Niektóre gatunki pterozaurów latały, trzepocząc skrzydłami, podczas gdy inne szybowały jak sępy — dowodzą nowe badania opublikowane w recenzowanym czasopiśmie naukowym Journal of Vertebrate Paleontology.
Od dawna toczyła się debata nad tym, czy największe pterozaury w ogóle potrafiły latać.
Jednakże „niezwykłe” i „rzadkie” trójwymiarowe skamieniałości dwóch różnych gatunków azdarchoidalnych pterozaurów o dużych ciałach — w tym jednego nowego dla nauki — pozwoliły naukowcom wysunąć hipotezę, że nie tylko największe pterozaury mogły wzbijać się w powietrze, ale także ich style lotu mogły się różnić.
Nowe odkrycia są dziełem ekspertów z University of Michigan w USA, Natural Resources Authority i Yarmouk University w Jordanii, a także Saudi Geological Survey w Arabii Saudyjskiej.
W ich artykule szczegółowo opisano, w jaki sposób te skamieliny — pochodzące z najpóźniejszej kredy (około 72 do 66 milionów lat temu) — zostały zachowane w zadziwiająco trójwymiarowy sposób w dwóch różnych miejscach, które chronią środowisko przybrzeżne na obrzeżach Afro-Arabii, starożytnego lądu obejmującego zarówno Afrykę, jak i Półwysep Arabski. Zespół badawczy wykorzystał skany tomografii komputerowej (CT) o wysokiej rozdzielczości, aby następnie przeanalizować wewnętrzną strukturę kości skrzydeł.
„Zespół wykopaliskowy był niezwykle zaskoczony odkryciem trójwymiarowo zachowanych kości pterozaura. To niezwykle rzadkie zjawisko” – wyjaśnia główna autorka pracy, dr Kierstin Rosenbach z Wydziału Nauk o Ziemi i Środowisku Uniwersytetu Michigan.
„Ponieważ kości pterozaurów są puste, są bardzo delikatne i istnieje większe prawdopodobieństwo, że zostaną znalezione spłaszczone jak naleśnik, jeśli w ogóle zachowają się.
„Ponieważ zachowanie szczątków w 3D jest tak rzadkie, nie mamy zbyt wielu informacji na temat wyglądu kości pterozaurów od wewnątrz, dlatego chciałem wykonać ich tomografię komputerową.
„Całkowicie możliwe, że wewnątrz nic się nie zachowało lub że tomografy komputerowe nie były wystarczająco czułe, aby odróżnić skamieniałą tkankę kostną od otaczającej ją macierzy”.
Na szczęście jednak to, co odkrył zespół, było „niezwykłe” dzięki „ekscytującym strukturom wewnętrznym, które nie tylko zachowały się, ale były widoczne w tomografie komputerowym”.
Tomografia komputerowa ujawnia, że jeden szybuje, a drugi trzepocze!
Nowo zebrane okazy znanego już gigantycznego pterozaura, Arambourgiania philadelphiae, potwierdzają 10-metrową rozpiętość jego skrzydeł i dostarczają pierwszych informacji na temat struktury jego kości. Obrazy tomografii komputerowej ujawniły, że wnętrze jego kości ramiennej, które jest puste, zawiera szereg grzbietów, które spiralnie wznoszą się i opadają wzdłuż kości.
Przypomina to struktury wewnątrz kości skrzydeł sępów. Hipoteza zakłada, że spiralne grzbiety opierają się obciążeniom skrętnym związanym z szybowaniem (stałym lotem z napędem, który wymaga startu i trzepotania skrzydłami).
Innym analizowanym okazem był nowy dla nauki Inabtanin alarabia, który miał rozpiętość skrzydeł wynoszącą pięć metrów. Zespół nazwał go na cześć miejsca, w którym został wykopany — w pobliżu dużego wzgórza w kolorze winogron, zwanego Tal Inab. Nazwa rodzajowa łączy arabskie słowa „inab” oznaczające winogrono i „tanin” oznaczające smoka. „Alarabia” odnosi się do Półwyspu Arabskiego.
