Článek
Jejich cesta k ovládnutí oblohy přitom nebyla přímočará. Peří, duté kosti, dlouhé přední končetiny ani další typické znaky nevznikaly původně proto, aby jejich nositelé mohli létat. Evoluce nejprve připravila jejich dávné předky na život na zemi. Schopnost vzlétnout přišla až mnohem později.
Představa, že se z obrovských pravěkých ještěrů postupně vyvinuli dnešní ptáci, může působit jako něco z fantastického filmu. Ve skutečnosti je ale příběh mnohem zajímavější. Nejde o to, že by se například malý dinosaurus jednoho dne rozhodl roztáhnout přední končetiny a vzlétnout. Proměna probíhala po miliony let a zahrnovala celou řadu drobných anatomických změn. Některé pomáhaly při běhu, jiné při lovu, udržování tělesné teploty nebo pohybu v husté vegetaci. Teprve jejich postupné spojení vytvořilo předpoklady pro vznik aktivního letu.
Cesta do pravěku
Ptáci nejsou potomci dinosaurů. Jsou to dinosauři
Věta, že ptáci pocházejí z dinosaurů, je sice běžná a v zásadě správná, z pohledu současné vědy je ale ještě přesnější říct, že ptáci dinosaury stále jsou. Patří totiž přímo do vývojové skupiny teropodů, tedy převážně masožravých dinosaurů pohybujících se po dvou zadních končetinách. Do stejné velké skupiny náležel například i slavný Tyrannosaurus rex nebo obávaný velociraptor.
Společný vývojový příběh dnešních ptáků a jejich druhohorních příbuzných se začal psát přibližně před 160 miliony let, v období jury. Tehdy žili drobní, hbití teropodi, jejichž tělesná stavba se v mnoha ohledech začala podobat té, kterou známe u dnešních opeřenců. Nebyli to ovšem ještě ptáci v současném slova smyslu. Měli zuby, dlouhé kostěné ocasy a přední končetiny zakončené prsty s drápy.
Dlouhou dobu se navíc dinosauři představovali jako mohutní, pomalí a šupinatí plazi. Obraz těchto zvířat se začal výrazně měnit až ve druhé polovině 20. století, kdy paleontologové objevili nové druhy a začali znovu zkoumat starší fosilie. Zásadní roli sehrál například objev deinonycha, který ukázal, že někteří draví dinosauři byli mnohem pohyblivější a anatomicky podobnější ptákům, než se dosud předpokládalo.
Peří se objevilo dávno před létáním
Když se řekne opeřený dinosaurus, většina lidí si představí zvíře s křídly, které se chystá vzlétnout. Jenže peří původně vůbec nemuselo sloužit k létání. Pravděpodobně mělo několik jiných funkcí, především pomáhalo udržovat tělesné teplo a mohlo se uplatňovat také při komunikaci, předvádění nebo maskování.
Právě proto vědci považují za důležitý objev fosilií dinosaurů, kteří měli tělo pokryté jednoduchými vláknitými strukturami připomínajícími jemné chloupky. Takové protopeří ještě nemělo složitou stavbu dnešních letek, ale představovalo důležitý evoluční předstupeň.
Zajímavé je, že samotné peří mohlo být mnohem starší než první ptáci. Některé hypotézy dokonce připouštějí, že jeho jednoduché formy se objevily už u společných předků dinosaurů a ptakoještěrů před přibližně 245 miliony let. Přímé fosilní důkazy pro takto staré peří však zatím chybějí a přesný původ této tělesné struktury zůstává předmětem výzkumu.
Postupem času se peří u některých vývojových linií komplikovalo. Vznikaly pevnější a propracovanější struktury s větší plochou, které mohly pomáhat při regulaci pohybu, udržování rovnováhy nebo krátkém klouzání. Když se z nich nakonec vyvinuly asymetrické letky schopné vytvářet potřebný vztlak, otevřela se cesta k opravdovému létání.
