bg‑gold

Dinozaury ptasiomiedniczne i gadziomiedniczne

Szukając odpowiedzi na pytanie „Czy ptaki są dinozaurami?”, należy dokładnie przyjrzeć się obu grupom zwierząt. Porównanie budowy narządów wewnętrznych dinozaurów i współcześnie żyjących ptaków, dostarczyłoby odpowiedzi na zadane pytanie, jednak jest to niemożliwe, ponieważ tkanki miękkie nie zachowały się w zapisie kopalnymzapis kopalnyzapisie kopalnym. Dlatego przy podziale dinozaurów na grupy i ustalaniu pokrewieństwa między nimi brano pod uwagę sposób poruszania się, preferencje pokarmowe i przede wszystkim budowę szkieletu. Analiza budowy szkieletu wykazała różnice w budowie miednicy dinozaurów gadziomiednicznych (Saurischia) i ptasiomiednicznych (Ornithishia).

Na miednicę kręgowców (Vertebrata) składają się trzy kości: łonowa, biodrowa i kulszowa. W miednicy dinozaurów gadziomiednicznych kość łonowa biegnie pod skosem w dół i do przodu. W miednicy dinozaurów ptasiomiednicznych i miednicy ptaków kość łonowa skierowana jest do tyłu, równolegle do kości kulszowej.

R10RrgzRnt0ip
Na grafice interaktywnej przedstawione zostały różnice oraz podobieństwa pomiędzy miednicami dinozaurów gadziomiednicznych, ptasiomiednicznych oraz współczesnych ptaków. Dzięki analizie budowy szkieletów można zauważyć, że na wszystkie trzy rodzaje miednic składają się trzy kości. Są to kość łonowa, biodrowa i kulszowa. To cecha wspólna dla budowy miednic kręgowców. Budowa miednicy dinozaurów gadziomiednicznych różni się od dwóch pozostałych. W tej miednicy kość łonowa są zwrócona w dół i do przodu, a kość kulszowa w dół i do tyłu. Kości miedniczne dinozaurów ptasiomiednicznych są podobne do budowy miednicy u ptaków, gdzie część kości łonowej biegnie ukośnie do tyłu, równolegle do kości kulszowej. Kość kulszowa ma charakterystyczny pofalowany kształt w przypadku dinozaurów ptasiomiednicznych. U współczesnych ptaków to największa kość składająca się na miednicę. Kość biodrowa stanowi największą z kości miednicznych w przypadku dinozaurów gadziomiednicznych. U dinozaurów ptasiomiednicznych i ptaków współczesnych jest najmniejszą z kości. Kość łonowa we wszystkich trzech przypadkach ma podłużny kształt. U dinozaurów gadziomiednicznych jest zwrócona ku dołowi. W pozostałych przypadkach zwrócona jest równolegle do kości kulszowej.
Budowa miednicy dinozaurów gadziomiednicznych, ptasiomiednicznych oraz współczesnych ptaków.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., Fredrik, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Podobna budowa miednicy dinozaurów ptasiomiednicznych i miednicy ptaków, mogłaby sugerować, że właśnie z tej grupy dinozaurów wyewoluowały ptaki. Dinozaury ptasiomiedniczne poruszały się na dwóch lub czterech nogach i wszystkie były roślinożerne. Duży rozmiar ciała i liczne zęby przedstawiciela tej grupy, triceratopsa (Triceratops) sugerują, że zjadał on ogromne ilości roślinnego, włóknistego pokarmu. Żuchwa i szczęka kończyły się wąskim dziobem, który umożliwiał chwytanie i zrywanie roślin.

