Limit pro létající draky

…aneb Jak velcí mohli být největší ptakoještěři?

Je skutečně ohromující, jak obří byli největší pterosauři. Rozpětí křídel rekordních zástupců čeledi azdarchidů (Azhdarchidae), jejichž zástupce byl mimochodem objeven také na našem území, přesahovalo 10 metrů a snad se mohlo blížit i dvanácti metrům. Tím už se prakticky vyrovnají bojovým stíhačkám a trojnásobně překonávají největší současné ptačí letce (albatros stěhovavý měl rekordní změřenou hodnotu rozpětí křídel 3,6 metru). Již populární severoameričtí pteranodoni, objevení v 70. letech 19. století na území Kansasu, svým sedmimetrovým rozpětím křídel jitřili lidskou fantazii a stali se podobně jako jejich dinosauří bratranci na několik desetiletí předmětem úcty a obdivu. Veřejnost žasla nad nedokonalými a z dnešního hlediska již dávno zastaralými rekonstrukcemi ptakoještěrů, kteří byli vnímáni pouze jako jakési ohyzdné ještěrky s kožnatými křídly. Tak jsou ostatně vykreslováni například i v díle A. C. Doylea Ztracený svět. K historii výzkumu a rekonstrukce stále se zvětšujícího počtu ptakoještěrů se nicméně na tomto blogu ještě vrátíme. Nyní přeskočme do 70. let k objevu ještě větších pterosaurů – azdarchidů. Tito elegantní vládci oblohy měli ohromnou, až téměř třímetrovou hlavu, dlouhý krk a elegantní pevné tělo s pneumatizovanými kostmi. V roce 1975 byl z Texasu popsán první z těch skutečně gigantických – Quetzalcoatlus northropi. Následoval roku 1987 popsaný druh Arambourgiania (původně již roku 1959 jako Titanopteryx) philadelphiae z Jordánska a konečně rumunský Hatzegopteryx thambema v roce 2002. Tito tři giganti svrchnokřídové oblohy nejsou příliš dobře prozkoumaní, jejich podoba a velikost je rekonstruována jen z objevů fragmentárních fosilních pozůstatků. I proto se od začátku objevovaly zcela fantastické odhady rozpětí křídel, od realistických 7-12 metrů až po 15, 18 nebo dokonce 25 metrů! Později byly tyto fantastické odhady podstatně korigovány a dnes už nepřekračují zhruba 10-14 metrů. Nová studie přináší další podnětné informace a je dokonce možné, že stanovuje jakýsi nepřekonatelný „horní limit“ pro velikost ptakoještěrů.

…

Gigantické rozměry azdarchidních pterosaurů vyniknou při srovnání tělesné výšky s dospělou osobou. Zde Arambourgiania philadelphiae, přesahující výšku pěti metrů (odpovídá dospělé žirafě). Jak se tito obří několikametrákoví letci dostali do vzduchu, zůstává i dnes malou záhadou. Kredit: Mark P. Witton, Acta Palaeontologica Polonica

…

Výsledky této zajímavé vědecké práce, využívající také moderní technologie a vyspělé počítačové simulace, byly prezentovány na nedávno skončeném mítinku Společnosti vertebrátní paleontologie (SVP) v Berlíně. Vědci si již dlouho kladou otázku, jak se vůbec tvor, vážící podle propočtů až čtvrt tuny, mohl vlastně vznést a udržet se ve vzduchu? Vždyť v současnosti jsou nejtěžšími letci velcí ptáci jako například labutě, obvykle nepřesahující pouhou dvacetinu hmotnosti velkých ptakoještěrů! Desetkrát lehčí pták už by se téměř s jistotou vznést nedokázal. Přesto víme, že obři druhohorní oblohy aktivně létat dokázali. A nejen to, byli v letu skutečnými mistry. K zodpovězení dříve uvedené hádanky se nyní spojili dva nepravděpodobní kolegové – inženýr přes mechaniku a odborník na konstrukci jacht, větrných mlýnů či plachetnic Colin Palmer (Bristolská univerzita) a paleontolog, odborník na biomechaniku pterosaurů, Mike Habib z Univerzity v Jižní Kalifornii. Jak uvádí sám Palmer, práce na odhalení letových schopností ptakoještěrů jej nadchla a s Habibem se svými osobními znalostmi skvěle doplňují. Společně vytvořili velmi věrné 3D modely pterosaurů s rozpětím 6, 9 a 12 metrů a za použití moderního inženýrského softwaru „prohnali“ různě velké ptakoještěry sérií zátěžových testů. Sledovali přitom mnohé parametry jako je relativní síla a odolnost křídla, flexibilita, rychlost letu a síla potřebná k ovládání křídel. Výsledek byl možná trochu překvapivý – i největší model s dvanáctimetrovým rozpětím neměl žádný problém s aktivním letem, zejména v případě využití vzdušných proudů (jak prokázala jiná studie, velcí ptakoještěři mohli takto s minimální námahou překonávat tisícikilometrové vzdálenosti). Díky flexibilní membráně křídel mohli také efektivně brzdit a účinně manévrovat při přistání, takže dosedli relativně bezpečně a pohodlně.

