Pterosaurer - De flygende reptilene

100 millioner år med Pterosaur-evolusjon

Et fossilt eksemplar av Rhamphorhynchus (Wikimedia Commons).

Pterosaurer ('vingede øgler') har en spesiell plass i livets historie på jorden: de var de første skapningene, bortsett fra insekter, som vellykket befolket himmelen. Utviklingen av pterosaurer var omtrent parallelt med deres terrestriske kusiner, dinosaurene, som de små, 'basale' artene i slutten av Trias perioden ga gradvis plass til større, mer avanserte former i Jura og kritt .

Før vi fortsetter, er det imidlertid viktig å ta opp en viktig misforståelse. Paleontologer har funnet udiskutable bevis på at moderne fugler ikke stammer fra pterosaurer, men fra små, fjærkledde, landbundne dinosaurer (faktisk, hvis du på en eller annen måte kunne sammenligne DNAet til en due, en Tyrannosaurus Rex og a Pteranodon , ville de to første være nærmere beslektet med hverandre enn begge ville være til den tredje). Dette er et eksempel på det biologer kaller konvergent evolusjon: naturen har en måte å finne de samme løsningene (vinger, hule bein osv.) på det samme problemet (hvordan fly).

De første pterosaurene

Som tilfellet er med dinosaurer, har paleontologer ennå ikke nok bevis til å identifisere det eneste eldgamle, ikke-dinosaurkrypdyret som alle pterosaurer utviklet seg fra (mangelen på en 'missing link' - for eksempel et terrestrisk arkosaur med halvutviklede hudflaker - kan være oppmuntrende for kreasjonister , men du må huske at fossilisering er et spørsmål om tilfeldigheter. De fleste forhistoriske arter er ikke representert i fossilregistrene, rett og slett fordi de døde under forhold som ikke tillot bevaring av dem.)

De første pterosaurene som vi har fossile bevis for, blomstret i løpet av midten til slutten av triasperioden, for rundt 230 til 200 millioner år siden. Disse flygende krypdyrene var preget av sin lille størrelse og lange haler, samt obskure anatomiske trekk (som benstrukturene i vingene) som skilte dem fra de mer avanserte pterosaurene som fulgte. Disse 'rhamphorhynchoid' pterosaurene, som de kalles, inkludererEudimorphodon(en av de tidligste pterosaurene kjent),Dorygnathusog Rhamphorhynchus , og de vedvarte inn i den tidlige til midtre juraperioden.

Et problem med å identifisere de rhamphorhynchoid pterosaurene fra sen trias og tidlig jura er at de fleste eksemplarer har blitt avdekket i dagens England og Tyskland. Dette er ikke fordi tidlige pterosaurer likte å sommeren i Vest-Europa; snarere, som forklart ovenfor, kan vi bare finne fossiler i de områdene som lånte seg til fossil dannelse. Det kan godt ha vært store populasjoner av asiatiske eller nordamerikanske pterosaurer, som kan (eller kanskje ikke) har vært anatomisk forskjellige fra de vi er kjent med.

Senere pterosaurer

I slutten av juraperioden hadde rhamphorhynchoid pterosaurer blitt stort sett erstattet av pterodactyloid pterosaurer - flyvende reptiler med større vinger og kortere hale, eksemplifisert av de velkjente Pterodactylus og Pteranodon . (Det tidligste identifiserte medlemmet av denne gruppen, Kryptodrakon, levde for ca. 163 millioner år siden.) Med sine større, mer manøvrerbare hudvinger var disse pterosaurene i stand til å gli lenger, raskere og høyere opp på himmelen, og svepte ned som ørner å plukke fisk fra overflaten av hav, innsjøer og elver.

I løpet av kritt periode tok pterodactyloider etter dinosaurer i en viktig henseende: en økende trend mot gigantisme. I midten av kritt ble himmelen i Sør-Amerika styrt av enorme, fargerike pterosaurer som Tapejara ogTupuxuara, som hadde vingespenn på 16 eller 17 fot; Likevel så disse store løperne ut som spurver ved siden av de sanne kjempene fra sen kritt, Quetzalcoatlus og Zhejiangopterus, hvis vingespenn oversteg 30 fot (langt større enn de største ørnene som lever i dag).