R1Sa7OgiPVr7a
Szkielet triceratopsa (Triceratops), należącego do dinozaurów ptasiomiednicznych, można oglądać m.in. w Muzeum Historii Naturalnej w Los Angeles.
Źródło: Allie Caulfield, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
R1VfJ5GMJQ7tX
Zęby triceratopsa (Triceratops) przystosowane były do spożywania pokarmu roślinnego.
Źródło: Bradypus, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Mimo zbieżności w budowie miednicy to nie dinozaury ptasiomiedniczne dały początek ptakom. Skąd w takim razie podobieństwo w ułożeniu kości miednicy? To wynik ewolucji równoległejewolucja równoległaewolucji równoległej: zbliżone warunki i tryb życia doprowadziły do wykształcenia podobnej cechy budowy w tych dwóch grupach. Szukając przodków ptaków, trzeba bliżej przyjrzeć się dinozaurom gadziomiednicznym. Przedstawicielami tej grupy były zwierzęta czworonożne lub dwunożne. Odżywiały się roślinami lub były drapieżnikami.

Ewolucja ptaków rozpoczęła się od teropodów (Theropoda), przedstawicieli dwunożnych dinozaurów gadziomiednicznych. Od nich należy rozpocząć śledzenie ptasich przodków. Najbardziej znanym przedstawicielem tej grupy z rodziny Tyrannosauridae był tyranozaur Tyrannosaurus rex.

RkOkeS5kUZpFN
Rząd: Saurischia
Podrząd: Theropoda
Rodzina: Tyrannosauridae
Rodzaj: Tyrannosaurus
Tyrannosaurus rex
Źródło: Nobu Tamura, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 4.0.

Tyrannosaurus rex był przez wiele dziesięcioleci najbardziej znanym i uważanym za największego teropoda. Jednak znalezienie i opisanie innych olbrzymich dinozaurów mięsożernych, w tym spinozaura (Spinosaurus) i gigantozaura (Gigantosaurus), wpłynęło na weryfikację przyjętej tezy. Najnowsze teorie sugerują, że wielkość ciała teropodów zmniejszała się nieprzerwanie przez 50 mln lat. Ich waga spadła z ok. 163 kg do ok. 0,8kg. Dowody wskazują, że teropody były jedynymi dinozaurami, które stale się zmniejszały, a ich szkielety zmieniały się cztery razy szybciej niż innych dinozaurów.

R39UbLMzuV8nk1
Grafika przedstawia porównanie wielkich teropodów i człowieka. Największy z dinozaurów Spinosaurus aegyptiacus miał aż piętnaście metrów długości. Najmniejszy Carcharodontosaurus saharicus miał dwanaście metrów długości. Inne pośrednie wielkie teroptody mają kolejno: Gigantosaurus carolinii trzynaście metrów i dwadzieścia centymetry długości, Tyrannosaurus rex dwanaście metrów i trzydzieści centymetrów długości, a Mapusaurus rosae dwanaście metrów i dwadzieścia centymetrów długości.Grafika przedstawia porównanie wielkich teropodów i człowieka. Największy z dinozaurów Spinosaurus aegyptiacus miał aż piętnaście metrów długości. Najmniejszy Carcharodontosaurus saharicus miał dwanaście metrów długości. Inne pośrednie wielkie teroptody mają kolejno: Gigantosaurus carolinii trzynaście metrów i dwadzieścia centymetry długości, Tyrannosaurus rex dwanaście metrów i trzydzieści centymetrów długości, a Mapusaurus rosae dwanaście metrów i dwadzieścia centymetrów długości. Człowiek, osiąga niecałe dwa metry wysokości i sięgałby zaledwie brzuchów dinozaurów.
Porównanie rozmiarów wielkich teropodów (Theropoda) i człowieka.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑gold

