociaż stworzenia te są najbardziej znane ze swojej zdolności do szybowania po prehistorycznym niebie ery mezozoicznej (252–66 milionów lat temu), nowe badanie ujawniło zaskakująco wysoki stopień różnorodności pod względem tego, gdzie i jak pterozaury żyły, gdy nie były w powietrzu .
Główny autor Robert Smyth, doktorant w Centrum Paleobiologii i Ewolucji Biosfery (Szkoła Geografii, Geologii i Środowiska na Uniwersytecie w Leicester), wyjaśnił: „Wczesne pterozaury były wysoce wyspecjalizowane we wspinaczce, z ekstremalnymi modyfikacjami w ich dłonie i stopy, podobne do tych, które można spotkać u wspinających się jaszczurek i ptaków, np. dzięciołów. Trzymanie się opuszkami palców pionowych powierzchni przez długi czas jest ciężką pracą – jest o wiele łatwiejsze w przypadku małych, lekkich zwierząt”.
Te wczesne pterozaury prawdopodobnie występowały wyłącznie w siedliskach nadrzewnych i w związku z tym miały małe rozmiary ciała. Jednakże zasadnicza zmiana ewolucyjna nastąpiła w okresie środkowej jury, kiedy dłonie i stopy pterozaurów zmieniły się, tak aby wyglądały znacznie bardziej jak u zwierząt żyjących na ziemi. Te adaptacje do ruchu naziemnego otworzyły nowe możliwości ekologiczne, prowadząc do szerokiej gamy strategii żywieniowych. Uwolnienie się od ograniczeń wielkości narzuconych przez życie w pionie pozwoliło niektórym pterozaurom ewoluować do gigantycznych rozmiarów z rozpiętością skrzydeł dochodzącą do 10 metrów.
Współautor, dr David Unwin z Uniwersytetu w Leicester, dodał: „U wczesnych pterozaurów tylne kończyny były połączone błoną lotną, która poważnie utrudniała chodzenie i bieganie. U późniejszych, bardziej zaawansowanych pterozaurów, błona ta została oddzielona wzdłuż linii środkowej, umożliwiając każdemu możliwość samodzielnego poruszania się tylnej kończyny. Była to kluczowa innowacja, która w połączeniu ze zmianami w dłoniach i stopach znacznie poprawiła mobilność pterozaurów na ziemi.
„Uwolnione od ograniczeń związanych ze wspinaczką, te późniejsze pterozaury mogły urosnąć do ogromnych rozmiarów, a niektóre gatunki stały się prawdziwymi gigantami mezozoiku”.
Szczegóły dłoni i stóp są wyraźną wskazówką. U wczesnych pterozaurów kości u nasady palców u rąk i nóg były stosunkowo krótkie, podczas gdy te znajdujące się dalej od ciała były znacznie wydłużone i kończyły się dużymi, zakrzywionymi pazurami – razem te modyfikacje zapewniały mocny chwyt – idealny do wspinaczki. Z drugiej strony, później bardziej zaawansowane pterozaury wykazywały odwrotny wzór: kości u podstawy ich palców u rąk i nóg były znacznie dłuższe, podczas gdy te bliżej końcówek były krótsze. Ich pazury były również bardziej płaskie i mniej zakrzywione, co sugerowało, że były lepiej przystosowane do chodzenia niż do wspinania się.
Robert Smyth dodał: „Te odkrycia podkreślają potrzebę zbadania wszystkich aspektów lokomocji pterozaurów, nie tylko lotu, aby w pełni zrozumieć ich ewolucję. To, że pterozaury potrafiły latać, to tylko jedna część ich historii. Badając, jak żyły na drzewach lub na na ziemi, możemy zacząć rozumieć rolę, jaką odgrywały w starożytnych ekosystemach.”
Kiedy pterozaury przybyły na ziemię, była ona już zamieszkana przez szeroką gamę zwierząt, w tym dinozaury i wiele innych gadów. Pterozaury sprytnie unikały konkurencji z tymi ustalonymi grupami, wykorzystując nisze ekologiczne, które wymagały zarówno umiejętności latania, jak i chodzenia. Skutkowało to dziwacznymi strategiami karmienia, takimi jak wyewoluowanie setek drobnych zębów przypominających igły, które były używane do karmienia przez filtr. Ta niezwykła cecha, przypominająca sposób żywienia współczesnych flamingów, pojawiła się co najmniej 120 milionów lat przed ewolucją pierwszych flamingów.