Ptáci jsou potomky dinosaurů. V tom jsou dnes paleontologové zajedno. Pořád si ale lámou hlavu nad tím, jak přechod od dinosaura k ptákovi vlastně vypadal.

Část tajemství této velké evoluční proměny popisují v nové studii, publikované v magazínu Zoological Letters, japonští vědci.

Hledali klíč k letu

Ptačí dinosauři se vyvinuli zhruba před 120 miliony let z dvounohých dinosaurů – teropodů, mezi které patřil třeba Tyrannosaurus rex. Ještě před tím, než vzlétli, si opatřili peří i strukturu těla, která jim později umožnila udržet se ve vzduchu.

Klíčovou součástí této struktury je kožovité propatagium a šlacha propatagalis. Najdeme je u všech současných obratlovců, kteří létají –ptáků i netopýrů.

Pohybový aparát křídla ptáků. | zdroj: kredit-Uno/Hirasawa

Tuto strukturu si můžete představit, když rozpažíte a ruce ohnete v loktech i zápěstích. A teď si zkuste vybavit, že máte šlachu táhnoucí se od krku k zápěstí a mezeru mezi ní a rukou vyplňuje blána.

Tato přírodní důmyslná konstrukce umožňuje létajícím ptákům při mávání najednou ohýbat i natahovat dva klouby (v zápěstí i v lokti) a dodává tělu vztlak potřebný k letu.

„Abychom pochopili, jak ptáci získali schopnost létat, musíme vědět, jak se struktura vyvinula,“ upozorňuje v žurnálu Science Alert paleontolog Tatsuja Hirasawa z Tokijské univerzity, který je jedním z autorů zmíněné studie

Důležitá je zejména šlacha propatagalis. Bez ní by se ptáci nebo netopýři nikdy neodlepili od země. „Takovou šlachu u jiných obratlovců nenajdete. U nelétavých ptáků zmizela nebo ztratila svou funkci, což je jeden z důvodů, proč jsme zjistili, že je pro let nezbytná," říká Hirasawa.

... a našli to, co nemohli vidět

Problém spočívá v tom, že propatagalis je měkká tkáň, takže se ve fosilním záznamu zachovává jen zřídkakdy. Navíc je tato šlacha tak tenká, že na kostech, k nimž se připojuje, nezanechává výraznější stopy.

Hirasawa a jeho spolupracovnice Jurika Uno ale přišli na způsob, jak šlachu „vidět“, i když ve fosilii není. Vodítkem je analyzovat, jak šlacha omezuje pohyb zvířete.

Výzkumníci vycházeli z jednoduché úvahy: když pták uhyne, šlacha udržuje zápěstí a loket v ohybu.

Indicie měkkých tkání připomínajících propatagium, tělesnou strukturu umožňující létání ve fosiliích A/ mikroraptora, B/ caudipteryxe. Na snímku C/ je detail propatagia caudipetrixe. | zdroj: Profimedia

Porovnáním úhlu lokte s ohybem paží u fosilií teropodů tak vědci našli indicii, že struktura podobná propatagiu se nacházela u několika suchozemských dinosaurů.

Úhly pozorované u fosilií maniraptorů, což jsou dinosauři s prodlouženými pažemi předních končetin, byly o něco větší než úhly pozorované u moderních ptáků. Přesto naznačovaly ranou strukturu podobnou propatagiu.

Vědci také identifikovali zbytky měkkých tkání, které připomínaly rané propatagium, u dvou fosilií maniraptorů – caudipteryxe a čtyřkřídlého mikroraptora.

Caudipteryx, opeřený dinosaurus s ptačím vzhledem, u něhož se vyvíjela tělesná struktura umožňující létání. | zdroj: Profimedia

Na základě svých výzkumů se výzkumníci z Tokijské univerzity domnívají, že propatagium se vyvíjelo téměř u všech maniraptorů, jejichž linie sahá zhruba 150 milionů let do minulosti.

Výjimkou je archaeopteryx, který může, ale nemusí být považován za maniraptora. Úhly jeho zápěstí a lokte ve fosiliích nenasvědčují, že by měl strukturu podobnou propatagiu. Tento tvor patrně používal končetiny pouze k plachtění.

Evoluční linie propatagia. | zdroj: kredit-Uno/Hirasawa

„Archeopteryx si podle našich poznatků nevyvíjel schopnost aktivního ptačího letu,“ píše se ve studii. Japonští vědci v ní dokazují, že proměna některých dinosaurů na ptáky začala mnohem dřív, než před 66 miliony lety dopadl na Zemi asteroid (nebo kometa) Chicxulub, který byl hlavní příčinou vyhynutí neptačích dinosaurů a ptakoještěrů. 

Následující snímek zjednodušeně ukazuje, jak tato kapitola evoluce mohla vypadat.