Nové fosilie oživují široký svět pterosaurů

Ve světě „jez nebo buď sežrán“ má létání mnoho výhod.

Tvor, který se vznese do nebe, může snadněji uniknout predátorům na zemi. Může spadnout shora na nic netušící kořist. Může také snadněji překonat vzdálenosti a rychle najít jídlo a partnery.

Je tedy trochu překvapivé, že pouze tři skupiny obratlovců se kdy vyvinuly v letu: pterosauři, ptáci a netopýři.

A pterosauři byli první. Dorazili na scénu v dobách triasu, možná před 237 miliony let. To bylo nejméně 70 milionů let předtím, než se objevili ptáci – a více než 180 milionů let před netopýry.

Jméno pterosaurů pochází z řečtiny pro „křídlové ještěrky“. Tito létající plazi se nakonec rozšířili po celém světě a sežrali obrovskou škálu kořisti. Některým narostly na hlavy bizarní hřebeny. Jiní měli ústa plná zubů, které trčely v podivných úhlech. Jejich velikost se pohybovala od tvorů, kteří se vám mohli posadit do dlaně, až po vznášející se bestie s rozpětím křídel širokým jako stíhačka.

Byly dokonce i takové, které „vypadaly jako stvoření z vašich nočních můr,“ říká Brian Andres. Je paleontologem obratlovců na University of Sheffield v Anglii.

Nakonec pterosauři vymřeli ze stejného důvodu jako dinosauři, mezi nimiž žili. Asi před 66 miliony let asteroid vyhladil více než 75 procent všech druhů na Zemi. Ale jak se pterosauři poprvé dostali do vzduchu, zůstává záhadou.

Rozvíjející se výzkum nyní začíná nabízet vodítka k tomu, jak se pterosauři dostali k vládě oblohy. Paleontologové se dozvídají nové podrobnosti o tom, kdo byli nejstarší bratranci těchto leteckých umělců a jak vypadali. Zjišťují, jak se pterosauři vyvinuli z malých, poletujících tvorů do tak ohromně rozmanité skupiny – včetně největšího letce všech dob.

Odkud se pterosauři vzali?
První nálezy pterosaurů byly objeveny koncem 18. století z vápencové formace v Německu. Tehdy vědci nevěděli, co si s těmito fosiliemi počít. Jeden navrhl, že pocházejí z podivného mořského tvora. Další si myslel, že byli jakýmsi chybějícím článkem při přechodu mezi ptáky a netopýry.

Netrvalo dlouho a odborníci se shodli na skutečnosti, že se jedná o létající plazy – a odlišné od dinosaurů.

První objevený druh byl pojmenován Pterodactylus antiquus. Toto a mnohé objevené brzy poté byly běžně nazývány pterodaktyly. Tento termín ale oficiálně zahrnuje pouze tento druh a malou skupinu příbuzných. Tito jsou součástí širší rodiny pterosaurů.

Nejstarší známé fosilie pterosaurů pocházejí z doby před 219 miliony let. Tito pterosauři už byli letci. Paleontologové předpokládají, že pterosaury vznikly již před 237 miliony let. (V té době žili nejstarší a nejbližší příbuzní pterosaurů. Je to tedy pravděpodobně v době, kdy se pterosauři oddělili a vytvořili si vlastní linii.) Žádné známé fosilie však neukazují pterosaury, kteří jako první vzlétli.

Fosilie z tohoto raného věku jsou vzácné, částečně proto, že horniny z tohoto období jsou vzácné.

Další důvod: Mnoho kostí pterosaurů bylo dutých. Mohli by se tedy snadno rozdrtit poté, co zvíře zemřelo. „Často jsou pozůstatky pterosaurů jen změť kostí,“ říká Matthew Baron. Je to nezávislý paleontolog obratlovců, který žije v Leedsu v Anglii.

Existují ale nepřímé stopy toho, jak mohli vypadat bezprostřední předkové prvních letců. Tyto stopy pocházejí ze studií pterosaurů a jejich příbuzných.