Od tyranozaura do wróbla

R1Nl7k8x641mw1
Na grafice interaktywnej przedstawiono klasyfikację teropodów i ich ewolucję aż do ptaków. Theropoda to olbrzymia grupa dinozaurów z rzędu gadziomiednicznych. Miały wydłużone czaszki i kości udowe dłuższe od piszczeli. Zaliczamy do nich Herrerasauridae oraz Coelophysidae. Te ostatnie ewoluowały w Averostra czyli grupę dinozaurów o pewnych charakterystycznych cechach budowy stóp. Wśród dinozarów Averostra wyróżniamy Ceratosauridae, Ceratosauria, Abelisauridae. Kolejną grupą zaawansowanych teropodów są Tetanurae, a wśród nich Megalosauroidea. Wyróżniamy też dinozaury Avetheropoda, a wśród nich: Carnosauria. Kolejną grupą dinozaurów jest Coelurosauria. W niej Tyrannosauroidea oraz Compsognathidae. Carnosauria miały charakterystyczne cechy, czyli: długą wąską czaszkę oraz kość udową dłuższą niż piszczel. Dinozaurami przypominającymi ptaki są te z grupy Maniraptora. Wśród nich wyróżniamy: Ornithomimosauridae, Therizinosauridae, Alvarezsauridae, Oviraptorosauria. Kolejną z grup teroptodotów są Paraves. Wśród nich były Deinonychsauria. Ostatnią z grup dinozaurów w klasyfikacji są Avialae  z w niej Scansoriopterygidae  oraz Aves. Aves to ptaki.
Od teropodów (Theropoda) do ptaków (Aves).
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W toku ewolucji teropody (Theropoda) redukowały rozmiary swojego ciała oraz traciły zęby. Charakteryzowały się wydłużonymi czaszkami oraz kośćmi udowymi dłuższymi od piszczeli. Cechy te mają także ptaki. Wśród badaczy panuje przekonanie, że późne teropody miały pióra. Jednak nie można być tego całkowicie pewnym, ponieważ pióra nie zachowują się w zapisie kopalnym. Czasem można natrafić tylko na ich odciski. Zapisowi kopalnemu – odciskowi szkieletu i piór  – swoją nazwę gatunkową zawdzięcza archaiczny Archaeopteryx lithographica.

RMCl7wfzK7DHh
Skamieniały szkielet archeopteryksa (Archaeopteryx lithographica) z widocznymi odciskami piór.
Źródło: H Raab, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Do najpóźniej żyjących, a zatem najbardziej zaawansowanych teropodów, należały przedstawiciele grupy Averostra, której nazwę można przetłumaczyć jako ptasiopyskie. Warto zwrócić uwagę, że avis to po łacinie ptak, dlatego taki człon w nazwie zwierzęcia lub grupy zwierząt sugeruje pokrewieństwo z ptakami.

R179J7mP5KWCp
Rząd: Saurischia
Podrząd: Theropoda
Rodzina: Ceratosauridae
Rodzaj: Ceratosaurus
Ceratosaurus nasicornis, należący do grupy Averostra, miał zredukowane kończyny przednie i bardzo silne kończyny dolne. Masywny ogon stanowił przeciwwagę dla przedniej części ciała.
Źródło: DiBgd, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 2.5.
R1UHT2BhxHK58
Rząd: Saurischia
Podrząd: Theropoda
Rodzina: Abelisauridae
Rodzaj: Rajasaurus
Rajasaurus narmadensis, należący do grupy Averostra, mógł mierzyć ponad 9 m długości i 3 m wysokości. Prawdopodobnie żywił się niedużymi roślinożernymi zauropodami.
Źródło: Paleocolour, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Do Averostra należała grupa zwierząt określana mianem maniraptorów (Maniraptora). Ślady kopalne wskazują, że zwierzęta te wyglądały bardzo podobnie do dzisiejszych ptaków. Maniraptory miały miednice o budowie zbliżonej do miednic współczesnych ptaków. Część z nich posiadała także dzioby. Należące do nich troodony (Troodontidae) pokryte były piórami. Ich czaszka bardziej przypominała czaszkę ptasią niż gadzią, a jeden z otworów słuchowych zlokalizowany był nieco wyżej niż drugi, tak jak u dzisiejszych sów (Strigiformes).

