100 miljoner år av Pterosaur Evolution

Pterosaurier ("vingade ödlor") innehar en speciell plats i livets historia på jorden: de var de första varelserna, andra än insekter, som lyckades fylla himlen. Utvecklingen av pterosaurierna var ungefär parallella med deras terrestriska kusiner, dinosaurierna, som de små, "basala" arterna från sent Triassic perioden gradvis gav plats för större, mer avancerade former i Jurassic och krita. (Se en komplett, A till Ö lista över pterosaurier.)

Innan vi fortsätter är det dock viktigt att ta itu med en viktig missuppfattning. Paleontologer har funnit obestridligt bevis på att moderna fåglar inte härstammar från pterosaurierna, utan från små, fjädrade, landbundna dinosaurier (i själva verket om du på något sätt skulle kunna jämföra en duvs DNA, en Tyrannosaurus Rex och a Pteranodon, de två första skulle vara närmare besläktade med varandra än de båda skulle vara med den tredje). Detta är ett exempel på vad biologer kallar konvergent evolution: naturen har ett sätt att hitta samma lösningar (vingar, ihåliga ben osv.) För samma problem (hur man flyger).

Som fallet är med dinosaurier, har paleontologer ännu inte tillräckligt med bevis för att identifiera singeln gamla, icke-dinosauriska reptiler från vilka alla pterosaurier utvecklades (bristen på en "saknad länk" - säg, en markbundna härskarödlor med halvutvecklade hudflikar - kan vara hjärtligt för creationists, men du måste komma ihåg att fossilisering är en fråga om en slump. De flesta förhistoriska arter är inte representerade i fossilregistret, helt enkelt för att de dog under förhållanden som inte möjliggjorde bevarande av dem.)

De första pterosaurierna för vilka vi har fossila bevis blomstrade under den mellersta till sena triasperioden, för cirka 230 till 200 miljoner år sedan. Dessa flygande reptiler kännetecknades av deras små storlek och långa svansar, liksom dunkla anatomiska funktioner (som benstrukturerna i sina vingar) som skilde dem från de mer avancerade pterosaurierna som följt. Dessa "rhamphorhynchoid" pterosaurier, som de kallas, inkluderar Eudimorphodon (en av de tidigaste kända pterosaurierna), Dorygnathus och rhamphorhynchusoch de fortsatte in i den tidiga till mitten av juraperioden.

Ett problem med att identifiera ramphorhynchoid pterosaurierna i de sena trias- och tidiga juraperioderna är att de flesta prover har blivit upptäckta i dagens England och Tyskland. Detta beror inte på att tidiga pterosaurier gillade att sommar i Västeuropa; snarare, som förklarats ovan, kan vi bara hitta fossil i de områden som lånade sig till fossilbildning. Det kan mycket väl ha varit stora populationer av asiatiska eller nordamerikanska pterosaurier, som kanske (eller kanske inte) har varit anatomiskt åtskilda från de som vi är bekanta med.

Vid den sena juraperioden hade rhamphorhynchoid pterosaurier ganska mycket ersatts av pterodactyloid pterosaurier - större vingar, kortare svans flygande reptiler exemplifieras av de välkända Pterodactylus och Pteranodon. (Den tidigaste identifierade medlemmen av denna grupp, Kryptodrakon, levde för cirka 163 miljoner år sedan.) Med sina större, mer manövrerbara hudvingar, dessa pterosaurierna kunde glida längre, snabbare och högre upp på himlen och svängde ner som örnar för att plocka fisk från havets, sjöar och floder.

Under krita period tog pterodactyloider efter dinosaurier i ett viktigt avseende: en ökande trend mot gigantism. I mitten av krita styrdes Sydamerikas himmel av enorma, färgglada pterosaurier som Tapejara och Tupuxuara, som hade vingpannor på 16 eller 17 fot; ändå såg dessa stora flygplan ut som sparvar bredvid de sena kritan, Quetzalcoatlus och Zhejiangopterus, vars vingpannor överskred 30 fot (mycket större än de största örnarna som lever idag).