Nejprve běžci, potom letci
Jedním z nejzajímavějších aspektů evoluce ptáků je skutečnost, že řada jejich typických anatomických znaků vznikla ještě v době, kdy jejich nositelé vůbec neuměli létat. Například pohyb po dvou zadních končetinách se objevil už u dávných předků dinosaurů. Vzpřímené držení těla umožňovalo rychlý a efektivní běh, zatímco přední končetiny zůstávaly volné pro jiné činnosti.
Postupně se měnila také stavba kostry. Některé kosti získávaly dutiny vyplněné vzduchem, což pomáhalo snižovat hmotnost těla. Taková konstrukce se ovšem nevyvinula výhradně kvůli létání. Vzdušné prostory v kostech měly význam také pro dýchací soustavu a hospodaření s kyslíkem. Podobné anatomické přizpůsobení ostatně známe i u některých obřích sauropodních dinosaurů.
Další důležitou změnou bylo postupné prodlužování předních končetin a úprava ramenního pletence. Významnou roli sehrála také furkula neboli vidličná kost, kterou tvoří srostlé klíční kosti. U dnešních ptáků pomáhá při práci křídel a pružně se podílí na přenosu sil vznikajících při mávání.
Zásadní bylo rovněž zmenšování těla. Některé vývojové linie teropodů se postupně dostávaly na velikost dnešních vran nebo holubů. Menší tělo znamenalo nižší hmotnost a zároveň umožňovalo obsazovat nové ekologické niky. Drobní dinosauři mohli lépe využívat úkryty, pohybovat se mezi větvemi a lovit menší kořist.
Evoluce tak vlastně připravovala jednotlivé části budoucího létacího aparátu, aniž by bylo nutné, aby jejich původní funkce s létáním jakkoliv souvisela.
Jak se dinosauři naučili létat? Vědci mají dvě hlavní teorie
Přesný okamžik, kdy se první dinosauři vznesli do vzduchu, samozřejmě neznáme. Paleontologové však mají k dispozici několik teorií, které se snaží vysvětlit, jak se původně pozemní zvířata dostala k aktivnímu letu.
První hypotéza se označuje jako ground-up, tedy cesta od země vzhůru. Podle ní mohli předchůdci ptáků využívat stále mohutnější přední končetiny s peřím při rychlém běhu. Mávání mohlo pomáhat při překonávání překážek, skocích nebo při běhu do prudkého svahu. Postupně se zlepšovala schopnost vytvářet vztlak a prodlužovat dobu, po kterou se zvíře dokázalo udržet ve vzduchu.
Druhá teorie, označovaná jako trees-down, předpokládá opačný scénář. Drobní opeření dinosauři se měli nejprve naučit šplhat po stromech, odkud následně skákali a klouzali mezi větvemi. Postupně se zlepšovala jejich schopnost řídit směr letu a prodlužovat vzdálenost, kterou dokázali překonat. Z klouzání se pak mohlo vyvinout aktivní létání.
Obě představy mají své zastánce i odpůrce a vědecká debata není uzavřená. Někteří odborníci se dokonce domnívají, že se první letci mohli pohybovat kombinací obou způsobů. Krátké klouzání mohli doplňovat máváním křídel, které jim pomáhalo prodloužit let nebo změnit směr.
Zajímavým příkladem je mikroraptor, drobný opeřený dinosaurus žijící v období křídy. Na rozdíl od dnešních ptáků měl výrazné letky nejen na předních, ale také na zadních končetinách. Jeho tělo tak připomínalo jakéhosi čtyřkřídlého letce. Vědci předpokládají, že mohl šplhat po stromech a následně klouzat mezi jejich korunami. Zda dokázal také aktivně mávat všemi čtyřmi končetinami a létat podobně jako současní ptáci, zůstává předmětem diskusí.
