Stručná historie peří

…aneb Kdo nevěří, neuvěří

Už jste někdy přemýšleli nad tím, kde vlastně vzalo počátek ptačí peří? Komu vděčíme za tento pozoruhodně odolný a výborně izolující přírodní materiál, který používáme do polštářů a zimního oblečení? Nejspíš si při takové otázce vybavíte kachny, husy a slepice, tedy moderní teropody. Budete však úplně vedle – plně vyvinutým a nádherně zbarveným peřím se totiž jako první honosili už zubatí zabijáci světa dinosaurů nejpozději v době jurské. Dějiny vzniku a vývoje opeřených tvorů – dinosaurů a jejich ptačích potomků, jsou nesmírně rozmanité a dlouhé. Až do roku 2009 nebyl znám žádný starší tvor s dochovanými otisky peří, než je proslulý bavorský „prapták“ archeopteryx (Archaeopteryx lithographica). Tento asi jako holub velký zubatý opeřenec žil v období pozdní jury, zhruba před 150 miliony let. Novější vědecký objev z Číny však patří opeřenému dinosaurovi ještě asi o 10 milionů let staršímu. Dostal vědecký název Anchiornis huxleyi a je jedním ze dvou desítek dinosaurů, kteří byli objeveni i s fosilními otisky svého pernatého tělesného pokryvu. O tom, že mnozí masožraví dinosauři byli pokryti pestrobarevným „pavím“ hávem, přitom víme nejpozději již od roku 1996. Dnes už známe více než 40 rodů neptačích dinosaurů s přímo nebo nepřímo prokázanou přítomností pernatého pokryvu těla.

Dinosauři vykazovali neuvěřitelnou škálu velikostí a tvarů. Zatímco nejmenší známí neptačí zástupci dosahovali délky asi čtvrt metru, ti největší by se vyrovnali hned pěti autobusům MHD. Rozdíl v hmotnosti mezi malými opeřenci a obřími sauropodními dinosaury mohl činit mnoho desítek tun a dal by se vyjádřit násobkem milionu!

Až do 80. let minulého století převažoval názor, že dinosauři byli velcí šupinatí plazi, s obtížemi se pohybující po neforemných nohách, vybočených do stran. Obecný pohled je vnímal jako obří obdoby současných krokodýlů a varanů, v podstatě hloupé a líné obludy. Představa dinosaurů jako evolučního omylu přírody se pak zobrazila i v geniálním výtvarném umění Zdeňka Buriana (1905-1981) a režiséra Karla Zemana (1910-1989) v jeho snímku Cesta do pravěku. V tomto filmu z roku 1955 je vidět hodně neforemných a šupinatých dinosaurů, zato opeřených zabijáků se nedočkáme. A přesto druhohorní svět nejspíš hrál barvami – již před nejméně 160 miliony let totiž z plazí šupiny vzniklo první primitivní opeření. Masožraví dinosauři dosahovali rozmanitých velikostí. Někteří byli menší než slepice, jiní se hmotností vyrovnali dvěma africkým slonům a jejich lebky mohly měřit přes dva metry na délku. Tyrannosaurus rex sice nebyl největším známým teropodem (dravým dinosaurem), kraloval však délkou zubů – i s korunkou mohly některé přesahovat 30 centimetrů. Ohromný byl také stisk čelistí tohoto severoamerického dinosaura – ten byl propočten až na sílu 60 000 newtonů. Téměř nic nemohlo odolat drtícímu stisku čelistí tohoto obra. Je možné, že i mláďata tyranosaurů a jiných obřích teropodů byla pokryta jakýmsi chmýřím, podobným prachovému peří dnešních ptáčat.

———

———

Není jisté, kteří dinosauři byli „opeření“. Mnozí vědci však předpokládají, že nějaký stupeň opeření mohli vykazovat dokonce všichni draví dinosauři, i když obří druhy v dospělosti tento tělesný pokryv ztráceli. Peří by tak bylo sdíleným odvozeným znakem předka všech teropodních dinosaurů a možná dokonce všech dinosaurů.