Här kommer vi till en annan allt viktig "men". De enorma storleken på dessa "azhdarchider" (som jättepterosaurier är kända) har fått vissa paleontologer att spekulera i att de faktiskt aldrig flög. Till exempel visar en nylig analys av den giraffstorlek Quetzalcoatlus att den hade några anatomiska egenskaper (som små fötter och en styv hals) som är idealiska för att förfölja små dinosaurier på land. Eftersom evolutionen tenderar att upprepa samma mönster, skulle detta besvara den pinsamma frågan om varför moderna fåglar aldrig har utvecklats till azhdarchid-liknande storlekar.

I vilket fall som helst, vid slutet av kritaperioden, försvann pterosaurierna - både stora och små - tillsammans med sina kusiner, de jordiska dinosaurierna och marina reptiler. Det är möjligt att uppstigningen av sanna fjäderfåglar stavade undergång för långsammare, mindre mångsidiga pterosaurier, eller det i efterdyningarna av K / T-utrotning de förhistorisk fisk att dessa flygande reptiler som matades minskade drastiskt i antal.

Bortsett från deras relativa storlekar, pterosaurierna i Jurassic och krita perioder skilde sig från varandra på två viktiga sätt: matvanor och prydnad. I allmänhet kan paleontologer dra slutsatsen till en pterosaurus kost från storleken och formen på dess käkar, och genom att titta på analogt beteende hos moderna fåglar (som pelikaner och måsar). Pterosaurier med vassa, smala näbbar bestod troligen av fisk, medan anomala släktingar gillar Pterodaustro matas på plankton (denna pterosaurus tusen eller så små tänder bildade ett filter, som för en blåval) och den fångade Jeholopterus kan ha suckat dinosaurieblod som en vampyrträfladder (även om de flesta paleontologer avvisar denna uppfattning).

Liksom moderna fåglar hade vissa pterosaurier också rik prydnad - inte färgglada fjädrar, som pterosaurierna aldrig lyckades utvecklas utan framstående huvudstockar. Till exempel, TupuxuaraDen rundade vapen var rik på blodkärl, en ledtråd om att den kan ha ändrat färg i parningsskärmar, medan ornithocheirus hade matchande kammar på över- och underkäftarna (även om det är oklart om dessa användes för visning eller utfodring).

De mest kontroversiella är dock de långa, beniga vapen ovanpå pterosauriernas noggins Pteranodon och Nyctosaurus. Vissa paleontologer tror att Pteranodons vapen fungerade som ett roder för att hjälpa till att stabilisera det under flykt, medan andra spekulerar i att Nyctosaurus kan ha sportat ett färgstarka "segel" av hud. Det är en underhållande idé, men vissa aerodynamiksexperter tvivlar på att dessa anpassningar kunde ha verkligen varit funktionella.

Det viktigaste drag som skilde pterosaurier från landbunden fjädrade dinosaurier som utvecklades till fåglar var naturen på deras "vingar" - som bestod av breda hudflikar anslutna till ett utsträckt finger på varje hand. Även om dessa platta, breda strukturer gav massor av hiss, kan de ha varit bättre lämpade för passiv glidning än drivande, flappande flygning, vilket framgår av dominansen av sant förhistoriska fåglar vid slutet av den krita perioden (vilket kan tillskrivas deras ökade manöverbarhet).

Även om de bara är avlägsna släkt, kan antika pterosaurier och moderna fåglar ha delat en viktig funktion gemensamt: a varmblodiga ämnesomsättning. Det finns bevis för att vissa pterosaurier (som sordes) sportade lager med primitivt hår, en funktion som vanligtvis förknippas med varmblodiga däggdjur, och det är oklart om en kallblodig reptil kunde ha genererat tillräckligt med inre energi för att upprätthålla sig själv flyg.

Liksom moderna fåglar kännetecknades också pterosaurierna genom sin skarpa vision (en nödvändighet för jakt från hundratals fötter i luften!), vilket medförde en större hjärna än genomsnittet än den som ägs av mark eller vattenlevande reptiler. Med hjälp av avancerad teknik har forskare till och med kunnat "rekonstruera" storleken och formen på hjärnans vissa pterosaurusgenera, vilket bevisar att de innehöll mer avancerade "koordinationscentra" än jämförbara reptiler.