RqtfoTyg4RTST
Rząd: Saurischia
Podrząd: Theropoda
Rodzina: Alvarezsauridae
Rodzaj: Patagonykus
Patagonykus puertai, należący do grupy Maniraptora, był małym dinozaurem: mierzył prawdopodobnie nieco poniżej 2 m długości.
Źródło: GabrielNU, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.
R1Zu5zEEdzLHq
Rząd: Saurischia
Podrząd: Theropoda
Rodzina: Alvarezsauridae
Rodzaj: Shuvuuia
Shuvuuia deserti, należąca do grupy Maniraptora, miała puchowe opierzenie. Jej szczęka przypominała szczęki ptaków. Była jednym z najmniejszych dinozaurów – mierzyła zaledwie 60 cm długości.
Źródło: FunkMonk, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
R1pf4NU41ysJp
Rząd: Saurischia
Podrząd: Theropoda
Rodzina: Troodontidae
Rodzaj: Jinfengopteryx
Jinfengopteryx elegans, należący do grupy Maniraptora, był jednym z najmniejszych teropodów i osiągał zaledwie 55 cm długości. Na kończynach przednich miał pióra – lotki.
Źródło: Matt Martyniuk, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 2.5.
R1KU8gLxofcbN
Rząd: Saurischia
Podrząd: Theropoda
Rodzina: Caudipteridae
Rodzaj: Kaudipteryks
Kaudipteryks, należący do grupy Maniraptora, był częściowo opierzony na ogonie i kończynach przednich. Był roślinożerny, ale dietę wzbogacał owadami i innymi małymi bezkręgowcami.
Źródło: Matt Martyniuk, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Przedstawicielami innej grupy maniraptorów były owiraptozaury (Oviraptorosauria). Należały do nich m.in. bardzo podobne do ptaków owiraptory (Oviraptoridae). Ich głowy były bardzo podobne do głów ptaków. Część naukowców uznała je za ptaki wtórnie nielotne.

RRx9YeFqR7zHx
Rząd: Saurischia
Podrząd: Theropoda
Rodzina: Oviraptoridae
Rodzaj: Gigantoraptor
Gigantoraptor erlianensis to największy znany przedstawiciel Oviraptorosauria. Miał długą szyję i małą głowę z bezzębnymi szczękami. Kończyny przednie były długie, a tylne przypominały ptasie. Prawdopodobnie był opierzony.
Źródło: Nobu Tamura, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 1.0.
R1a3q31pe5Pxf
Oviraptor philoceratops – profil tego przedstawiciela Oviraptorosauria przypomina profil ptaka. Miał dziób podobny do papuziego i kostny grzebień na czaszce. Wysiadywał jaja, dlatego prawdopodobnie miał ciało pokryte piórami.
Źródło: Matt Martyniuk, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 2.5.

Z maniraptorami spokrewniony był także archeopteryks (Archaeopteryx). Według jednych badaczy archeopteryks należał do maniraptorów, według innych był ich przodkiem. Powszechnie uważa się go za pierwszego ptaka mającego przynajmniej częściową zdolność do aktywnego lotu. Z czasem u potomków archeopteryksa zanikł ogon, a pojawił się pygostylpygostylpygostyl. Zwierzęta, które go posiadają zalicza się do grupy Pygostylia. Tę grupę oraz jej kolejnych potomków niektórzy badacze zaliczają już do ptaków, a inni jeszcze do gadów. Być może ostatecznie wątpliwość tę rozstrzygnęłyby badania tkanek miękkich, np. serca. Badania te są jednak niemożliwe do przeprowadzenia, ponieważ – jak już powiedziano wyżej – tkanki miękkie nie zachowują się w zapisie kopalnym.

R1Ycl0iXx9Rzq
Rząd: Archaeopterygiformes
Rodzina: Archaeopterygidae
Rodzaj: Archaeopteryx
Archaeopteryx lithographica – przedstawiciel późnojurajskich teropodów.
Na podstawie: Biologia Campbella, praca zbiorowa, Rebis, Poznań 2016.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o, licencja: CC BY-SA 3.0.