Je obtížné odhadovat, kdy přesně se u dravých dinosaurů poprvé objevilo primitivní opeření (paleontology nazývané „proto-peří“). Někteří vědci se domnívají, že nějaký podobný pokryv těla, chránící tělesnou teplotu nebo sloužící k dorozumívání, měli již nejstarší dinosauři v období svrchního triasu (asi před 230 miliony let). Nejstarší nezpochybnitelné doklady však máme až z období o 70 milionů let pozdějšího a ty pocházejí téměř vesměs z Číny. Pro zdejší fantastické objevy se v posledních patnácti letech vžil název „opeření draci“ (podle dávné čínské mytologie). Staří Číňané ostatně znali zkameněliny dinosaurů již před několika tisíciletími a místní mudrci je po rozdrcení na prášek dokonce používali jako léčiva. Kosti „draků“ jsou takto v některých provinciích využívány i dnes, mimochodem také jako „zaručený“ prostředek na zlepšení mužské potence. A k čemu vlastně peří jejich majitelům slouží? Pera jsou vlastně kožní výrůstky, které považujeme za nejsložitější strukturu krycí soustavy obratlovců. Dnes je nacházíme výlučně u ptáků, v pravěku však bylo rozšíření tohoto typu tělesného pokryvu podstatně širší. Jakési jednoduché formy pernatých struktur mohli mít dokonce již samotní předkové dinosaurů. Přestože pokrývají obvykle celé tělo ptáků, vyrůstají pera jen z jistých přesně vymezených úseků na kůži. Jejich hlavní úlohou je umožňovat let, udržovat tělesnou teplotu, nepropouštět vodu a v případě pestrého zbarvení umožňovat signalizaci a komunikaci. Původně určitě nesloužily k letu, jelikož opeření byli i mnozí nelétaví dinosauři, včetně nejstaršího „opeřence“ anchiornise.

Učebnicový prapták archeopteryx z bavorského Solnhofenu už o svůj primát přišel. Nejstarším opeřeným tvorem, známým vědě, je nyní malý dravý dinosaurus anchiornis, který německého „bratrance“ překonal asi o 10 milionů let. Dalším podobně starým tvorem s prokázaným peřím je Xiaotingia (vědecky popsaná 2011) a Aurornis (2013).

K čemu ale peří sloužilo, když ještě jeho nositelé nelétali? Vědci předpokládají, že první úlohou bylo udržení tělesného tepla masožravých dinosaurů. Ti byli stejně jako dnešní savci a ptáci teplokrevní a nebyli tedy fyzickou aktivitou závislí na teplotě okolního prostředí. Další významnou úlohou pak byla vnitrodruhová signalizace, tedy dorozumívání. Peří totiž mohlo být podobně jako u současných ptáků pestře zbarvené a sloužit tak například k upoutání pozornosti opačného pohlaví v období rozmnožování. Opačnou funkci mohlo mít maskovací peří, které své nositele činilo méně nápadnými. Je možné, že se pernaté přední končetiny uplatnily také jako jakési pomocné „lapače“ hmyzu nebo že prodlužovaly skoky malých běhajících dinosaurů. Jedna z teorií o vzniku letu pracuje s možností, že dinosauří peří sloužilo nejprve jako plocha pro zachycení vzduchu při klouzavém letu z větví a korun stromů. Právě z klouzavého letu se pak za další miliony let měl vyvinout aktivní let některých dinosaurů a zejména ptáků. Fantastická zpráva se objevila před šesti lety (na začátku února roku 2010). Bylo totiž poprvé v historii zjištěno, jakou barvu měl opeřený pokryv několika pravěkých opeřenců z čínské provincie Liaoning, a to včetně dvou neptačích dinosaurů! Vědci chemicky porovnali stopy po molekulách původních barviv ve zkamenělých otiscích per (zachovaných buněčných organelách melanozomech) s odpovídajícími pigmenty v peří ptáků. Výsledek je překvapivý – zatímco asi metr dlouhý Sinosauropteryx měl ocas žíhaný oranžovo-bíle, již zmíněný anchiornis byl černobílý a jeho hlavu zdobila červená korunka. Archaeopteryx i Microraptor byli podle dalších studií z let 2011 a 2012 zřejmě leskle černí. Je neuvěřitelné, kolik dříve netušených informací přináší moderní paleontologie.