V roce 2020 vědci publikovali článek v časopise Nature, který porovnával anatomii 157 starověkých druhů raných pterosaurů a dinosaurů. Zkoumali také různé plazy žijící ve stejnou dobu nebo dříve.

Nejbližšími příbuznými pterosaurů byla skupina známá jako lagerpetids (LAH-gur-peh-tidz). Název pochází z řečtiny pro „králičí plazy“. A týká se obecných proporcí kostí v jejich končetinách.

Další studie zveřejněná v loňském roce v Nature odhalila blízkého příbuzného těchto lagerpetidů i pterosaurů. Nazval se Scleromochlus taylori a byl to plaz provozující flotilu, který dorůstal pouze asi 20 centimetrů (8 palců) na délku. Mohl to být druh zvířete, ze kterého se vyvinuli pterosauři.

S. taylori měl štíhlé končetiny, malé ruce a rovné drápy. Všechny tyto rysy naznačují, že žilo na zemi, říká Davide Foffa. Paleontolog obratlovců pracuje v National Museums Scotland v Edinburghu.

Tvor jako S. taylori pravděpodobně netrávil moc času na stromech. Takže pterosauři pravděpodobně nevyvinuli let klouzáním dolů z větví. Pánev S. taylori také nevypadá, jako by byla stavěna na skok ze země, říká Foffa. Dodává však, že „není nutné být skokanem, aby se vyvinul let.“

Co jedli pterosauři?

Zjistit, co pterosauři jedli, často vyžaduje trochu hádání.

Některé fosilie uchovávají obsah žaludku. Nabízejí přímý důkaz o posledním jídle zvířete. Vědci ale většinou najdou jen nepřímé stopy. Mohou si například představit, co pterosaur jedl, podle toho, kde žil. Nebo by vědci mohli její tělo přirovnat k moderním tvorům, jejichž strava je známá. Takové linie důkazů naznačovaly, že různé druhy pterosaurů jedly vše od hmyzu a červů po ryby a korýše. Někteří dokonce jedli malé suchozemské obratlovce.

Ale i jiné druhy důkazů pomáhají vykreslit obrázek pterosauří stravy.

Vezměte Kunpengopterus sinensis (Kun-peng-OP-tur-us Si-NEN-sis). Tento pterosaurus žil asi před 165 miliony až 153 miliony let na území dnešní Číny. Jeho fosilie se nedávno objevily vedle žaludečních granulí plných rybích šupin. (Gastrické pelety jsou kousky nestrávené potravy, které moderní ptáci, jako jsou sovy, po jídle vyzvracejí.) Tyto šupinaté kousky silně naznačují, že K. sinensis jedl ryby.

Ještě další důkazy pocházejí z koprolitů – zkamenělých hoven. Pokud lze prastarý trus spojit s tvorem, který ho vytvořil, jeho obsah pravděpodobně ukazuje, co toto zvíře jedlo, poznamenává Martin Qvarnström. Je paleontologem obratlovců na univerzitě v Uppsale ve Švédsku.

 

Časová osa pterosaurů

Pterosauři vznikli v období triasu (asi před 252 miliony až 201 miliony let). To bylo dlouho před vývojem dalších dvou skupin létajících obratlovců – ptáků a netopýrů. Pterosauři vymřeli ve stejném masovém vymírání, které zabilo neptačí dinosaury.

• Před 237 miliony let: Podezřelý původ pterosaurů

• Před 230 miliony let: Nejstarší známá dinosauří fosilie

• Před 219 miliony let: Nejstarší známá fosilie pterosaura

• Před 150 miliony let: Nejstarší známá ptačí kostra

• Před 66 miliony let: Zasáhly asteroidy a pterosauři spolu s neptačími dinosaury vyhynuli

• Před 52 miliony let: Nejstarší známá kostra netopýra

 

Před několika lety byl součástí týmu, který analyzoval tři koprolity extrahované z hornin starých více než 150 milionů let. Tyto skály z jižního středního Polska si také zachovaly mnoho pterosauřích stop.