Pterosaurier ("vingade ödlor") innehar en speciell plats i livets historia på jorden: de var de första varelserna, andra än insekter, som lyckades fylla himlen. Utvecklingen av pterosaurierna var ungefär parallella med deras terrestriska kusiner, dinosaurierna, som de små, "basala" arterna från sent Triassic perioden gradvis gav plats för större, mer avancerade former i Jurassic och krita.

Innan vi fortsätter är det dock viktigt att ta itu med en viktig missuppfattning. Paleontologer har funnit obestridligt bevis på att moderna fåglar inte härstammar från pterosaurierna, utan från små, fjädrade, landbundna dinosaurier (i själva verket om du på något sätt skulle kunna jämföra en duvs DNA, en Tyrannosaurus Rex och a Pteranodon, de två första skulle vara närmare besläktade med varandra än de båda skulle vara med den tredje). Detta är ett exempel på vad biologer kallar konvergent evolution: naturen har ett sätt att hitta samma lösningar (vingar, ihåliga ben osv.) För samma problem (hur man flyger).

Som fallet är med dinosaurier, har paleontologer ännu inte tillräckligt med bevis för att identifiera singeln gamla, icke-dinosauriska reptiler från vilka alla pterosaurier utvecklades (bristen på en "saknad länk" - säg, en markbundna härskarödlor med halvutvecklade hudflikar - kan vara hjärtligt för creationists, men du måste komma ihåg att fossilisering är en fråga om en slump. De flesta förhistoriska arter är inte representerade i fossilregistret, helt enkelt för att de dog under förhållanden som inte möjliggjorde bevarande av dem.)

De första pterosaurierna för vilka vi har fossila bevis blomstrade under den mellersta till sena triasperioden, för cirka 230 till 200 miljoner år sedan. Dessa flygande reptiler kännetecknades av deras små storlek och långa svansar, liksom dunkla anatomiska funktioner (som benstrukturerna i sina vingar) som skilde dem från de mer avancerade pterosaurierna som följt. Dessa "rhamphorhynchoid" pterosaurier, som de kallas, inkluderar Eudimorphodon (en av de tidigaste kända pterosaurierna), Dorygnathus och rhamphorhynchusoch de fortsatte in i den tidiga till mitten av juraperioden.

Ett problem med att identifiera ramphorhynchoid pterosaurierna i de sena trias- och tidiga juraperioderna är att de flesta prover har blivit upptäckta i dagens England och Tyskland. Detta beror inte på att tidiga pterosaurier gillade att sommar i Västeuropa; snarare, som förklarats ovan, kan vi bara hitta fossil i de områden som lånade sig till fossilbildning. Det kan mycket väl ha varit stora populationer av asiatiska eller nordamerikanska pterosaurier, som kanske (eller kanske inte) har varit anatomiskt åtskilda från de som vi är bekanta med.

Vid den sena juraperioden hade rhamphorhynchoid pterosaurier ganska mycket ersatts av pterodactyloid pterosaurier - större vingar, kortare svans flygande reptiler exemplifieras av de välkända Pterodactylus och Pteranodon. (Den tidigaste identifierade medlemmen av denna grupp, Kryptodrakon, levde för cirka 163 miljoner år sedan.) Med sina större, mer manövrerbara hudvingar, dessa pterosaurierna kunde glida längre, snabbare och högre upp på himlen och svängde ner som örnar för att plocka fisk från havets, sjöar och floder.

Under krita period tog pterodactyloider efter dinosaurier i ett viktigt avseende: en ökande trend mot gigantism. I mitten av krita styrdes Sydamerikas himmel av enorma, färgglada pterosaurier som Tapejara och Tupuxuara, som hade vingpannor på 16 eller 17 fot; ändå såg dessa stora flygplan ut som sparvar bredvid de sena kritan, Quetzalcoatlus och Zhejiangopterus, vars vingpannor överskred 30 fot (mycket större än de största örnarna som lever idag).