Potomkami PygostyliaOrnitothoraces, z których z kolei wyodrębniły się Euornithes. Nazwa tej grupy, wywodząca się z języka greckiego, oznacza „prawdziwe ptaki”. Pochodzące od nich Ornithurae dały początek m.in. hesperornisom (Hesperornis) nazywanym często mezozoicznymi ptakami. Były to zwierzęta, których tryb życia przypominał ten obserwowany u współczesnych nurów (Gaviiformes). Hesperornisy miały jeszcze zęby, a ich kości budową przypominały kości pingwinie. Grupa ta wyginęła pod koniec kredy.

RT3akSMqthGzB
Gromada: ptaki (Aves)
Podgromada: Hesperornithes
Rząd: Hesperornithiformes
Rodzaj: Hesperornis
(Hesperornis regalis) należał do mezozoicznych ptaków. Był przystosowany do życia w wodzie. Jego nogi znajdowały się z tyłu tułowia, a skrzydła miał silnie zredukowane.
Źródło: Nobu Tamura, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 3.0.

Równolegle do hesperornisów z Ornithurae wyodrębniły się Neornites. To podgromada ptaków nowoczesnych, do której należą współczesne ptaki paleognatyczneptaki paleognatycznepaleognatyczneneognatyczneptaki neognatyczneneognatyczne. Grupa ta obejmuje również ich ostatniego wspólnego przodka i ptaki niedawno wymarłe.

Ważne!

Współczesne ptaki zachowały wiele cech gadzich:

  • łuski na nogach;

  • dwunożność (jak u Theropoda);

  • palce nóg zakończone pazurami;

  • dziób;

  • jaja znoszone na lądzie, z błonami płodowymi;

  • połączenie czaszki z szyją jednym kłykciem potylicznym;

  • pokrycie ciała piórami (zgodnie z tezą, wg której dinozaury miały pióra);

  • młode osobniki hoacynów, czyli kośników czubatych (Opisthocomus hoazin), mają pazury na skrzydłach.

RanSnBIQ2sxft
Hoacyn, kośnik czubaty (Opisthocomus hoazin).
Źródło: Francesco Veronesi, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 2.0.
R1PjLeFoazpnc
Ilustracja przedstawia wspinające się pisklę hoacyna, czyli kośnika czubatego (Opisthocomus hoazin).
Źródło: J. Arthur Thomson, Wikimedia Commons, domena publiczna.
Ważne!

Wynikiem zmian ewolucyjnych jest ogromna różnorodność współczesnych ptaków.

RsXdVYb7O4wK71
Różnorodność współczesnych ptaków.
Źródło: Concerto, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Współczesne ptaki są zatem w prostej linii potomkami dinozaurów i należą do taksonówtaksontaksonów obejmujących także te gady. Oznacza to, że są jedyną żyjącą współcześnie grupą dinozaurów. Z tego powodu nazwanie siedzącego na pobliskiej gałęzi wróbla „wróblozaurem”, jakkolwiek może odrobinę na wyrost, ale wcale nie jest tak niepoprawne, jak mogłoby się wydawać.

RRwMPongkfBGD
Wróbel zwyczajny (Passer domesticus) –samiec i samica.
Źródło: JrPol, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.

Słownik

ewolucja równoległa
ewolucja równoległa

wytworzenie jakiejś cechy u różnych grup organizmów jako odpowiedzi na identyczne zapotrzebowanie, np. konieczność przystosowania do podobnego środowiska

ptaki neognatyczne
ptaki neognatyczne

ptaki mające ruchome podniebienie dzięki ruchomemu połączeniu górnej szczęki z czaszką; należą do nich niemal wszystkie żyjące dziś ptaki

ptaki paleognatyczne
ptaki paleognatyczne

ptaki mające nieruchome podniebienie; należą do nich np. strusie

pygostyl
pygostyl

kość ogonowa obecna u ptaków i powstała poprzez zrośnięcie ostatnich kręgów kręgosłupa po tym, jak w toku ewolucji zanikł u nich ogon

takson
takson

jednostka systematyczna organizmów, np. odmiana, gatunek, rząd, gromada

zapis kopalny
zapis kopalny

ogół skamieniałych tkanek organizmów, a także różnego rodzaju ich śladów i odcisków, jakie zachowały się w skałach