Quetzalcoatlus byl mezikontinentálním letcem

…aneb Co víme o letových schopnostech obřího ptakoještěra

O jednom z největších létajících tvorů všech dob, obřím azdarchidním ptakoještěrovi druhu Quetzalcoatlus northropi, už byla na tomto webu řeč nejednou. Co se týká celé skupiny těchto nebeských gigantů druhohorní éry, známe již například jejich přibližnou velikost, letecké dovednosti, příčiny jejich konečného vyhynutí nebo způsoby obživy v jejich dávných ekosystémech. Velkou otázkou je stále biomechanika jejich vzletu, i v tomto směru ale věda učinila v posledních letech významné pokroky.[1] Mezi zajímavé hypotézy patří také ta, že kvecalkoatlové a další obří azdarchidi mohli být jakýmisi mezikontinentálními letci, schopnými urazit nepředstavitelné vzdálenosti s relativně nízkými energetickými náklady. Tisíce kilometrů „na jeden zátah“ tedy nezvládli uletět až piloti letadel ve 20. století, ale již létající plazi ze skupiny Pterosauria o celé desítky milionů let dříve! Největší známí ptakoještěři se pyšnili rozpětím křídel v rozmezí 10 až 12 metrů a jejich hmotnost pravděpodobně dosahovala až kolem 250 kilogramů.[2] Vzhledem k tomu, že největší současní letci z řad ptáků (z hlediska rozpětí křídel se jedná o pelikány a albatrosy) dosahují v rozpětí křídel asi 3,5 až 3,7 metru a jejich hmotnost obvykle nepřekračuje 15 kilogramů, jsou čtvrttunoví pterosauři skutečně nebývalými vzdušnými obry.[3] Zástupci druhu Quetzalcoatlus northropi, formálně popsaného roku 1975 na základě objevů v sedimentech souvrství Javelina na území Texasu[4], patřili k největším známým pterosaurům a dříve jim bylo přisuzováno rozpětí křídel až o fantastických hodnotách mezi 15 a 21 metry [5]. Ve skutečnosti sice byli poněkud menší, dokázali ale kráčet i po zemi a jejich výška pak činila kolem šesti metrů, čímž překonávali například i nejvyšší dnes známé žirafy.[6] Jak si ale tito vládci druhohorní obloh vedli ve vzduchu? V první řadě je nezbytné poznamenat, že v tomto směru nemáme mnoho přesných a jistých interpretací a předpokladů. Vzhledem k fragmentárnosti dochovaného fosilního materiálu je malým zázrakem, že vůbec dokážeme zrekonstruovat vzezření a rozměry obřích pterosaurů, o jejich ekologii a mechanice letu pak víme jen málo.

———

Obří azdarchidní ptakoještěři se při výšce až kolem šesti metrů tyčili dokonce i nad mnohými dinosaury, žijícími ve stejných ekosystémech. Na území dnešního Rumunska pak pterosaur druhu Hatzegopteryx thambema možná při absenci velkých teropodů představoval vrcholového predátora. Na „obrněné“ nodosauridy, jakým byl i v popředí znázorněný druh Struthiosaurus transylvanicus, si však téměř s jistotou netroufal. Kredit: Vladimír Rimbala, ilustrace k autorově knize Pravěcí vládci Evropy (V. Socha, nakl. Kazda, 2020).

———

Přesto už dnes máme k dispozici množství zajímavých postřehů i z této oblasti, a vděčíme za to zejména výzkumu z posledních dvou desetiletí. Co tedy o vzdušných dovednostech největších letců všech dob zatím víme? Vyrobený model v poloviční velikosti, který byl v 80. letech úspěšně odzkoušen a na krátkou dobu skutečně letěl, vycházel ze špatné předlohy, která počítala s tělesnou hmotností pouhých 75 až 80 kilogramů. Naopak u nejvyššího hmotnostního odhadu, přesahujícího hodnotu půl tuny, už je schopnost aktivního letu prakticky vyloučena. Je tedy potřeba soustředit se na nejpravděpodobnější odhady, které se pohybují zhruba mezi 150 a 300 kilogramy (z čehož kolem 50 až 100 kg tvořily jen svaly, potřebné pro létání). Zmíněný „extrémně těžký“ model od Douglase M. Hendersona z roku 2010 by naproti tomu znamenal prakticky s jistotou druhotnou nelétavost.[7] Jeho představu o masivních nelétavých pterosaurech sice podporují i některé výzkumy vývojově příbuzného rumunského druhu Hatzegopteryx thambema (který mohl být dokonce dominantním predátorem v ekosystémech tzv. ostrova Haţeg), v případě kvecalkoatla ale není podobná interpretace pravděpodobná.[8] Podle dochovaných fosilií se totiž jednalo o gracilnější a snad i obratnější formu obřího azdarchida, výborně uzpůsobenou k dlouhým letům, snad dokonce sezónním migracím na tisícikilometrové vzdálenosti.[9] Ještě ve stejném roce, kdy vydal svoji práci Henderson, totiž uveřejnili výsledky svého bádání také odborníci na ptakoještěry Michael B. Habib a Mark P. Witton.[10] Ti vzali v potaz odhady rozpětí křídel a tělesné hmotnosti a zároveň i tvar těla a související aerodynamické vlastnosti pro jednotlivé uvažované modely. Habib s Wittonem předpokládali, že jejich výzkum údajnou neschopnost letu u kvecalkoatla vyvrátí, výsledek ale ještě dalece předčil jejich očekávání. Podle získaných dat totiž nebyli obří azdarchidi jen dobrými letci, byli přímo mistry vzdušného pohybu. Nedosahovali sice stejně precizních výsledků v letecké akrobacii jako jejich menší a poněkud agilnější příbuzní, přesto však představovali skutečné „airbusy“ své doby.

