…aneb Pár vět o aviatických dovednostech pterosaurů
O ptakoještěrech neboli pterosaurech už jsem zde pojednával mnohokrát, zejména pak co se týká obřích azhdarchidů. Pterosauři jsou velmi zajímavou skupinou aktivně létajících archosaurů, dinosaurům jen vzdáleně příbuzných, kteří ale měli svůj evoluční osud s dinosaury do značné míry společný. První „praví“ zástupci skupiny Pterosauria se objevili jen krátce po prvních dinosaurech, zhruba před 230 až 225 miliony let (raná fáze období svrchního triasu) a vyhynuli spolu s nimi na konci křídy před 66 miliony let.[1] V průběhu doby se značně rozrůznili, na dlouhou dobu ovládali vzdušné niky všech pevninských ekosystémů a z některých se stali největší létající tvorové všech dob. Víme také, že kdysi žili i na našem území, což dokládá zejména objev fosilií druhu Cretornis hlavaci nedaleko východočeské Chocně.[2] Mezi ptakoještěry bychom našli trpaslíky s velmi specializovanými adaptacemi, středně velké druhy s rozmanitou ekologií a konečně i obry, schopné létat na vzdálenosti tisíců kilometrů. Jedním z velmi zajímavých, i když do značné míry záhadných aspektů ptakoještěřího letu je také maximální rychlost, které při letu dokázali dosáhnout. Zatímco otisky jejich zkamenělých stop ukazují, že na souši se pohybovali spíše jen pomalu a neohrabaně, ve vzduchu byli mnozí z nich nejspíš skvělými akrobaty a velmi svižnými letci.[3] Některé druhy se také dokázaly výborně potápět nebo plavat na hladině[4], nás ale nyní zajímá ten nejrychlejší způsob pohybu. Vzhledem k tomu, že dodnes nikdo s jistotou neví, jak přesně vypadala či fungovala anatomie, fyziologie a biomechanika pterosauřího letu, jsou jakékoliv odhady rychlosti jen velmi přibližné a nejisté. Velkou neznámou je již samotný vzlet (zejména u obřích druhů), míra využívání vzdušných proudů nebo způsob držení těla, způsob mávání křídly a mnoho dalšího.[5]
———
Model obřího ptakoještěra druhu Quetzalcoatlus northropi v životní velikosti. Rozpětí křídel tohoto obřího letce dosahovalo až kolem 11 metrů a hmotnost se mohla pohybovat až kolem 250 kilogramů. Kredit: Vlastní snímek autora, expozice Dinosauria Museum Prague (13. 5. 2022).
———
Vědci si proto vypomáhají nejen počítačovými modely, ale také výzkumem anatomie ptakoještěrů, fosilním záznamem a v neposlední řadě i pozorováním letu současných ptáků a netopýrů. Mezi nejrychlejší známé ptáky z hlediska horizontálního letu patří rorýs východní (Hirundapus caudacutus), jemuž bylo údajně naměřeno až 169 km/h (46,9 m/s). Poněkud jistější už jsou rychlosti kolem 150 km/h (41,7 m/s), kterých dosahují některé druhy rarohů a fregatek.[6] Rychlostmi přes 120 km/h (33,3 m/s) pak létají také některé druhy vrubozobých, jako je pižmovka ostruhatá (Plectropterus gambensis, 143 km/h), morčák prostřední (Mergus serrator, 130 km/h) nebo kajka mořská (Somateria mollissima, 123 km/h). Běžná rychlost letu u většiny ptáků je však mnohem nižší, činí v průměru asi 30 až 50 km/h.[7] Ale zpět k druhohorním ptakoještěrům – jakých rychlostí v letu nejspíš dosahovali tito aktivní pravěcí plazi? V dějinách paleontologie se k přímým odhadům letecké rychlosti málo známých a poměrně obskurních létajících obratlovců odhodlal jen málokdo, mnoho podložených a vážně míněných odhadů se tedy nedochovalo. Obecně se předpokládá, že menší druhy ptakoještěrů, velikostně odpovídající některým dnešním ptákům, dokázali létat delší dobu rychlostmi v rozmezí asi 16 až 40 km/h (tedy 4,4 – 11,1 m/s). Tak rychle možná létal například známý Pterodactylus antiquus nebo třeba Dimorphodon macronyx.[8] Lepší odhady byly publikovány pro velké druhy pterosaurů, jako je Pteranodon longiceps nebo Quetzalcoatlus northropi. U těchto obrů s mnohametrovým rozpětím křídel byly použity virtuální i skutečné modely, testování ve větrných tunelech, zkoumány byly jejich fosilie, ale také celková morfologie a tělesné proporce, rozsah hybnosti a geometrie jejich křídel nebo také stupeň pneumatizace (množství a rozmístění dutin vyplněných vzduchem) a tloušťka stěn jednotlivých kostí.[9]
———
Obří pterosauři z čeledi Azhdarchidae, jako je rod Quetzalcoatlus, měli rozpětí křídel odpovídající malému turistickému letadlu. Podle některých výzkumů mohli tito vzdušní obři uletět „na jeden zátah“ i mnoho tisíc kilometrů. Kredit: Matt Martyniuk, Mark Witton, Darren Naish; Wikipedia (CC BY 3.0).