Jeden kus fosilizovaného hovínka obsahoval mnoho schránek jednobuněčných organismů zvaných foraminifera (For-am-ih-NIF-ur-ah). Další obsahovala štětiny z toho, co mohlo být mořskými červy. Qvarnströmův tým sdílel svá zjištění v PeerJ v roce 2019.

Aby pterosauři mohli jíst tak malou kořist, museli to být krmítka s filtrem, jako moderní plameňáci, navrhuje tým. To by vyžadovalo čelisti plné těsně rozmístěných zubů. Filtrační podavače z Qvarnströmovy studie po sobě nezanechaly žádné kostry. Jen stopy. Záhadou tedy zůstává, jak vypadaly nebo jak byly velké.

Možná ale připomínali jiný nově objevený druh. Tento se nazývá Balaenognathus maeuseri (Bah-LEE-no-NATH-us Ma-ow-SAIR-eye). Jeho název pochází z latiny pro „velrybí čelist“. Jeho fosilie byly nalezeny v horninách na území dnešního Německa. Vznikly před 157 miliony až 152 miliony let.

 

Křídla tohoto tvora měla rozpětí asi 1,25 metru (téměř 4 stopy). Díky tomu by byly podobné velkým plameňákům. Tento pterosaur měl také zobák dlouhý 10 centimetrů (4 palce). Tento účet ve tvaru špachtle měl nejméně 480 zubů. Tyto dlouhé a tenké zuby nebyly dostatečně silné, aby sevřely bojující kořist. Ale mnoho z těchto zubů mělo na koncích drobné háčky. Tyto vlastnosti podobné háčku pravděpodobně pomohly pterosaurovi filtrovat a chytit drobnou kořist.

Jako plameňák se tento dlouhonohý tvor pravděpodobně brodil mělkou vodou při hledání oběda. Postavila by se čelem k proudu a otevřela své čelisti tak akorát, aby dovnitř mohla zaplavit voda bohatá na plankton, říká David Martill. Pak by voda odtekla skrz zuby a uvěznila jídlo v ústech. Martill je paleontolog obratlovců na University of Portsmouth v Anglii. On a jeho kolegové popsali B. maeuseri 21. ledna v PalZ.

 

Rostoucí velcí mazlíčci

Jak rychle se pterosauři vyrostli? Objev jedné fosílie v roce 2017 donutil vědce přehodnotit tuto časovou osu. Dobře zachovalá fosílie byla zasazena do skály nalezené na skotském ostrově Skye. Datuje se asi před 167 miliony let.

Této kostře chybí pouze části lebky, křídla, zadní končetiny a ocas, říká Natalia Jagielska. Je paleontoložkou obratlovců na University of Edinburgh. Ona a její kolegové nazvali stvoření Dearc sgiathanach. Ve skotské gaelštině to znamená „okřídlený plaz ze Skye“.

Mikroskopické pohledy na některé kosti tohoto tvora odhalily rysy podobné růstovým prstencům na stromech. Zdá se, že pterosaurovi byly nejméně 2 roky a když zemřel, stále rostl. Na základě velikosti kosti horní části paže pterosaura mělo mládě pravděpodobně rozpětí křídel asi 1,9 metru (6,2 stop). Tým Jagielska sdílel toto zjištění v aktuální biologii z února 2022.

Tito výzkumníci se také podívali na růstové vzorce blízce příbuzných pterosaurů. To jim dalo představu o tom, jak velký dospělý D. sgiathanach mohl být. Údaje naznačují, že jejich křídla by měla rozpětí nejméně 2,5 metru (8 stop). Trubačské labutě mají křídla tak velká.

Až do objevu D. sgiathanach si vědci mysleli, že pterosauři zůstali malí až do pozdního období Jury. To bylo asi před 160 miliony až 145 miliony let. V tu chvíli by pterosauři soutěžili o potravu – jako je hmyz – s nově vyvinutými ptáky. Vyvinutí větších těl by pterosaurům pomohlo hledat nové věci k jídlu.