…

Rumunský Hatzegopteryx thambema v podobě působivého life-size modelu. Tito obří pterosauři představovali zároveň jedny z posledních zástupců ptakoještěrů. Žili v období pozdního stupně maastricht, asi před 70 – 66 miliony let. Kredit: Apotea, převzato z Wikipedie

…

Co se však ukázalo jako nejpodstatnější limitující faktor, byl samozřejmě vzlet. A tady už fyzikální zákony dohání i fantastické letce z dávné jury a křídy. Ptakoještěři se do vzduchu dostávali úplně jiným způsobem než dnešní ptáci, konkrétně výskokem za použití ohnutých předních končetin. Při přechodu k letové fázi tedy využívali všechny čtyři končetiny, tento manévr nazývají anglofonní paleontologové „quadrupedal launch“ a byl popsán teprve v posledních letech. Počítačový model ukázal, že ptakoještěr s dvanáctimetrovým rozpětím křídel a přidělenou hodnotou hmotnosti 400 kilogramů by se v žádném případě nemohl „odlepit“ od země. Síla, potřebná k jeho výskoku a udržení se ve vzduchu byla v takovém případě jednoduše příliš vysoká. Je tedy docela pravděpodobné, že dvanáct metrů je za běžných podmínek absolutním horním limitem pro rozpětí křídel jakéhokoliv obratlovce. Otázkou zůstává, zda právě 400 kilogramů je správný odhad hmotnosti pro ptakoještěra s daným rozpětím křídel (četné anatomické adaptace způsobily, že pterosauři byli v poměru ke své velikosti velmi lehcí a kompaktní). Pro kvecalkoatla a jeho příbuzné je hmotnost odhadována v rozpětí přibližně 250 – 550 kilogramů, přinejmenším spodní limit tohoto rozpětí by tedy aktivní vzletový manévr umožňoval. Ve hře jsou však stále i další možnosti – co když tito velmi málo známí tvorové vykazovali fyziologické nebo etologické adaptace, které jim pomohly dostat se do vzduchu? Mohli snad skákat z útesů, jak se už dříve nesprávně předpokládalo u pteranodonů? Byla jejich kostra ještě více protkána dutinami a plná vzdušných vaků? Mohli snad být vybaveni velmi lehkou a odolnou kostní tkání, která si v ničem nezadá se současnými ultralehkými materiály na výrobu létajících strojů? Zatím to nevíme jistě, vyloučit se to ale nedá. Pterosauři nás už nejednou překvapili. A tak si i obří ptakoještěři dosud střeží svoje velké tajemství za neprostupnou branou hlubokého geologického času…

…

Záznam přednášky M. Habiba Air Giants: Launch, flight, and ecology of Cretaceous pterosaurs (2012)

…

Odkazy:

www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141106082944.htm

http://pterosaur.net/

http://en.wikipedia.org/wiki/Quetzalcoatlus

http://en.wikipedia.org/wiki/Azhdarchidae

http://en.wikipedia.org/wiki/Pterosaur_size

 …