Her kommer vi til et annet viktig 'men'. Den enorme størrelsen på disse 'azhdarchids' (som gigantiske pterosaurer er kjent) har fått noen paleontologer til å spekulere i at de aldri faktisk fløy. For eksempel viser en fersk analyse av den sjiraffstore Quetzalcoatlus at den hadde noen anatomiske egenskaper (som små føtter og en stiv nakke) ideell for å forfølge små dinosaurer på land. Siden evolusjon har en tendens til å gjenta de samme mønstrene, vil dette svare på det pinlige spørsmålet om hvorfor moderne fugler aldri har utviklet seg til azhdarchid-lignende størrelser.

I alle fall, ved slutten av krittperioden, utryddet pterosaurene – både store og små – sammen med søskenbarnene deres, de terrestriske dinosaurene ogmarine krypdyr. Det er mulig at oppgangen til ekte fjærfugler stavet undergang for langsommere, mindre allsidige pterosaurer, eller det i kjølvannet av K/T-utryddelse de forhistorisk fisk at disse flygende krypdyrene matet på ble drastisk redusert i antall.

Pterosaurs oppførsel

Bortsett fra deres relative størrelser, pterosaurene til Jura og kritt perioder skilte seg fra hverandre på to viktige måter: matvaner og ornamentikk. Generelt kan paleontologer utlede en pterosaurs diett fra størrelsen og formen på kjevene, og ved å se på analog oppførsel hos moderne fugler (som pelikaner og måker). Pterosaurer med skarpe, smale nebb levde mest sannsynlig på fisk, mens unormale slekter somPterodaustromatet på plankton (denne pterosaurens tusen eller så bittesmå tenner dannet et filter, som det til en blåhval) og hoggtennerJeholopteruskan ha sugd dinosaurblod som en vampyrflaggermus (selv om de fleste paleontologer avviser denne forestillingen).

Som moderne fugler hadde noen pterosaurer også rik ornamentikk - ikke fargerike fjær, som pterosaurer aldri klarte å utvikle, men fremtredende hodetopper. For eksempel,Tupuxuarasin avrundede topp var rik på blodkar, en anelse om at den kan ha endret farge i parringsskjermer, mens Ornithocheirus hadde matchende topper på over- og underkjevene (selv om det er uklart om disse ble brukt til utstilling eller mating).

Mest kontroversielt er imidlertid de lange, benete toppene på toppen av nokginene til pterosaurer som Pteranodon ogNyktosaurus. Noen paleontologer mener at Pteranodons kam fungerte som et ror for å stabilisere den under flukt, mens andre spekulerer i at Nyctosaurus kan ha hatt et fargerikt 'seil' av hud. Det er en underholdende idé, men noen aerodynamiske eksperter tviler på at disse tilpasningene kunne vært virkelig funksjonelle.

Pterosaur fysiologi

Nøkkelegenskapen som skilte pterosaurer fra landbundne fjærkledde dinosaurer som utviklet seg til fugler var naturen til deres 'vinger'-- som besto av brede hudklaffer koblet til en forlenget finger på hver hånd. Selv om disse flate, brede strukturene ga mye løft, kan de ha vært bedre egnet til passiv gliding enn motordrevet, blafrende flyging, som bevist av dominansen til ekteforhistoriske fuglerved slutten av krittperioden (som kan tilskrives deres økte manøvrerbarhet).

Selv om de bare er fjernt beslektet, kan eldgamle pterosaurer og moderne fugler ha delt en viktig funksjon til felles: en varmblodig metabolisme . Det er bevis på at noen pterosaurer (somdøv) hadde strøk med primitivt hår, en egenskap som vanligvis forbindes med varmblodige pattedyr, og det er uklart om et kaldblodig krypdyr kunne ha generert nok indre energi til å opprettholde seg selv under flukt.

I likhet med moderne fugler, ble pterosaurer også kjennetegnet ved sitt skarpe syn (en nødvendighet for å jakte fra hundrevis av fot opp i luften!), som innebar en hjerne som var større enn gjennomsnittet enn den som jord- eller vannkrypdyr besitter. Ved hjelp av avanserte teknikker har forskere til og med vært i stand til å 'rekonstruere' størrelsen og formen på hjernen til noen pterosaur-slekter, og bevist at de inneholdt mer avanserte 'koordinasjonssentre' enn sammenlignbare krypdyr.