Obří dinosauři, jako byl třicetitunový apatosaurus, tělesné teplo v noci téměř vůbec neztráceli. Na přímém slunci jim však možná hrozilo smrtelné přehřátí.

Opeřený pokryv těla se nejspíš týkal jen menších dinosaurů, jejichž těla v noci nebo zimním období snadno a rychle vychladla. U gigantických sauropodů, kteří vážili několik desítek tun, většinou ztráta nashromážděného vnitřního tepla nehrozila – objem jejich těla v poměru k jeho povrchu byl takový, že se teplo vytrácelo jen velmi pomalu. Problém byl spíše opačný – bylo spočítáno, že například třicetitunový sauropod Apatosaurus se mohl na přímém slunečním světle během několika hodin doslova přehřát k smrti. Největší draví dinosauři byli sice mnohem menší, ale i takový sedmitunový tyranosaurus byl v dospělosti téměř s jistotou neopeřený (na druhou stranu – triceratops mohl mít na hřbetě jakési štětiny). Ojedinělý objev otisku „šupinaté“ kůže tohoto děsivého dravce z roku 2002 se zdá tomuto nasvědčovat. Na druhou stranu dnes platí přesvědčení, že malá mláďata velkých teropodů byla pokryta jakýmsi jemným chmýřím, podobným prachovému peří. Téměř všichni dnes známí „opeření“ dinosauři byli poměrně malými zvířaty. Nejmenší dosahovali velikosti vrány nebo holuba a hmotnosti méně než 200 gramů. Největším donedávna známým „dinosauřím opeřencem“ byl štíhlý dravec Sinocalliopteryx gigas z čeledi kompsognatidů s délkou až 2,5 metru. Dosahoval pouze hmotnosti statného psa a žil stejně jako většina dalších čínských opeřenců v období rané křídy, asi před 125 miliony let. Celkově nejmohutnějším dinosaurem se zachovaným opeřením byl ale až donedávna podivný teropod Beipiaosaurus inexpectus, popsaný v roce 1999. Ten byl sice mírně kratší (2,2 metru), ale hmotnější než předchozí rod. Dosahoval hmotnosti dospělého muže a byl nejspíš všežravý. Teprve v roce 2012 byl světu představen první skutečně obří opeřený teropod, čínský tyranosauroid Yutyrannus huali. Ten žil ve stejné době jako předchozí zmínění dinosauři, dosahovala ale mnohem větších rozměrů – délky kolem 9 metrů a hmotnosti asi 1,5 tuny. Je tak zdaleka největším prokazatelně opeřeným zvířetem, jaké známe.

Šupinatí velociraptoři z Jurského parku jsou pouhým nereálným filmovým produktem. Ve skutečnosti byli opeření a mohli být nápadně zbarveni.