Inabtanin jest jednym z najbardziej kompletnych pterozaurów, jakie kiedykolwiek odnaleziono w Afroarabii, a tomografia komputerowa wykazała, że struktura jego kości lotnych zupełnie różniła się od struktury kości Arambourgianii.
Wnętrze kości lotnych było poprzecinane rozpórkami, które odpowiadały tym, które można znaleźć w kościach skrzydeł współczesnych ptaków trzepoczących skrzydłami.
Wskazuje to na to, że był on przystosowany do wytrzymywania obciążeń zginających związanych z lotem machającym skrzydłami, zatem prawdopodobne jest, że Inabtanin latał w ten sposób – choć nie wyklucza to okazjonalnego stosowania również innych stylów lotu.
„Odkrycie rozpórek w inabtaninie było ciekawym doświadczeniem, choć nie było niczym niezwykłym” – mówi dr Rosenbach.
„Grzbiety w Arambourgianii były dla nas całkowitym zaskoczeniem, na początku nie byliśmy pewni, co właściwie widzimy!
„Możliwość zobaczenia pełnego modelu 3D kości ramiennej Arambourgianii pokrytej spiralnymi grzbietami była po prostu ekscytująca”.
Co wyjaśnia tę różnicę?
Odkrycie różnych stylów lotu u pterozaurów o różnych rozmiarach jest „ekscytujące”, twierdzą eksperci, ponieważ otwiera okno na to, jak te zwierzęta żyły. Stawia również interesujące pytania, takie jak to, w jakim stopniu styl lotu jest skorelowany z rozmiarem ciała i który styl lotu jest bardziej powszechny wśród pterozaurów.
„Istnieje tak niewiele informacji na temat wewnętrznej struktury kości pterozaurów na przestrzeni dziejów, że trudno jednoznacznie stwierdzić, jaki styl lotu był pierwszy” – dodaje dr Rosenbach.
„Jeśli przyjrzymy się innym grupom kręgowców latających, ptakom i nietoperzom, zauważymy, że machanie skrzydłami jest zdecydowanie najczęstszym zachowaniem podczas lotu.
„Nawet ptaki, które szybują lub latają, muszą machać skrzydłami, aby wzbić się w powietrze i utrzymać lot.
„To prowadzi mnie do wniosku, że lot trzepoczący skrzydłami jest stanem domyślnym i że zachowanie szybowania prawdopodobnie rozwinęłoby się później, gdyby było korzystne dla populacji pterozaurów w określonym środowisku; w tym przypadku na otwartym oceanie”.
Współautor pracy, profesor Jeff Wilson Mantilla, kustosz Muzeum Paleontologii w Michigan, i dr Iyad Zalmout z Saudi Geological Survey, znaleźli te okazy w 2007 r. w miejscach położonych na północy i południu Jordanii.
Profesor Jeff Wilson Mantilla twierdzi, że „odchylenia te prawdopodobnie odzwierciedlają reakcje na siły mechaniczne działające na skrzydła pterozaurów podczas lotu”.
Umożliwiając dalsze badania nad lotem kręgowców
Podsumowując, dr Rosenbach stwierdza: „Pterozaury były pierwszymi i największymi kręgowcami, u których rozwinęła się zdolność lotu z napędem, ale stanowią jedyną dużą grupę zwierząt latających, która wymarła.
„Dotychczasowe próby zrozumienia mechaniki ich lotu opierały się na zasadach aerodynamiki i analogiach do współczesnych ptaków i nietoperzy.
„Badanie to stanowi podstawę do dalszych badań nad korelacją między wewnętrzną strukturą kości a zdolnością do lotu i zachowaniem, a miejmy nadzieję, że doprowadzi do szerszego pobierania próbek struktury kości do lotu u okazów pterozaurów”.