———
Na základě těchto vstupních dat již v roce 2010 publikovali paleontologové Mark P. Witton a Michael B. Habib odbornou práci, podle které azhdarchidi jako Quetzalcoatlus mohli na několik minut dosáhnout maximální rychlosti letu v rozmezí asi 108 až 120 km/h (30 až 33 m/s) a takto urazit až několik úvodních kilometrů od místa vzletu. Následně pak při „plachtění“ na dlouhé vzdálenosti (což v jejich případě mohlo znamenat i 19 000 kilometrů) na velmi dlouhou dobu dosahovali rychlosti kolem 90 km/h (25 m/s).[10] Pokud by skutečně kvecalkoatlové a jejich příbuzní dokázali na dlouhé hodiny udržovat rychlost letu kolem 90 km/h, pak by například celou dnešní Českou republiku (necelých 500 km) přeletěli napříč za 5,5 hodiny a vzdálenost z Prahy do Londýna (asi 1040 km) by jim zabrala zhruba 11,5 hodiny. Podobnou rychlost přitom mohli podle Wittona a Habiba udržovat po dobu 7 až 10 dnů při letu ve výšce kolem 4600 metrů. Taková rychlost a vytrvalost je na poměry zvířete o velikosti malého letadla a tvaru rogala značně vysoká a nejen z pohledu biomechaniky velmi překvapivá. Samozřejmě rychlost ovlivňovala řada dalších parametrů, jako byly aktuální meteorologické podmínky a jiné environmentální faktory, zdraví a kondice ptakoještěra, jeho celková velikost a proporce nebo třeba velikost a tvar lebečního hřebene, který byl u některých vývojových linií častým (a dosti okázalým) znakem.[11] Některé další zdroje udávají pro ptakoještěry maximální rychlost až 80 mil za hodinu, tedy v přepočtu bezmála 130 km/h (36 m/s), což se již v rámci horizontálního letu blíží i nejrychlejším současným ptákům.[12] O pterosaurech toho stále ještě hodně nevíme, ale desítky nových objevů v posledních letech nám jejich život odkrývají čím dál více. Možná se už blíží doba, kdy konečně pochopíme i nejstarší dosud nerozluštitelná tajemství těchto draků druhohorní oblohy.
———
Nákres obřích azhdarchidů (resp. jejich siluet a dosud známých kosterních částí) v problematické fázi vzletu. Zatím jsou kolem všech aspektů pohybu těchto pravěkých plazů velké otazníky, které ale paleontologie postupně odbourává díky novým objevům i metodám a technologiím výzkumu. Kredit: Mark Witton; Wikipedia (CC BY 4.0).
———
———
Short Summary in English: We still don’t know much about the speed of movement (flight) of pterosaurs. A study published in 2010 suggested that pterosaurs had powerful flight muscles, which they could use both to walk as quadrupeds (on all fours) and also to vault into the air. Once airborne, the largest pterosaurs like Quetzalcoatlus northropi could possibly reach speeds of up to 80 mph (130 kph) for a few minutes and then glide at cruising speeds of about 56 mph (90 kph) and keep it for a very long time.
———
Odkazy:
https://www.livescience.com/24071-pterodactyl-pteranodon-flying-dinosaurs.html
https://www.npr.org/2010/11/16/131362653/peerless-pterosaur-could-fly-long-distance-for-days
https://www.scientificamerican.com/article/how-pterosaurs-first-took-flight/
https://www.amnh.org/exhibitions/pterosaurs-flight-in-the-age-of-dinosaurs/how-did-pterosaurs-fly
———
[1] Baron, M. G. (2021). The origin of Pterosaurs. Earth-Science Reviews. 221: 103777.
[2] Averianov, A.; Ekrt, B. (2015). Cretornis hlavaci Frič, 1881 from the Upper Cretaceous of Czech Republic (Pterosauria, Azhdarchoidea). Cretaceous Research. 55: 164–175.
[3] Witmer, L. M.; et al. (2003). Neuroanatomy of flying reptiles and implications for flight, posture and behaviour. Nature. 425 (6961): 950–953.
[4] Witton, M. (2013). Pterosaurs: Natural History, Evolution, Anatomy. Princeton University Press. (p. 51).