———

Rekonstruovaná kostra kvecalkoatla v Royal Ontario Museum (Královské ontarijské muzeum) v kanadském Torontu. O fyzikálních a biomechanických specifikách letu živých ptakoještěrů ještě stále mnoho informací nemáme, a tak dosud zůstává místo pro více či méně podložené spekulace a dohady. Kredit: Eduard Solà; Wikipedia (CC BY-SA 3.0)

———

K přeletu oceánů navíc spotřebovali jen minimum energie a nejspíš za tím účelem ani nevyžadovali velké množství potravy. Výsledkem výzkumu je totiž fantastická představa, že kvecalkoatlové dokázali létat rychlostí kolem 130 km/h (36 m/s) po dobu 7 až 10 dní, a to ve výšce kolem 4600 metrů nad povrchem pevniny či hladinou moře nebo oceánu. Habib se domnívá, že délka „jednorázového“ letu u těchto obřích ptakoještěrů činila asi 8 000 až 32 000 kilometrů! To znamená, že tímto způsobem v řádu dnů uletěli bez problémů například stejnou vzdálenost, jaká dnes dělí americký New York a australské Sydney. Kvecalkoatlové to dokázali pravděpodobně i díky rychlé schopnosti přejít z krátkodobého aktivního „silového“ letu na dlouhodobé, energeticky velmi úsporné vznášení se na teplých termických proudech. Není sice jisté, zda se skutečně na „několik mávnutí přenesli přes celý oceán“, letci ale byli nepochybně velmi výkonnými. Při výpočtech byl brán v úvahu model pterosaura o tělesné hmotnosti 272 kg, přičemž by dokázal uletět vzdálenost 16 000 km a „spálit“ při tom 72 kg tělesného tuku pro získání potřebné energie. Uvažovaný tvar křídel se podobal například tvaru křídel dnešních orlů a složení atmosféry bylo pro jednoduchost ponecháno zhruba v současné podobě (ve skutečnosti však byl v křídě vyšší obsah kyslíku v ovzduší a také nejspíš bylo více termického proudění, protože tehdy dominovalo celkově teplejší podnebí).[11] Míra metabolické aktivity pterosaurů byla odhadnuta na 85 % oproti dnešním ptákům [12], ale i v nejhorším možném případě (kdy by byli azdarchidi nejhůře anatomicky přizpůsobeni letu), stále vychází nejdelší možná „doletová“ vzdálenost na celých osm tisíc kilometrů! Vloni byla nicméně publikována další zajímavá studie, podle níž se azdarchidi naopak ekologicky podobali spíše dropům a zoborožcům a létali tedy pouze výjimečně, například při ohrožení ze strany predátorů.[13] Jaká tedy byla ona pozdně křídová realita? Až další výzkumy a zejména pak kompletnější objevy fosilií nám snad pomohou tuto dávnou záhadu vyřešit.

———

Na poměry létajících tvorů jsou azdarchidní ptakoještěři skutečnými giganty. Každé z křídel největších zástupců této skupiny mohlo mít v průměru i přes pět metrů. Přesto byli tito aktivně létající plazi na svoji velikost velmi lehcí, protože relativní hustota jejich tkání byla v průměru extrémně nízká. Na snímku rekonstruovaná kostra křídla druhu Quetzalcoatlus northropi v expozici Státního přírodovědného muzea v německém Karlsruhe. Kredit: Ghedoghedo; Wikipedia (CC BY-SA 4.0)

———

Short Summary in English: Some studies suggest that giant azhdarchids like Quetzalcoatlus northropi were, despite their monstrous size, in fact very efficient flyers, capable of traveling many thousands of kilometers during their long-distance flights.

———

Odkazy:

https://www.nationalgeographic.com/animals/article/101015-science-giant-pterosaurs-longest-nonstop-flight-distance-record

https://www.scientificamerican.com/article/pterosaurs-were-monsters-of-the-mesozoic-skies/

https://www.newscientist.com/article/dn19724-did-giant-pterosaurs-vault-aloft-like-vampire-bats/

https://theconversation.com/pterosaurs-should-have-been-too-big-to-fly-so-how-did-they-manage-it-60892

https://phys.org/news/2010-10-miles-giant-pterosaurs-long-distance-fliers.html

———

[1] Witton, M. P.; Martill, D. M.; Loveridge, R. F. (2010). Clipping the wings of giant pterosaurs: comments on wingspan estimations and diversity. Acta Geoscientica Sinica. 31 (1): 79–81.

[2] Witton, M. P.; Naish, D. (2008). A Reappraisal of azhdarchid pterosaur functional morphology and paleoecology. PLOS ONE. 3 (5): e2271. doi: 10.1371/journal.pone.0002271

[3] Alonso, J. C.; Magaña, M.; Palacín, C.; Martín, C. (2010). Correlates of male mating success in great bustard leks: the effects of age, weight, and display effort. Behavioral Ecology and Sociobiology. 64 (1): 1589–1600. doi: 10.1007/s00265-010-0972-6

[4] Lawson, D. A. (1975). Pterosaur from the Latest Cretaceous of West Texas: Discovery of the largest flying creature. Reports. Science. 187 (4180): 947–948. doi: 10.1126/science.187.4180.947