Pterosaurer ('vingede øgler') har en spesiell plass i livets historie på jorden: de var de første skapningene, bortsett fra insekter, som vellykket befolket himmelen. Utviklingen av pterosaurer var omtrent parallelt med deres terrestriske fettere, dinosaurene, ettersom de små, 'basale' artene fra den sene triasperioden gradvis ga plass til større, mer avanserte former i jura og kritt.

Før vi fortsetter, er det imidlertid viktig å ta opp en viktig misforståelse. Paleontologer har funnet udiskutable bevis på at moderne fugler ikke stammer fra pterosaurer, men fra små, fjærkledde, landbundne dinosaurer (faktisk, hvis du på en eller annen måte kunne sammenligne DNAet til en due, en Tyrannosaurus Rex , og en Pteranodon , ville de to første være nærmere beslektet med hverandre enn begge ville være til den tredje). Dette er et eksempel på det biologer kaller konvergent evolusjon: naturen har en måte å finne de samme løsningene (vinger, hule bein osv.) på det samme problemet (hvordan fly).

De første pterosaurene

Som tilfellet er med dinosaurer, har paleontologer ennå ikke nok bevis til å identifisere det eneste eldgamle, ikke-dinosaurkrypdyret som alle pterosaurer utviklet seg fra (mangelen på en 'missing link' - for eksempel et terrestrisk arkosaur med halvutviklede hudflaker - kan være oppmuntrende for kreasjonister , men du må huske at fossilisering er et spørsmål om tilfeldigheter. De fleste forhistoriske arter er ikke representert i fossilregistrene, rett og slett fordi de døde under forhold som ikke tillot bevaring av dem.)

De første pterosaurene som vi har fossile bevis for, blomstret i løpet av midten til slutten av triasperioden, for rundt 230 til 200 millioner år siden. Disse flygende krypdyrene var preget av sin lille størrelse og lange haler, samt obskure anatomiske trekk (som benstrukturene i vingene) som skilte dem fra de mer avanserte pterosaurene som fulgte. Disse 'rhamphorhynchoid' pterosaurene, som de kalles, inkludererEudimorphodon(en av de tidligste pterosaurene kjent),Dorygnathusog Rhamphorhynchus , og de vedvarte inn i den tidlige til midtre juraperioden.

Et problem med å identifisere de rhamphorhynchoid pterosaurene fra sen trias og tidlig jura er at de fleste eksemplarer har blitt avdekket i dagens England og Tyskland. Dette er ikke fordi tidlige pterosaurer likte å sommeren i Vest-Europa; snarere, som forklart ovenfor, kan vi bare finne fossiler i de områdene som lånte seg til fossil dannelse. Det kan godt ha vært store populasjoner av asiatiske eller nordamerikanske pterosaurer, som kan (eller kanskje ikke) har vært anatomisk forskjellige fra de vi er kjent med.

Senere pterosaurer

I slutten av juraperioden hadde rhamphorhynchoid pterosaurer blitt stort sett erstattet av pterodactyloid pterosaurer - flyvende reptiler med større vinger og kortere hale, eksemplifisert av de velkjente Pterodactylus og Pteranodon . (Det tidligste identifiserte medlemmet av denne gruppen, Kryptodrakon, levde for ca. 163 millioner år siden.) Med sine større, mer manøvrerbare hudvinger var disse pterosaurene i stand til å gli lenger, raskere og høyere opp på himmelen, og svepte ned som ørner å plukke fisk fra overflaten av hav, innsjøer og elver.

I løpet av kritt periode tok pterodactyloider etter dinosaurer i en viktig henseende: en økende trend mot gigantisme. I midten av kritt ble himmelen i Sør-Amerika styrt av enorme, fargerike pterosaurer som Tapejara ogTupuxuara, som hadde vingespenn på 16 eller 17 fot; Likevel så disse store løperne ut som spurver ved siden av de sanne kjempene fra sen kritt, Quetzalcoatlus og Zhejiangopterus, hvis vingespenn oversteg 30 fot (langt større enn de største ørnene som lever i dag).