———

———

Mezi nejpopulárnější prokazatelně opeřené neptačí dinosaury patřil bezpochyby rod Velociraptor, známý z Jurského parku. Asi 2 metry dlouhý dravec o velikosti mohutného krocana patřil k postrachům svrchnokřídového Mongolska. V době před 75 miliony let se nejspíš celé smečky tohoto srpodrápého lovce proháněly po polopouštním terénu východní Asie a lovili malé rohaté dinosaury protoceratopse a jiné menší obratlovce. Režisér Steven Spielberg si velociraptora vybral do svého filmu jako malého inteligentního zabijáka, šířícího hrůzu mezi návštěvníky parku. Jeho ztvárnění však nebylo právě nejšťastnější. Skutečný velociraptor byl podstatně menší, poněkud pomalejší a méně inteligentní než jeho protějšek v Jurském parku. Zejména však byl – opeřený. Na rozdíl od čínských nálezů nebylo u velociraptora prokázáno opeření přímo na jeho otiscích v sedimentu. Důkaz se našel na pažní kosti jedince, objeveného v mongolské poušti Gobi. Roku 2007 bylo totiž oznámeno, že vědci objevili důlek v loketní kosti, který měl za života zvířete vazbu na ukotvení pažních per. Velociraptoři tedy přinejmenším na předních končetinách vykazovali přítomnost plně vyvinutých per. Ta mohla být nápadně zbarvená a sloužit například k signalizaci mezi členy smečky. Zapomeňme tedy na nudně šedé a šupinaté „raptory“ z Jurského parku. Ne všichni dinosauři však byli opeření stejnou měrou a stejným typem peří. Zatímco u starších nebo vývojově ptákům vzdálenějších dinosaurů se setkáváme obvykle jen s primitivním proto-peřím (které má podobu jakési jemné srsti nebo prachového peří ptáčat), dinosauři vývojově bližší skutečným ptákům již měli obvykle plně vyvinuté obrysové peří na mnoha částech těla (například oviraptorosauři, deinonychosauři). Není bez zajímavosti, že jakýsi srsti podobný pokryv těla měli i někteří ptakoještěři, vývojoví příbuzní dinosaurů (tzv. pyknovlákna). Právě ptakoještěři byli možná postupně vytlačeni přizpůsobivějšími ptáky. Jak se ukazuje v posledních letech, někteří neptačí dinosauři mohli být dokonce schopni nejen klouzavého, nýbrž také aktivního letu. Dokonalými letci se však stali až jejich evoluční potomci, kteří v počtu deseti tisíc druhů obývají i současné ekosystémy. Po dobu několika desítek milionů let žili opeření dinosauři i praví ptáci bok po boku.

Několik druhů dinosaurů bylo možná schopno aktivního letu, i když méně elegantního, než v podání jejich evolučních potomků (moderních ptáků).

První skuteční ptáci se objevují koncem jurského období, asi před 160-150 miliony let. Již půldruhého století je za nejstaršího z nich považován proslulý prapták archeopteryx z Bavorska. Ten byl popsán v roce 1861 a ve své době se stal významnou podporou tehdy nové Darwinovy evoluční teorie. Je totiž skvělou ukázkou tzv. „přechodného vývojového článku“, v tomto případě mezi plazy a ptáky. Není podstatné, že žádným takovým článkem fakticky nebyl, tendenci dinosaurů k vývoji do „ptačí podoby“ vykazuje i tak velmi jasně. Má dobře vyvinuté peří, zároveň však ještě zubaté čelisti, drápy na předních končetinách a dlouhý ocas. Ještě po půldruhém století objevů je tak stále nejlepší zkamenělinou svého druhu. V období křídy (před 145-66 miliony let) se ptáci vyvinuli v dokonalé letce a obsadili velkou část pevninských ekosystémů. Byli odolnější a přizpůsobivější než dosud vládnoucí ptakoještěři a začali je proto postupně vytlačovat. V období svrchní křídy, nedlouho před vyhynutím dinosaurů, se počty i druhová rozmanitost ptakoještěrů snížila natolik, že existovalo již pouze několik specializovaných linií. Mezi nimi to však byli také největší létající živočichové všech dob – gigantický Quetzalcoatlus ze Severní Ameriky, Hatzegopteryx z území Maďarska nebo Arambourgiania z Jordánska. Tito ptakoještěři měli lebku dlouhou skoro tři metry a rozpětí jejich křídel mohlo přesáhnout 11 metrů! Takovým proporcím pochopitelně ptáci nemohli konkurovat, neboť do konce křídy nepřesáhli ve stejné míře zhruba 1 metr. Stejně jako neptačí dinosauři však ptakoještěři definitivně vyhynuli při velkém vymírání na konci křídy. Ptáci tehdy ztratili velkou část své druhové rozmanitosti, podobně jako savci se však v následujících třetihorách (paleogénu) vynořují z trosek druhohorního světa jako vítězové a šíří se do uvolněných prostředí.

 ———

Pozn. aut.: Text vychází z jednoho staršího článku autora blogu V. Sochy.

———

Odkazy:

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

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

http://www.ucmp.berkeley.edu/diapsids/avians.html

———