Prelazni Fosili – VII - Teorija Evolucije

Sadržaj:

7. Od reptila do ptica

Danas većina ljudi smatra dinosauruse prosto jednom davno izumrlom vrstom reptila. U stvari, dinosaurusi su bili makar isto onoliko raznovrsni kao što su to sisari danas. Od gigantskih biljojeda, preko morskih i letećih životinja, pa sve do malih organizama veličine današnjih kokoški ili zečeva, reč dinosaurus obuhvata ogroman spektar vrsta.

Evolucija ptičjih pluća

Pored nastanka perja i krila, koji su objašnjeni u ovom tekstu, jedna od centralnih promena u nastanku ptica je nastanak kompleksnih ptičjih pluća. Pošto je ovo veoma komplikovan predmet, njime se nećemo baviti u ovom uvodnom tekstu, ali čitaoci koje on zanima mogu da pogledaju dodatni tekst na tu temu.

Jedna osnovna grupa dinosaurusa su takozvani teropodi, među koje spada i verovatno najpoznatiji dinosaurus, ogromni mesožder Tyrannosaurus rex. Svi teropodi su od svog zajedničkog pretka nasledili jednu grupu specifičnih osobina: hodali su na dve noge, imali su troprsta stopala, ključne kosti spojene u jednu (stručno zvanu furkula, a u narodu zvanu jadac), i kosti su im bile šuplje (radi brzine trčanja).

Fosilni skeleti dva teropoda, Herrasaurusa i Eoraptora.
Fotografija iz Severnoameričkog Muzeja Prastarog Života, autor Zak Tajrel (Zach Tirrell).

Postoji više razloga zbog kojih je verovatno da su teropodi takođe bili makar delimično toplokrvne životinje; svakako, njihove fosile nalazimo u regionima koji su u njihovo vreme bili veoma hladni, što onemogućava život velikih hladnokrvnih životinja. Ono što, međutim, svakako znamo je da se kod teropoda veoma brzo pojavila još jedna osobina: izrasline na koži veoma slične zadebljanim dlačicama (shematski crtež A, desno), koje su omogućavale efikasnije održanje telesne toplote.

Iz fosila, ne možemo tačno da znamo koje je poreklo ovih dlačica, ali strukturalna i genetska poređenja ukazuju da se verovatno radilo o produženju i zadebljanju senzornih dlačica koje mnogi reptili imaju između krljušti (što poboljšava čulo dodira). Primer jednog fosila na kome ovo jasno možemo da vidimo je ostatak male životinje zvane sinosauropteriks:

Fosil Sinosauropteryx prima, u Muzeju Unutrašnje Mongolije. Fotografija: Olai Ose.

Analiza iz januara 2010-te je pokazala naizmenično prisustvo pigmenata i pigmentnih ćelija u okviru fosila sinosauropteriksa, što znači da su njegove dlake bile raznobojne, i da je rep skoro sigurno bio prugast. Ove “dlačice” su najraniji oblik izraslina kakve vidimo i na mnogim drugim fosilima. Recimo, rani srodnici i preci tiranosaurida su imali slično perje kao i sinosauropteriks.

No, stvari nisu dugo ostale iste. Kod jedne kasnije grupe teropoda, takozvanih terizinosaurusa (ogromnih životinja sa velikim kandžama na prednjim udovima), možemo da vidimo kako se početne dlačice razvijaju u nekoliko sličnih struktura. U različitim vrstama (ili na različitim delovima tela iste vrste) vidimo višestruke dlačice, debele dlake koje se šire u više dlačica na vrhu, i debele centralne dlačice sa manjim dlačicama sa strane (shematski crtež B, desno). Primer ovakve životinje je notronikus, biljožderni dinosaur visok šest metara i težak oko jedne tone:

Nothronychus mckinleyi, rekonstrukcija izgleda.
Autor: Arthur Weasley.

Naravno, i ovo je samo primer jednog koraka. Niz od nekoliko desetina dinosaurskih fosila pokazuje dalji razvoj perja. U varijaciji na gornju shemu “B”, centar pera se stabilizuje, dlačice sa strane postaju paralelnije, i u trećem koraku nastaje ukrštanje koje proizvodi prepoznatljivo pero (shema C, desno).

Važno je ovde razumeti da mi ne govorimo samo o precima današnjih ptica. Mnoge ove vrste su bili prosto pernati dinosaurusi, čiji potomci su izumrli nakon Jukatanskog meteorskog udara, i kojih više danas nigde nema. Recimo, jedan lep primer pernatog dinosaurusa koji nije ptica niti je predak ptica je kaudipteriks:

Caudipteryx fosil, očuvan toliko dobro da imamo i fosil sadržaja stomaka u trenutku smrti.
Fild muzej, Čikago. Fotografija: Yo Hibino

Kaudipteriks je umao telo prekriveno “razgranatim perolikim dlačicama”, sličnim onim na shemi C. Ali istovremeno, imao je kratko prepoznatljivo perje (shematski crtež D). na repu, prednjim udovima i na nogama. Možemo da nagađamo da je ovo perje verovatno korišćeno u svrhe privlačenja ženki, ili se širilo da bi životinja izgleda veća pred napadačima; no, pošto se ponašanje životinja ne fosilizuje, ne možemo ovo znati sigurno. Ono što možemo znati je da ovo nisu krila, i da nisu korišćena za let – kaudipteriks nije ptica, nema letne mišiće, a perje nije ni dovoljno dugačko niti prilagođeno za let.