Pravěcí letci
Archeopteryx: tvor na hranici dvou světů
Když se řekne přechod mezi dinosaury a ptáky, většině lidí se vybaví archeopteryx. Tento pozoruhodný tvor žil přibližně před 150 miliony let na území dnešního Německa a jeho fosilie patří k nejvýznamnějším paleontologickým objevům vůbec.
První známý nález jeho pera pochází z roku 1861, tedy jen krátce po vydání Darwinova díla O původu druhů. Následně byly objeveny také kosterní pozůstatky, které vědcům poskytly jedinečný pohled na anatomii dávného opeřence.
Archeopteryx měl skutečně ptačí peří a křídla, zároveň si však zachovával řadu typických dinosauřích znaků. V čelistech měl ostré zuby, na předních končetinách několik prstů zakončených drápy a jeho dlouhý ocas tvořila řada kostěných obratlů. Nešlo tedy o ptáka v dnešním smyslu, ale o živočicha, na kterém můžeme pozorovat kombinaci starších a novějších anatomických vlastností.
Vědci se dlouho přeli také o jeho letové schopnosti. Novější výzkumy a podrobnější analýzy fosilií však ukazují, že archeopteryx nebyl pouze opeřeným běžcem, který občas skočil z větve. Jeho křídla a letky měly vlastnosti umožňující aktivní let, i když jeho letové schopnosti se pravděpodobně výrazně lišily od těch, které mají dnešní ptáci. Výzkum nově studovaných exemplářů navíc ukazuje, že někteří jurscí opeření dinosauři mohli létat překvapivě dobře už v době, kdy se tato schopnost teprve vyvíjela.
Archeopteryx přitom nemusí být přímým předkem dnešních ptáků. Spíše představuje jednoho z raných zástupců širší skupiny opeřených dinosaurů, kteří se pohybovali na evolučním rozhraní mezi nelétajícími teropody a ptáky.
Proč přežili právě ptáci?
Když před 66 miliony let dopadl na území dnešního Mexika obrovský asteroid, znamenalo to konec vlády neptačích dinosaurů. Následná katastrofa vyvolala rozsáhlé změny klimatu a potravních řetězců. Vyhynulo přibližně 75 procent tehdejších druhů, včetně všech neptačích dinosaurů a mnoha dalších skupin živočichů.
Některé linie ptáků však katastrofu přežily. Proč právě ony? Jednoznačná odpověď neexistuje, ale vědci předpokládají, že jim pomohla kombinace několika vlastností. Výhodou mohla být menší velikost těla, schopnost pohybovat se na zemi, rozmanitý jídelníček a také možnost využívat semena, která mohla v krajině přetrvat i v době, kdy se zhroutila řada potravních řetězců.
Po vymírání se přeživší ptačí linie začaly rychle rozrůzňovat. Některé se přizpůsobily životu ve vodě, jiné se staly výbornými běžci a další postupně ovládly vzdušný prostor. Z tohoto vývoje vzešlo obrovské množství podob, které dnes známe – od drobných kolibříků přes dravce až po tučňáky a pštrosy.
Dinosauři, které máme každý den nad hlavou
Evoluce ptáků je ukázkovým příkladem toho, že přírodní výběr nepracuje podle předem stanoveného plánu. Znak, který vznikne kvůli jedné potřebě, může později získat úplně jinou funkci. Peří, které původně pomáhalo s udržováním tepla nebo komunikací, se nakonec stalo jedním z nejdůležitějších předpokladů letu. Duté kosti a změny ve stavbě končetin zase našly nové uplatnění v těle živočichů, kteří začali dobývat vzduch.
Až tedy příště uvidíte na zahradě slepici, na střeše holuba nebo na obloze dravce, zkuste se na ně podívat trochu jinak. Nejsou jen vzdálenými příbuznými dávných dinosaurů. Z biologického hlediska jsou jejich přímými pokračovateli. Tyrannosaurus sice zmizel před desítkami milionů let, jeho mnohem menší opeření příbuzní však přežili a dodnes nás doprovázejí téměř všude.
Zdroje:
