Ptáci versus pterosauři

…aneb Peří proti pyknovláknům

Nejúspěšnějšími skupinami létajících živočichů v dějinách planety jsou (v pořadí podle doby vzniku): hmyz, ptakoještěři (neboli pterosauři) a ptáci. Hmyz nyní ponecháme stranou a zaměříme se na srovnání dvou nejvýznamnějších skupin letců mezi obratlovci. Jsou jimi tedy aktivně létající plazi ptakoještěři a dodnes žijící úspěšní potomci druhohorních teropodních dinosaurů – ptáci. Ptakoještěři, jejichž český název je velmi nepřesný (s ještěry totiž neměli nic společného) se objevili na počátku druhohorní éry, asi před 220 miliony let. V období triasu se stali vůbec prvními aktivně létajícími obratlovci. Postupem času se jejich rozměry zvětšovaly a zástupci několika skupin pterosaurů se staly dokonce největšími létajícími živočichy všech dob. Někteří dosáhli v rozpětí křídel asi 10 – 12 metrů a podobali se tak menším turistickým letadlům. Dnes známe už více než stovku jejich druhů, a jak se v poslední době ukazuje, ptakoještěři byli ve druhohorách stejně úspěšnými obyvateli vzduchu jako dnes ptáci. Avšak byli to zřejmě právě ptáci, kdo postupně zpečetil jejich osud.

———

———

Druhohorní soupěři

První opeření tvorové schopní letu se objevili na konci období jury, asi před 160 miliony let. Dlouho byl za prvního praptáka považován proslulý archeopteryx (Archaeopteryx lithographica), vědecky popsaný v roce 1861. Tento opeřený tvor o velikosti holuba obýval tropické vnitrozemí a laguny v místech, kde dnes leží Bavorsko. Žil asi před 150 miliony let a dlouho byl považován za nejstaršího zástupce ptačí říše nebo také přechodný evoluční článek mezi plazy a ptáky. Nové objevy z posledních let však ukazují, že prapták ze Solnhofenu byl ve skutečnosti jen vývojově pokročilým opeřeným dinosaurem, jedním z mnoha pokusů dinosaurů o zvládnutí aktivního letu. Podobní a vývojově příbuzní tvorové ze skupiny Maniraptora jsou dnes známí i z Číny a jejich stáří činí dokonce přes 160 milionů let. Za další desítky milionů let po těchto nejstarších zástupcích se začali primitivní ptáci stále více prosazovat a posléze i vytlačovat své úhlavní konkurenty – ptakoještěry. Nevíme přesně, proč vlastně byli ptáci úspěšnější, ke konci období křídy už ale ptakoještěry zatlačili do defenzívy a ponechali prostor jen obřím druhům z čeledi tzv. azdarchidů. Poslední ptakoještěři pak definitivně vyhynuli spolu s dinosaury před 66 miliony let, zatímco některé vývojové linie ptáků přežily a v období třetihor se jejich potomci opět ujali vlády nad vzdušnou říší. Výzkum ptakoještěrů začíná dokonce již v 18. století, tato skupina pravěkých obratlovců tedy patří mezi ty nejdříve objevené.

Co mají společné

Než se zaměříme na rozdíly mezi oběma skupinami, řekněme si také něco o tom, co je jim společné. V první řadě je to odlehčená stavba těla, nutná pro zvládnutí aktivního letu. Tělo výkonných letců musí mít co možná nejmenší hmotnost i průměrnou hustotu tkání, proto jsou mnohé kosti ptakoještěrů i ptáků duté. Dutiny v kostech vyplňuje vzduch nebo systém tzv. vzdušných vaků, napomáhajících v dýchání při letu. Celá stavba těla je u ptáků i ptakoještěrů přizpůsobena hlavnímu účelu, tedy letu. Například i příslušná mozková centra pro koordinaci pohybu jsou u obou skupin více vyvinutá, dobrý je obvykle i zrak. U ptáků můžeme zjistit tyto vlastnosti přímo, ptakoještěři nám pak zachovali alespoň zkameněliny, které ukazují na všechna zmíněná přizpůsobení (odlitky mozkovny, velké očnice apod.). Dalším společným znakem je mohutný výběžek kosti hrudní, který pomáhá ukotvit masivní létací svaly. Zástupci obou skupin byli zřejmě teplokrevní a svoje tělesné teplo si chránili pokryvem peří (ptáci) a hustých vláken podobných srsti (ptakoještěři). Velké druhy ptakoještěrů dokázaly plachtit stejně jako třeba dnešní albatrosi – s minimální námahou a téměř bez mávání křídly mohli na stoupavých mořských proudech uletět snad i tisíce kilometrů. Jak dnes bezpečně víme, ptakoještěři i neptačí dinosauři žili kdysi také na našem současném území.

Čím se od sebe liší

Mezi tělem typického ptáka a ptakoještěra jsou ale i zásadní rozdíly. Tak především, letovou plochou křídel u ptáků je peří, zatímco ptakoještěři spoléhali na kožně-svalovou blánu. Ptáci si ponechali plně kráčivé zadní končetiny, díky kterým dokázali efektivně běhat, kráčet nebo poskakovat po pevné zemi. Pterosauři měli zadní nohy mnohem těžkopádnější a kráčet po zemi dokázali pouze s pomocí všech čtyř končetin. Na zemi byli nejspíš mnohem nemotornější, i když určitě dokázali poměrně rychle vzlétnout (co vám taky zbývá, když se za vámi náhle objeví třeba tyranosaurus!). Rozdíl je i v maximální velikosti zástupců obou skupin. Zatímco ptáci vytvořili spíše malé formy (maximální rozpětí křídel činilo až do konce křídy jen něco přes metr), ptakoještěři vytvořili formy s výškou šest metrů a délkou zobáku přes 2,5 metru (severoamerický Quetzalcoatlus, rumunský Hatzegopteryx a jordánský Arambourgiania). Samozřejmě však existovali i trpasličí ptakoještěři s rozpětím křídel jen kolem 25 cm (Nemicolopterus). Velké rozdíly najdeme také ve stavbě křídla ptáků a pterosaurů. U ptakoještěrů tvoří náběhovou hranu extrémně prodloužený čtvrtý prst, na který se upíná blána zvaná neuropatagium. Křídlo ptakoještěrů rozhodně nebylo tvořené pouze kůží, bylo naopak prostoupeno také pevnými svalovými vlákny a dalšími tkáněmi. Oproti tomu u ptáků jsou v podstatě jedinou letovou plochou asymetrická obrysová pera, tvořící takřka dokonalý pohybový aparát. První ptáci ještě nebyli schopni zvedat ramenní kloub nad úroveň páteře a plocha jejich křídel byla příliš malá pro zvládnutí aktivního silového letu. Proto se předpokládá, že byli ještě spíše plachtícími tvory, kteří se z vyvýšených míst snášeli pomalým krouživým letem k zemi. Naproti tomu již nejstarší ptakoještěři s dobře vyvinutými křídli byli zřejmě plně aktivními letci.

———

———

Další shody a rozdíly

Nezapomínejme také na zcela zásadní rozdíl, kterým je postavení v systému živé přírody. Obě skupiny jsou si vzdáleně příbuzné, ale nejsou vyloženě „evolučními bratry“. Patří totiž do velké skupiny plazů známých jako archosauři, kde najdeme kromě nich také dinosaury, krokodýly a některé další skupiny. Zatímco však ptakoještěři vznikli z drobných štíhlých plazů podobných rodu Scleromochlus, ptáci jsou podle převažujícího názoru zástupci plazopánvých teropodních dinosaurů ze skupiny Maniraptora. Dá se tak vlastně říci, že dinosauři vůbec nevyhynuli. Jedna jejich skupina se totiž silně specializovala na létavý způsob života a ve více než 10 000 druhů přežívá dodnes. A tím se také dostáváme k poslednímu velkému rozdílu mezi oběma skupinami, totiž jejich evolucí a konečným osudem (z pohledu čtvrtohorního pozorovatele). Ptakoještěři se objevili asi o 60 milionů let dříve a jejich největší rozkvět nastal na přelomu jury a křídy – právě v době vzniku ptáků. Poté už se jejich druhová rozmanitost postupně zmenšovala a na konci křídy už přežívalo jen několik málo rodů. Asi po 150 milionech let vývoje pak vyhynuli zcela bez potomků. Ptáci se vyvinuli později, zpočátku zřejmě nedokázali pterosaurům konkurovat, ale rychle se zdokonalovali. Již po nějakých 20-30 milionech let zřejmě začali ve svých ekosystémech převládat a za dalších 30 milionů let pak ptakoještěry téměř vytlačili z oblohy. Hromadné vymírání na konci křídy postihlo všechny starší vývojové typy ptáků, mnoho skupin zcela vyhynulo. Některé ale ztížené podmínky přežily a od počátku třetihor jejich potomci prožívají poměrně bouřlivý rozvoj.

———

Quetzalcoatlus northropi

Možná největší létající živočich všech dob. Tento obří ptakoještěr žil v době před asi 70 – 66 miliony let na území Severní Ameriky. Byl popsán v roce 1975 a jeho jméno je odvozeno od postavy aztéckého boha – okřídleného hada. Dosud objevené fragmenty kostí naznačují, že tento příslušník vývojově vyspělé čeledi Azhdarchidae mohl v rozpětí křídel přesahovat 11 metrů a vážil přinejmenším 250 kilogramů. Jednou z velkých záhad biomechaniky je proto také otázka, jak takový kolos dokázal vzlétnout.

Archaeopteryx lithographica

Toto jméno ti díky přírodopisu určitě něco říká. Prapták archeopteryx (doslova „staré křídlo“) byl objeven ve vrstvách litografických vápenců u bavorského městečka Solnhofen. Dosahoval délky jen asi 40 centimetrů a nevážil víc než 1 kilogram. Zřejmě ještě nebyl skvělým letcem, i když nejspíš zvládl víc než jen klouzavý let. Na těle vykazuje pozoruhodnou směsici znaků, zděděných od svých předků. Má už asymetrická pera, dobře vyvinutá křídla a nejspíš i teplokrevné tělo. Na druhou stranu má ale ještě zuby v čelistech, drápy na předních končetinách a ocasní část páteře. Není proto divu, že byl dlouho považován za přechodný článek mezi plazy a pravými ptáky.

———

———

Odkazy:

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

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

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

———