Her kommer vi til et annet viktig 'men'. Den enorme størrelsen på disse 'azhdarchids' (som gigantiske pterosaurer er kjent) har fått noen paleontologer til å spekulere i at de aldri faktisk fløy. For eksempel viser en fersk analyse av den sjiraffstore Quetzalcoatlus at den hadde noen anatomiske egenskaper (som små føtter og en stiv nakke) ideell for å forfølge små dinosaurer på land. Siden evolusjon har en tendens til å gjenta de samme mønstrene, vil dette svare på det pinlige spørsmålet om hvorfor moderne fugler aldri har utviklet seg til azhdarchid-lignende størrelser.

I alle fall, ved slutten av krittperioden, utryddet pterosaurene – både store og små – sammen med søskenbarnene deres, de terrestriske dinosaurene ogmarine krypdyr. Det er mulig at oppgangen til ekte fjærfugler stavet undergang for langsommere, mindre allsidige pterosaurer, eller det i kjølvannet av K/T-utryddelse de forhistorisk fisk at disse flygende krypdyrene matet på ble drastisk redusert i antall.

Pterosaurs oppførsel

Bortsett fra deres relative størrelser, skilte pterosaurene fra jura- og krittperioden seg fra hverandre på to viktige måter: matvaner og ornamentikk. Generelt kan paleontologer utlede en pterosaurs diett fra størrelsen og formen på kjevene, og ved å se på analog oppførsel hos moderne fugler (som pelikaner og måker). Pterosaurer med skarpe, smale nebb levde mest sannsynlig på fisk, mens unormale slekter somPterodaustromatet på plankton (denne pterosaurens tusen eller så bittesmå tenner dannet et filter, som det til en blåhval) og hoggtennerJeholopteruskan ha sugd dinosaurblod som en vampyrflaggermus (selv om de fleste paleontologer avviser denne forestillingen).

Som moderne fugler hadde noen pterosaurer også rik ornamentikk - ikke fargerike fjær, som pterosaurer aldri klarte å utvikle, men fremtredende hodetopper. For eksempel,Tupuxuarasin avrundede topp var rik på blodkar, en anelse om at den kan ha endret farge i parringsskjermer, mens Ornithocheirus hadde matchende topper på over- og underkjevene (selv om det er uklart om disse ble brukt til utstilling eller mating).

Mest kontroversielt er imidlertid de lange, benete toppene på toppen av nokginene til pterosaurer som Pteranodon ogNyktosaurus. Noen paleontologer mener at Pteranodons kam fungerte som et ror for å stabilisere den under flukt, mens andre spekulerer i at Nyctosaurus kan ha hatt et fargerikt 'seil' av hud. Det er en underholdende idé, men noen aerodynamiske eksperter tviler på at disse tilpasningene kunne vært virkelig funksjonelle.

Pterosaur fysiologi

Nøkkelegenskapen som skilte pterosaurer fra landbundne fjærkledde dinosaurer som utviklet seg til fugler var naturen til deres 'vinger'-- som besto av brede hudklaffer koblet til en forlenget finger på hver hånd. Selv om disse flate, brede strukturene ga mye løft, kan de ha vært bedre egnet til passiv gliding enn motordrevet, blafrende flyging, som bevist av dominansen til ekteforhistoriske fuglerved slutten av krittperioden (som kan tilskrives deres økte manøvrerbarhet).

Selv om de bare er fjernt beslektet, kan eldgamle pterosaurer og moderne fugler ha delt en viktig funksjon til felles: en varmblodig metabolisme . Det er bevis på at noen pterosaurer (somdøv) hadde strøk med primitivt hår, en egenskap som vanligvis forbindes med varmblodige pattedyr, og det er uklart om et kaldblodig krypdyr kunne ha generert nok indre energi til å opprettholde seg selv under flukt.

I likhet med moderne fugler, ble pterosaurer også kjennetegnet ved sitt skarpe syn (en nødvendighet for å jakte fra hundrevis av fot opp i luften!), som innebar en hjerne som var større enn gjennomsnittet enn den som jord- eller vannkrypdyr besitter. Ved hjelp av avanserte teknikker har forskere til og med vært i stand til å 'rekonstruere' størrelsen og formen på hjernen til noen pterosaur-slekter, og bevist at de inneholdt mer avanserte 'koordinasjonssentre' enn sammenlignbare krypdyr.