Dakle, perje nije nastalo radi leta, niti je evoluiralo kod letećih organizama. Umesto toga, fosili nam pokazuju da je ono nastalo kod dinosaurusa, najverovatnije iz istih razloga iz koga i sisarska dlaka: radi očuvanja telesne toplote. Mi ne možemo biti sigurni da li su dinosaurusi bili toplokrvni ili hladnokrvni (mada možemo naći neke argumente za toplokrvnost, oni nisu sigurni); međutim, u oba slučaja, perje omogućava bolje održanje toplote i dužu aktivnost u hladnim uslovima, što je snažan selektivni pritisak.

Razvoj leta se desio sekundarno: kada su već postojali pernati dinosaurusi, neki od njih su počeli da lete. Kako se tačno razvio sam let, u smislu ponašanja životinje, je jako teško zaključiti na osnovu fosila.

No, možemo da nađemo neke tačke za orjentaciju. Recimo, zbog aerodinamike, pero letećih životinja mora biti asimetrično (shematski crtež E). Pošto je malo verovatno da ovakva pera mogu nastati bez specifičnog selektivnog pritiska, fosili koji poseduju asimetrično perje su verovatno ostaci životinja koje su makar bile u stanju da jedre. Uz to, možemo pratiti nastanak osobina koje su usko povezane sa letom (snažnije kosti za vezivanje letnih mišića, veće i snažnije perje, i mnoge druge osobine).

Pernati teropodi sa perjem vrste “D” su imali to perje na repu i na sva četiri uda. Prvi organizmi koji su razvili asimetrično perje “E” su imali isti raspored. Dobar primer ovoga je dinosauroptica zvana mikroraptor:

Xing Xu et al., Nature

Ovi prvi leteći dinosaurusi (ne može se govoriti još o pticama) su bili veličine omanjeg goluba, i mala veličina im je olakšavala korišćenje perja za jedrenje i letenje. Oni su takođe nasledili početne osobine terapoda kroz celu stazu nasleđa: svi terapodi, od tiranosaurusa i velociraptora, preko ovih prvi letača, pa sve do današnjih ptica i dalje imaju ključne kosti povezane u jadac, troprste noge, i lake, šuplje kosti. Mnoge osobine današnjih ptica i dalje nedostaju, što se vidi na primeru čuvenog arheopteriksa, koji se smatra tačkom na kojoj pticoliki dinosaurusi prelaze u dinosaurolike ptice:

Archaeopteryx lithographica, Berlinski primerak.
Fotografija: H. Raab.

Mada se arheopteriksova sposobnost leta vidi na osnovu mnogobrojnih adaptacija i organizacije perja u prava krila, on je i dalje velikim delom dinosaur. Kičma je još uvek ista kao kod prethodnih pernatih dinosaurusa, i dalje ima vilicu sa zubima, dugačak i koščat rep, ravnu grudnu kost, i kandže na krilima.

Ove osobine se polako, korak po korak menjaju u daljim fosilima. Zubi polako nestaju (fosil rane ptice zvane Confuciusornis je prvi kod koga se vilica izdužuje u pravi kljun), rep se skraćuje, grudi postaju tipično ptičje a grudni mišići sve snažniji. Iz ove osnovne grupe prvih letećih, pernatih dinosaurusa, razvijaju se dve grupe životinja. Jedna od njih, Enantiornithes, se proširila na mnogo vrsta, koje su sve nestale zajedno sa dinosaurusima; druga grupa, Euornithes, je preživela ovaj pomor, i njihovi potomci su naše današnje ptice.

Dinosaursko poreklo ptica je, naravno, podržano i podacima koji su potpuno nezavisni od fosilnih. Genom ptica je u ugnježdenoj hijerarhiji najbliži genomu reptila. Ptice i dalje sadrže u svom genomu ostatke, pseudogene, iz reptilskog doba; grupa naučnika je, recimo, kod kokošaka reaktivirala jednu tu ugašenu grupu (ništa nisu dodavali, samo su aktivirali postojeće ugašene gene), i dobili su piliće sa vilicama i zubima umesto kljunova.

Uspešno je nađena i jedna potpuno direktna genetska veza. Iz tri veoma dobro očuvana fosila dinosaurusa, tri grupe naučnika su uspele da rekonstruišu mineralizovane ostatke vezivnih proteina (koji su među najotpornijim supstancama u živom svetu), i da sekvence tih proteina uporede sa modernim živim bićima. Po tom poređenju, opet, grupa koja je danas najbliža dinosaurusima su upravo ptice.

[prethodno poglavlje][nazad na vrh strane][sledeće poglavlje]