Här kommer vi till en annan allt viktig "men". De enorma storleken på dessa "azhdarchider" (som jättepterosaurier är kända) har fått vissa paleontologer att spekulera i att de faktiskt aldrig flög. Till exempel visar en nylig analys av den giraffstorlek Quetzalcoatlus att den hade några anatomiska egenskaper (som små fötter och en styv hals) som är idealiska för att förfölja små dinosaurier på land. Eftersom evolutionen tenderar att upprepa samma mönster, skulle detta besvara den pinsamma frågan om varför moderna fåglar aldrig har utvecklats till azhdarchid-liknande storlekar.

I vilket fall som helst, vid slutet av kritaperioden, försvann pterosaurierna - både stora och små - tillsammans med sina kusiner, de jordiska dinosaurierna och marina reptiler. Det är möjligt att uppstigningen av sanna fjäderfåglar stavade undergång för långsammare, mindre mångsidiga pterosaurier, eller det i efterdyningarna av K / T-utrotning de förhistorisk fisk att dessa flygande reptiler som matades minskade drastiskt i antal.

Bortsett från deras relativa storlekar, pterosaurierna i Jurassic och krita perioder skilde sig från varandra på två viktiga sätt: matvanor och prydnad. I allmänhet kan paleontologer dra slutsatsen till en pterosaurus kost från storleken och formen på dess käkar, och genom att titta på analogt beteende hos moderna fåglar (som pelikaner och måsar). Pterosaurier med vassa, smala näbbar bestod troligen av fisk, medan anomala släktingar gillar Pterodaustro matas på plankton (denna pterosaurus tusen eller så små tänder bildade ett filter, som för en blåval) och den fångade Jeholopterus kan ha suckat dinosaurieblod som en vampyrträfladder (även om de flesta paleontologer avvisar denna uppfattning).

Liksom moderna fåglar hade vissa pterosaurier också rik prydnad - inte färgglada fjädrar, som pterosaurierna aldrig lyckades utvecklas utan framstående huvudstockar. Till exempel, TupuxuaraDen rundade vapen var rik på blodkärl, en ledtråd om att den kan ha ändrat färg i parningsskärmar, medan ornithocheirus hade matchande kammar på över- och underkäftarna (även om det är oklart om dessa användes för visning eller utfodring).

De mest kontroversiella är dock de långa, beniga vapen ovanpå pterosauriernas noggins Pteranodon och Nyctosaurus. Vissa paleontologer tror att Pteranodons vapen fungerade som ett roder för att hjälpa till att stabilisera det under flykt, medan andra spekulerar i att Nyctosaurus kan ha sportat ett färgstarka "segel" av hud. Det är en underhållande idé, men vissa aerodynamiksexperter tvivlar på att dessa anpassningar kunde ha verkligen varit funktionella.

Det viktigaste drag som skilde pterosaurier från landbunden fjädrade dinosaurier som utvecklades till fåglar var naturen på deras "vingar" - som bestod av breda hudflikar anslutna till ett utsträckt finger på varje hand. Även om dessa platta, breda strukturer gav massor av hiss, kan de ha varit bättre lämpade för passiv glidning än drivande, flappande flygning, vilket framgår av dominansen av sant förhistoriska fåglar vid slutet av den krita perioden (vilket kan tillskrivas deras ökade manöverbarhet).

Även om de bara är avlägsna släkt, kan antika pterosaurier och moderna fåglar ha delat en viktig funktion gemensamt: a varmblodiga ämnesomsättning. Det finns bevis för att vissa pterosaurier (som sordes) sportade lager med primitivt hår, en funktion som vanligtvis förknippas med varmblodiga däggdjur, och det är oklart om en kallblodig reptil kunde ha genererat tillräckligt med inre energi för att upprätthålla sig själv flyg.

Liksom moderna fåglar kännetecknades också pterosaurierna genom sin skarpa vision (en nödvändighet för jakt från hundratals fötter i luften!), vilket medförde en större hjärna än genomsnittet än den som ägs av mark eller vattenlevande reptiler. Med hjälp av avancerad teknik har forskare till och med kunnat "rekonstruera" storleken och formen på hjärnans vissa pterosaurusgenera, vilket bevisar att de innehöll mer avancerade "koordinationscentra" än jämförbara reptiler.