Fiecare lucru cu pene - de la colibri care zboară lângă alimentatorul tău până la șoimii care bântuie stânci solitare - are ceva în comun și nu doar că au aripi. Păsările moderne de astăzi au coborât dintr-o singură linie de dinozauri teropodi carnivori, care au supraviețuit, care au devenit mici, delicate, acoperite cu pene și au fost înzestrați cu zbor electric.
Dar cum s-a întâmplat această tranziție?
De candArchaeopteryx- cu ușurință cea mai faimoasă pasăre timpurie - a fost descoperită în 1861, oamenii de știință au aflat multe despre evoluția zborului păsărilor. Una dintre temele predominante în dezvoltarea caracteristicilor moderne ale păsărilor din trăsăturile mai „tipice” ale dinozaurilor teropode este că drumul nu a fost în niciun caz direct sau direct.
Evoluția timpurie a păsărilor este plină de ramuri ciudate și prototipuri de mult dispărute, deoarece linia dinozaurilor devenite păsări moderne a experimentat evolutiv cu zborul.
În primul rând, au existat pene
Când te uiți la păsările de astăzi, este de înțeles să te gândești la pene și zbor care merg mână în mână. Dar penele în sine sunt mult mai vechi decât zborul la păsări.
Timp de decenii, paleontologii au considerat această modificare unică și complexă a solzilor reptilieni ca fiind ceva care a evoluat doar în dinozaurii teropodi cei mai apropiați de păsări (cum ar fi rapitoarele). Dar acum știm asta penele sunt la fel de vechi ca și dinozaurii înșiși și, probabil, a apărut la fel de neclar pe unele dintre cele mai vechi specii de dinozauri.
Impresia aripilor cu pene într-o fosilă de gui Microraptor. Imagine: David W. E. Hone, Helmut Tischlinger, Xing Xu, Fucheng Zhang - Hone DWE, Tischlinger H, Xu X, Zhang F (2010)
Acum pare destul de probabil ca majoritatea grupurilor de dinozauri, de la sauropode cu gât lung până la ceratopsii cu coarneTriceratops, aveau un fel de decor de pană sau plumă pe corp. Aceste pene și plume cu siguranță nu ar fi fost de ajutor în obținerea tuturor 110 tone a unui Argentinosaurus de pe sol, dar acesta a fost și cazul primilor dinozauri cu pene.
Nu pare că pene au evoluat mai întâi special pentru zbor, deoarece timp de zeci de milioane de ani, dinozaurii fără zbor au fost împodobiți liberal cu aceste lucruri. Este posibil ca penele să fie utilizate mai întâi ca izolație (cum ar fi blana la mamifere) sau ca afișaje colorate , la fel ca astăzi sunt folosite. Multe specii fără zbor oarecum strâns aliate cu descendența care a dat naștere păsărilor păreau să folosească pene în aceste moduri, cum ar fi Caudipteryx , omnivor asemănător unui tânăr din China Cretacică sau Yutyrannus , o rudă timpurie fuzzy a lui T. rex.
Traseul sinuos către zbor
În cele din urmă, la un moment dat în mijlocul pasului mesozoic, unii dintre acești dinozauri cu pene au început să coopteze penele pentru a genera ridicarea și a-i ajuta să iasă în aer.
Acest lucru a fost realizat odată cu dezvoltarea unor pene lungi de zbor pe brațe, care au ajutat la formarea unei foi de aer, asemănătoare cu aripa unui avion. Odată ce forma aripii - ajutată de poziția unor pene asimetrice specializate - în secțiune transversală avea un front curbat, un fund plat și o suprafață superioară arcuită, păsările puteau realiza ridicarea atunci când se deplasau prin aer.
Acest lucru se datorează faptului că această formă a profilului aerian permite aerului să se deplaseze mai repede peste vârful aripii decât sub ea, reducând presiunea pe suprafața superioară, provocând presiunea de jos pentru a împinge aripa (și pasărea însoțitoare) în sus. Acest lucru este cunoscut sub numele de „principiul zborului lui Bernoulli” și a fost o dezvoltare centrală a scoaterii dinozaurilor cu pene de pe sol, în primul rând. Dar exact cum și de ce primele păsări au folosit principiul lui Bernoulli pentru a ajunge în aer este o chestiune de dezbatere continuă.
Există două teorii principale despre cum s-ar fi putut întâmpla acest lucru. O idee este că primii zburători au început ca planori, folosind treptat brațe încărcate cu pene pentru a ușura coborârea în copacii vecini sau pe prada de la sol.În acest scenariu „copac-pământ”, proto-păsările care trăiesc în copaci s-ar fi transformat în clapete pentru a rămâne în aer chiar mai mult.
A doua abordare a evoluției zborului este opțiunea „la sol” sau „alergarea înclinată asistată de aripă”, unde păsările timpurii bateau din brațe pentru a-și stabiliza ascensiunea în arbori în timp ce fugeau de prădători. Asta ar ajuta la explicare de ce zborul a început la animale atât de mici și fragile în comparație cu verii lor prădători; spulberarea copacilor înspăimântați este o experiență retrogradată la speciile mici situate în lanțul alimentar.