[5] Witton, M. P. (2015). Were early pterosaurs inept terrestrial locomotors?. PeerJ. 3: e1018.
[6] Tucker, V. A.; Cade, T. J.; Tucker, A. E. (1998). Diving speeds and angles of a gyrfalcon (Falco rusticolus). Journal of Experimental Biology. 201: 2061–2070.
[7] Mikula, P.; Toszogyova, A.; Albrecht, T. (2022). A global analysis of aerial displays in passerines revealed an effect of habitat, mating system and migratory traits. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 289 (1973): 20220370.
[8] Rosenbach, K. L.; et al. (2024). New pterosaur remains from the Late Cretaceous of Afro-Arabia provide insight into flight capacity of large pterosaurs. Journal of Vertebrate Paleontology.
[9] Pittman, M.; et al. (2021). Pterosaurs evolved a muscular wing-body junction providing multifaceted flight performance benefits: Advanced aerodynamic smoothing, sophisticated wing root control, and wing force generation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 118 (44): e2107631118.
[10] Witton, M. P.; Habib, M. B. (2010). On the Size and Flight Diversity of Giant Pterosaurs, the Use of Birds as Pterosaur Analogues and Comments on Pterosaur Flightlessness. PLoS ONE. 5 (11): e13982.
[11] Middleton, K. M.; English, L. T. (2015). Challenges and advances in the study of pterosaur flight. Canadian Journal of Zoology. 93 (12): 945–959.
[12] Alerstam, T.; et al. (2007). Flight Speeds among Bird Species: Allometric and Phylogenetic Effects. PLoS biology. 5 (8): e197.
———
Mám několik námitek. K tomu, aby ptakoještěři podnikali mezikontinentální lety nemuseli být velcí, mohlo to být jako u ptáků. K dálkovým letům museli mít důvod, to že mohli neznamená nutně, že opravdu létali. Mám pochybnosti, že obří ptakoještěři mohli létat, možná to byli pozemní predátoři, kteří se vyvinuli na ostrovech z původně létajících.Jejich hmotnost, odvozená z rozměrů těla vychází větší, než aby byli létající a snaha paleontologů snížit odhad hmotnosti na ještě přijatelných cca 100 kg je hnána přáním, aby tito tvorové létali.Podle uveřejněných rekonstrukcí se mohli dobře pohybovat po čtyřech. Záhadou zůstává, jak mohli vzlétnout a zejména přistát, když jim jejich hmotnost a relativně malá síla svalů aktivní let nedovolovaly. Nejde jen o výskok, ale o aktivní let alespoň do výšky, kdy už nehrozí srážka se zemí. Nejtěžší žijící létající ptáci se musí ke vzletu rozbíhat a nemohou startovat a přistávat z místa. Stejně tak musí při přistání používat nohou k doběhu. To je u všech pterosaurů vyloučeno, jejich zadní končetiny chůzi a běh neumožňují.
Mám za to, že se nejedná pouze o snahu snížit hmotnost pterosaurů, ale že se jedná jednoduše o nové vědecké výpočty, analýzy materiálu, co má věda k dispozici, stejně tak nové možnosti, co nabízejí různé nové metody modelování za pomoci počítačových programů atd. Nemyslím si, že jen protože například u obrovských azdarchidních ptakoještěrů si těžko dokážem představit vzlet, nebo naopak přistání (osobně si myslím, že i na toto existují dnes opravdu přesvědčivé animace založené na výzkumu), neznamená to, že toho nebyli schopni. Jednoduše nefunguje aplikování pohybu vymřelých zvířat na ty, které dnes žijí a považujeme je z nějakého důvodu jako vhodné pro přirovnání – v tomto případu ptáci – kvůli jejich letu (vzletuú/přistání) -jak uvádíte. Už jen z důvodu, že se jedná o úplně odlišné skupiny obratlovců. A jednoduše samotný vzlet těchto pterosaurů se z fosilního dokladu těžko přímo dá doložit, nemyslím si ale vůbec, že by to proto mělo svědčit o opaku. Prostě tam je jen „neznámá“ a protože ji jěště s jistotou neznáme, není potřeba tvrdit, že to tak určitě nemohlo být. Věřím ale, že se i v tomto časem pohne věda zas o kus dál a přinese nové poznatky a právě proto je pro spoustu z nás věda zabívající se problematikou vymřelých druhů zvířat tak zajímavá a naplnuje nás neustále očekáváním z nového, co přinese. A závěrem, pokud to aplikování připodobnění k ptákům použijem z druhé strany, kde už ovšem odlišnost těchto skupin obratlovců nehraje roli (nejde už přímo o biomechaniku), tak nelétaví ptáci mají zakrnělá křídla, alespon co vím…