Jak z dinosaurů vznikli ptáci? Ikonický Ichthyornis odhaluje evoluci zobáku

- Příroda autor: Jan Toman

To, že dinosauři nevymřeli, dnes ví každé malé dítě. Pravda, už se nesetkáme s takovými obry, jako byli Tyrannosaurus rex nebo Diplodocus. S dominancí obřích plazů ve všech suchozemských ekosystémech už to také není tak růžové, jako bývávalo. Jedna linie dinosaurů však vymírání na konci druhohor přežila a my se s jejími potomky setkáváme dodnes. Jde samozřejmě o ptáky. Konkrétní evoluční cesta, na které se z dvounohých teropodních dinosaurů stali drobní, obratní a aktivně létající ptáci, ale pořád skrývá řadu tajemství. Jedním z nich je, jak a kdy se vyvinul zobák a další typické rysy ptačí lebky.

Nálezy lebky Ichthyornise odhalují, jak vznikl ptačí zobák

Nálezy lebky Ichthyornise odhalují, jak vznikl ptačí zobák,zdroj: Profimedia.cz

Lebka moderních ptáků se od stejné struktury jejich neptačích dinosauřích předků v mnohém odlišuje. Největší vizuální rozdíl (snad kromě absence zubů u moderních ptáků) spočívá v tom, že se ptáci mohou chlubit rozměrným, nezřídka přímo obrovským, zobákem. Tento orgán nenese zuby, ale zato je podpírán a rozpohybován složitým aparátem kostí, vazů a svalů.

Navzdory pomluvám o "ptačím mozku" dále platí, že opeřenci mají tento orgán nadmíru vyvinutý a chráněný odolnou mozkovnou. K tomu se pojí zmenšení a oslabení čelistních svalů důležitých pro jejich dravé předky. Změn na hlavě ptáků se tedy v jejich rané evoluci odehrálo více než dost. Donedávna však nikdo netušil, jaké bylo jejich pořadí a načasování.

Klíčovou úlohu by v tomto zkoumání mohl sehrát křídový "prapták" Ichthyornis dispar. Ten už při prvním letmém zkoumání svých zkamenělin vydal svědectví, že představoval daleko modernější typ létajícího dinosaura než například známý Archeopteryx. Podle paleontologů se mohl dokonce nacházet v bezprostřední evoluční blízkosti společného předka všech moderních ptáků.

Výzkumníci mají navíc jeho pozůstatky k dispozici už od konce 19. století, kdy sehrály důležitou roli v diskuzích o Darwinově evoluční teorii. Háček spočívá v tom, že žádné z nalezených kostí nejsou v hlavové oblasti příliš dobře zachované. Geologické pochody prakticky u všech nalezených jedinců zdeformovaly jemnou ptačí lebku k nepoznání.

S tím se ovšem odmítli smířit američtí badatelé, kterým se nakonec s pomocí šťastné náhody a pokročilé techniky podařilo ichthyornisovu lebku zrekonstruovat. Šťastná náhoda spočívala v tom, že vědci objevili ve sbírkách přírodovědného Peabodyho muzea na univerzitě v americkém Yale dvě drobné kosti náležející již popsané lebce ichthyornise.

Nabyté znalosti vědci zkombinovali se studiem nedávno nalezené takřka kompletní lebky stejného druhu a několika dalších úlomků pomocí počítačové tomografie. Výsledkem se stal třídimenzionální model ichthyornisovy lebky.

Přechod mezi neptačími dinosaury a ptáky

K překvapení všech výzkumníků se ukázalo, že Ichthyornis představoval, co se týče lebky, pomyslný přechodný článek mezi neptačími dinosaury a ptáky. Mohl se totiž chlubit nefalšovaným zobákem. Ten byl ale zatím poměrně malý a nepříliš sofistikovaný. Jednalo se o prostou zrohovatělou tkáň vyčnívající kousek před čelisti, jejíž evoluce zatím nedošla k podstatným změnám na patře typickým pro moderní ptáky.

Stejně jako u dalších dobových ptáků navíc ichthyornisovi rostly ve stále poměrně masivních čelistech ostré zuby. Na druhou stranu, pohybový aparát zobáku, stejně jako jeho tvar s hákovitou špičkou, pinzetovitým tvarem a precizním lícováním, se už blížil stavu u dnešních opeřenců.

Rovněž mozek ichthyornise byl podle výzkumníků relativně moderní. Mozkovna samotná nicméně stále vykazovala některé starší dinosauří znaky, jako například silné čelistní svaly upnuté vysoko na lebce. Co se týče kostí lebky, Ichthyornis tedy představoval jakousi mozaiku znaků typických pro starší vývojové linie, vlastních odvozených znaků a charakteristik typických pro moderní ptáky nejrůznějších taxonomických skupin.

Sečteno a podtrženo, ptačí zobák se očividně vyvinul daleko dříve, než si vědci původně mysleli. Jeho vývoj byl navíc úzce koordinován s řadou dalších změn na lebce. Relativně velký mozek je patrně nezbytnou výbavou každého schopného letce. Pohyblivý zobák s ostrou špičkou a precizní uchopovací funkcí zase sehrál roli jakési náhražky za přední končetiny, ze kterých se vyvinula křídla.

Zároveň ovšem platí, že se struktury jako moderní ptačí mozek a zobák vyvinuly dříve, než došlo k redukování typicky dinosauřích znaků známému od dnešních ptáků. Silné čelisti opatřené zuby, například, ichthyornisovi stále sloužily u držení a zpracování potravy.

Evoluce zase jednou dokázala, že není žádným jednosměrným pokrokem, ale spíše vytvářením bohatých mozaik starobylých a pokročilých znaků, z nichž se jen některé uchytí a dají základ moderním skupinám.

Zdroj: Field DJ, Hanson M, Burnham D, ... & Bhullar BAS (2018): Complete Ichthyornis skull illuminates mosaic assembly of theavian head. Nature, 557.

Tagy: dinosauři ptáci evoluce paleontologie věda a poznání