Ale D. sgiathanach se vyvíjel desítky milionů let předtím, než vzlétli první ptáci. Pterosauři tedy museli čelit nějakému jinému tlaku, aby se rychle stali velkými.

Další nedávná studie hovoří o tom, jak rychle a daleko se pterosauři rozšířili po světě. Andres a jeho kolegové nedávno objevili fragmenty pterosaurů v Argentině. Kousky pomohly identifikovat dva zcela nové druhy. Andresův tým popsal tyto fosilie v březnu 2022 v Papers in Paleontology.

Skála, kde byly tyto fosilie nalezeny, vznikla před 206 miliony až 200 miliony let. Tato skála vznikla na jihozápadě superkontinentu Pangea (Pan-GEE-uh). Pozůstatky pterosaura z přibližně stejné doby se také objevily v Severní Americe, Evropě a Grónsku. Všechny tyto oblasti byly tehdy součástí severozápadní Pangey.

To naznačuje, že pterosauři byli rozšířeni široko daleko o desítky milionů let dříve, než si vědci mysleli.

Největší zvíře, které kdy létalo

Žádný pterosaur nikdy nezaujal takovou představivost jako Quetzalcoatlus northropi. Toto zvíře bylo největším tvorem, který kdy létal. Jeho beletrizovaná verze dokonce sundává letadlo ve filmu Jurský park: Dominion.

Vědci tento druh poprvé popsali v roce 1975. V několika dokumentech z roku 2021 Andres a další stavěli na tomto raném popisu. Poprvé se jejich práce hluboce ponořila do velikosti, vzhledu, pohybu a prostředí ikonických druhů.

Z tohoto druhu bylo nalezeno pouze několik fosilií. Většina se objevila v jihozápadním Texasu. Pocházely z hornin, které vznikly před 69 až 66 miliony let. To znamená, že někteří z těchto pterosaurů mohli být naživu, když nebo těsně předtím, než dino-zabíjející asteroid zasáhl Zemi, říká Tom Lehman. Je paleontologem obratlovců na Texaské technické univerzitě v Lubbocku.

Mnoho z toho, co vědci podezřívají o Q. northropi, pochází z příbuzného druhu. Nazývá se Q. lawsoni a jeho fosilie jsou mnohem běžnější. Existuje dostatek jeho kostí na rekonstrukci většiny tohoto pterosaura. Zdá se, že měl rozpětí křídel asi 4,5 metru (téměř 15 stop). Žil ve stejné oblasti a přibližně ve stejnou dobu jako Q. northropi, říká Lehman. Ale jeho tým odhaduje, že Q. northropi měl mnohem větší rozpětí křídel: možná 10 metrů (33 stop) nebo více!

Na základě svých měření vytvořili vědci modely kostí Q. northropi v životní velikosti. To jim umožnilo vidět, jak by se tito monstrózní aerialisté pohybovali.

„Jejich záda jsou tak krátká a nohy tak dlouhé, že by nemohli chodit jako ostatní [čtyřnozí tvorové],“ říká Kevin Padian. Je paleontologem obratlovců na Kalifornské univerzitě v Berkeley. „Jejich přední končetiny jsou tak dlouhé, že se nemohli vyhnout dotyku se zemí.“ Přesto stopy pterosaura naznačují, že tyto přední končetiny nepomáhaly pohánět tvora, když šel. Místo toho se zdá, že to podpořily – jako vycházkové hole.

Quetzalcoatlus mohl svým dlouhým bezzubým zobákem dosáhnout na zem – a ještě níže do vodních ploch. Jakmile ukořistil kořist, mohl naklonit zobák k nebi a pak spolknout své oběti celé. Padian a jeho kolegové navrhují, že tento pterosaurus hlídkoval na loukách nebo se brodil v mělkých vodách. (Toto dělají dnešní čápi a volavky.) Tam by tvor škubal ryby, savce nebo dokonce malé dinosaury pomocí zobáku jako hůlek.

Pohled na predátora velikosti žirafy pronásledujícího bažiny by byl nepochybně působivý. „Nejhorší na pterosaurech,“ říká Andres, „je to, že už tu nejsou.“