Oamenii de știință nu sunt siguri exact cum au descoperit acest lucru strămoșii păsărilor moderne, deoarece înregistrările fosile sunt incomplete, iar aceste comportamente sunt greu de dedus oricum din rămășițele fizice, dar realitatea este că zborul a evoluat probabil din ambele direcții, în diferite linii de mai multe ori . Rezultatul este că, de-a lungul a zeci de milioane de ani, au existat zeci de creaturi incomode, cu pene - multe aflate doar în relație îndepărtată între ele - toate convergând pe zborul motorizat din diferite puncte de plecare evolutive.
Primele creaturi care au zburat
Unii dintre dinozaurii cu cele mai rudimentare abilități de zbor includ asemeneaArchaeopteryxși Anchiornis , un animal de dimensiunea corbii, cu o abundență de pene pe picioare. În timp ce aceste specii aveau pene lungi și largi de zbor pe aripi, probabil că erau doar zburători intermitenți în cel mai bun caz din mai multe motive. Niciuna dintre aceste păsări timpurii nu pare să aibă o carină, o chilă osoasă care iese din cutia toracică și permite atașarea mușchilor toracici masivi pentru a alimenta cursa descendentă în flapping. Acest lucru înseamnă că nu ar putea genera la fel de multă forță la decolare ca păsările moderne. Le lipsea și ele adaptări cheie până la pene de zbor găsite la păsările ulterioare care fac posibilă menținerea unei aripi stabile. Luate împreună, înseamnă că dacăArchaeopteryxsauAnchiornisa zburat, a fost în rafale scurte aproape de pământ, ca o prepeliță sau fazan modern.
Unele familii de păsări timpurii au inițiat trăsăturile de zbor și de aripă care vor deveni piloni la păsările moderne. Una dintre acestea a fostSapeornis, un dinozaur de dimensiunea unui șoim de acum aproximativ 120 de milioane de ani, care probabil este cea mai veche pasăre cunoscută . De asemenea, este posibil să fi avut o alula, care este „aripa” mică formată de cifra degetului mare la păsările moderne care ajută la manevrarea la scară mică la viteze de zbor lente sau în timpul aterizării.
Ilustrația artistului despre Enantiornis. Imagine: Pavel Riha / Wikimedia Commons
Un întreg grup de dinozauri zburători a sunat enantiornitieni au devenit zburători puternici adoptând multe noi adaptări de zbor, aparent independente de linia familială care a dus la păsări moderne. Numele lor înseamnă „pasăre opusă”, referindu-se la o configurație a articulației umărului lor care este complet opusă cu ceea ce lucrează păsările moderne. Acești dinozauri și-au păstrat maxilarele pline de dinți mici și gheare pe aripi, dar s-a crezut că sunt zburători competenți, posedând flexibilitatea umerilor, alule și proporții de aripi și mâini mai în concordanță cu păsările moderne decât strămoșii lor. Păsările opuse au dispărut la sfârșitul Cretacicului, dar la sfârșitul lor s-au ramificat într-o gamă imensă de forme ale corpului și stiluri de viață.
Unele dintre cele mai apropiate rude ale păsărilor moderne au intrat în propriile lor în perioada Cretacicului, perfecționând unele progrese cheie ale zborului. Consumul de peșteYanornis, de exemplu, a fost un adoptator timpuriu al abilității de a ridica aripile mult deasupra spatelui său, permițând o curgere ascendentă eficientă. Dar trăsăturile „primitive” încă mai atârnau pe ici pe colo. Pasărea acvatică Gansus avea încă gheare pe aripi. Ichthyornis avea un cioc parțial căptușit cu dinți. Dar aceste animale au zburat într-o manieră aproape indistinctă de păsările moderne, după ce au trecut printr-o spargere evolutivă de greutate superfluă prin reducerea unor lucruri precum cozile și topirea oaselor de-a lungul a milioane de ani.
Până la sfârșitul Cretacicului, unele păsări - precum mărimea puiului Patagopteryx - chiar a tras un truc de păsări modern prin excelență, întorcând ceasul, devenind cele mai vechi păsări fără zbor.
Patagopteryx deferrariisi. Imagine: Michael B. H. / Wikimedia Commons
Dar drumul către cer a fost umplut cu o mulțime de fundături și experimente bizare. De exemplu, luați Microraptor , un dragon în miniatură cu patru aripi care probabil a alunecat între copaci, mai degrabă decât a zburat.A existat șiYi qi, un dinozaur legat tangențial de păsările care aveau atât pene, cât și aripi asemănătoare liliecilor , spre deosebire de orice se știe în dosarul fosil, aparent încercând să fugă complet independent de verii săi.
O singură descendență experimentală norocoasă a ieșit din Epoca dinozaurilor în viață, așa că data viitoare când îi vezi pe unii dintre acești supraviețuitori cârlâind și stropindu-se pe iazul din parcul local, ia-ți un moment pentru a aprecia tăierea încurcată, încurcată, întotdeauna proces evolutiv care a generat gama orbitoare de diversitate a păsărilor pe care o vedem astăzi.
