Prežili kataklizmu na konci druhohôr. Ich súčasná diverzita pokorila obojživelníky, plazy i cicavce. Nájdete ich na všetkých kontinentoch našej planéty. Sú potomkami dynastie, ktorá panovala na Zemi viac ako 140 miliónov rokov. V súčasnosti lietajú vysoko v oblakoch. Vitajte vo veku vtáčích dinosaurov!
Nie všetko, čo robí vtáka vtákom, má vtáčí pôvod. Vtáky sú dinosaury. Preto v odborných kruhoch hovoríme o vtáčích dinosauroch (známych verejnosti ako vtáky) a nevtáčích dinosauroch (známych ako dinosaury).
Rodostrom vtákov…
Predstavte si strom. Jeho korene tvoria nevtáčie dinosaury, zatiaľ čo kmeň a korunu vtáčie dinosaury (vtákokrídlovce, Avialae). Koruna sa vetví do rôznych línií moderných foriem vtákov (Neornithes), ktoré majú spoločného predka. Do tejto korunnej skupiny vtákov patria aj všetky žijúce formy. Niektorí odborníci sa domnievajú, že pojem Aves (vtáky) by sme mali používať len pre korunnú skupinu vtákov.
Moju pozornosť si získal kmeň nášho teoretického stromu, pretože zachytáva postupný vznik vtáčieho blueprintu. Do kmeňovej línie patria rôzne skupiny, napríklad Archaeopterygidae, Jeholornithiformes, Enantiornithes, Euornithes, Gansuidae a ďalšie. Niektoré z bazálnych (najstarších) kmeňových vtákov sa podobajú viac nevtáčím dinosaurom ako moderným vtákom. Pre popularizačné účely tohto článku sa obmedzíme na jednoduchšie použitie zaužívaných pojmov vtáky (Avialae) a dinosaury.
… a evolúcia vtáčieho blueprintu
Vtáky zdedili mnohé znaky dinosaurov, ktoré sa podieľajú na formovaní vtáčieho blueprintu: perie, duté kosti (pneumatizácia), pohyb po dvoch končatinách (bipédia) a pántový prototyp členkového kĺbu. Aj esovitý krk, trojprstá končatina (tridactylia), spôsob, akým vtáky skladajú prednú končatinu k telu, aj dozadu vybiehajúca lonová kosť (opisthopubia) boli vlastné dinosaurom dávno pred vtákmi. Rovnako inkubácia, starostlivosť o znášku vajec a vyliahnuté potomstvo sú dinosaurím patentom.
Evolúcia vtáčieho blueprintu trvala desiatky miliónov rokov. Formoval sa postupne počas dlhodobých trendov vedúcich k zmenšovaniu (miniaturizácia) tela a jeho hmotnosti, k predlžovaniu najmä predlaktia a ruky hornej končatiny, z ktorej sa vyvinulo krídlo, a tiež k funkčnej rekonštrukcii dolnej končatiny, pri ktorej sa stehenná kosť (femur) dostala do takmer vodorovnej polohy a ťažisko pohybovej aktivity sa presunulo z bedrového na kolenný kĺb. Tieto trendy, spoločne s ďalšími inováciami, kulminovali do vzniku malých, ľahkých, operených, okrídlených foriem dinosaurov, z ktorých sa niektoré začali evolučne šplhať po kmeni nášho teoretického fylogenetického stromu.
Telesné inovácie
Čo je teda vtáčie na vtáčom blueprinte? Predpokladáme, že prvotnou funkciou peria dinosaurov bola regulácia teploty tela. Vtáky optimalizovali štruktúru peria a využili asymetrické letky na aktívny let podporený intenzívnym mávaním krídel. Postupne pridali chumáč peria k prvému prstu a vytvorili tzv. krídelko (alula), ktoré vylepšilo manévrovacie schopnosti. Skrátili dlhý dinosaurí chvost, spojili zvyšné chvostové stavce a nakoniec pridali kostený kýl. Vznikol vtáčí pygostyl, kostená opora pre vejár chvostových pier (rectrices) a ich svaly, ktorý výrazne ovplyvnil zdvih a stabilitu letu.
Kmeňové vtáky pokračovali ďalšími konštrukčnými zmenami na hrudnej kostre: predĺžila sa krkavčia kosť (coracoid), skostnatela hrudná kosť (sternum), vidlicová kosť (furcula) sa zúžila a vytvorila nový výbežok (hypocleidium), zápästné a záprstné kosti splynuli (carpometacarpus). Podobným spôsobom vznikol behák (tarsometatarsus) a redukoval sa počet prstových článkov vrátane pazúrov. Kvalita letu sa výrazne zmenila zväčšením úponovej plochy lietacích svalov po vytvorení mohutného kýlu na hrudnej kosti (carina sterni). Uzatvorenie kanálu medzi tromi kosťami (lopatkou, krkavčou a vidlicovou kosťou) vytvorilo kladkový systém, ktorý minimalizoval námahu spojenú so zdvihom krídla.
Martin Kundrát
výskumná skupina evolučnej biodiverzity
Kundrát LAB INPAL
CIB TIP UPJŠ v Košiciach
