Opustit bezpečnou půdu pod nohama a vydat se do povětří? Krok více než riskantní. Zemská přitažlivost přece fungovala už před 150 miliony let, kdy vzduchem poletoval dosud nejstarší známý pták - archeopteryx.
Riskovat tvrdý pád, zranění nebo i smrt se ale vyplácelo. Nad hlavami dávných prapředků archeopteryxe totiž kroužilo značné množství hmyzu - tedy kaloricky velice vydatné potravy. Navíc létání umožňovalo zdolávat dříve nepřekonatelné pozemní překážky a také unikat pozemním predátorům.
Malí, rychlí, draví Ptačí prapředci se pomocí drápů na předních končetinách šplhají po vzrostlých araukáriích co nejvýše, pak se odrazí a plachtí za potravou. Pasivní let se v průběhu milionů let mění v aktivní, při kterém ptačí prapradědeček už mává křídly.
Tato představa je po srovnání s novými nálezy paleontologů již překonána. Důkazy poskytla rozlehlá pozemní pánev na severovýchod od současné metropole Číny. Na ploše o velikosti Čech se před více než 250 miliony let nacházela planina s mnoha jezery. Pro život ideální podmínky.
Ovšem krajinu občas zasáhl žhavý sopečný vzduch následovaný vulkanickým popelem jemným jako pudr. Závan rozpáleného mračna přežil málokdo a nehybná těla v krátké době pokryla „ochranná “ vrstva. Pro paleontology ideální podmínky.
Pánev se proto v několika posledních letech stala jejich rájem. Ze stovek a tisíců velmi dobře zachovalých zkamenělin mohli zjistit, jak vypadala pera prvních ptáků, z obsahu žaludků experti vyčetli, čím se živili, ve zkamenělých vejcích rozpoznali podobu embryí. Odborníci sestavili z mnoha informací následující scénář cesty obratlovců k oblakům.
Malí dinosauři, kteří doposud velice hbitě pobíhali po zadních nohách v porostech araukárií, začali využívat své přední končetiny k lapání hmyzu. Jednoduše se rozmáchli směrem dopředu a co jim uvízlo mezi „dlaněmi“ okamžitě sežrali. „Američané nazvali tato zvířata maniraptory. Šlo o velmi rychlé dravce, kteří se nerozpakovali zkonzumovat i příslušníka vlastního druhu,“ říká profesor Oldřich Fejfar, světově uznávaný odborník na fosilní faunu.
Drobní dinosauři lapali po létající kořisti miliony let, v průběhu této doby jim postupně začaly na spodní straně předních končetin vyrůstat jednotlivá pera. „Patrně proto, aby jim kořist pod rukama tak snadno neproklouzla,“ domnívá se profesor Fejfar. Na zkamenělé kostře jednoho z druhů maniraptora se na jeho ručičkách našla vějířovitá brka. „Pro vzlétnutí neměla dostatečnou plochu, ale pro stabilizaci běhu a zachycení hmyzu mohla postačovat. Patrně sloužila také k přemisťování a ochraně vajec na hnízdě,“ říká český odborník. Při velmi rychlém běhu se maniraptorům občas povedlo popolétnout, dařilo se jim to stále dokonaleji, až začali aktivně létat. Kolmý start, nebo skok ze skály Životním cílem všech zvířat je pořádně se nažrat, získat dostatek energie a mít tak síly ke zplození potomstva. Každá výhoda k dosažení této mety se během vývoje podporuje a upevňuje. Snaze maniraptorů opanovat oblohu a pořádně se nasytit poletujícím hmyzem vadila jedna podstatná bariéra.
Vzdušný prostor už několik milionů let ovládali pterosauři. Naleziště po celém světě ukazují na mimořádnou rozmanitost tvarů a velikostí těchto létajících plazů. Našly se fosilie o rozměrech dnešního vrabce, ale i obrů s parametry sportovního letadla.
Největší pterosaurus z Mexika měl rozpětí křídel 12 metrů a vážil přibližně 50 kilogramů. (V současnosti je opeřencem s největším rozpětím kondor andský, má „pouze“ tři a půl metru, nejtěžším létajícím ptákem je 18kilogramový drop velký.) Pradávný obr létal těsně nad hladinou jezer nebo moří, nořil do vody dolní část tlamy vybavenou kůstkami připomínajícími hustý hřeben a sbíral plankton.
Ve vzduchu se udržoval pomalým máváním kožovité blány napnuté mezi tělem a čtvrtým několik metrů dlouhým prstem přední končetiny. Odborníci dodnes žasnou, jak mohlo tak konstrukčně složité a rozměrné křídlo fungovat. Přes svoji bizarnost dokázal kolos překonávat i vzdálenosti mezi kontinenty. Na zemi se však měnil v nemotorného živočicha, který se pomalu ploužil po zadních a pomáhal si v chůzi třemi zbylými prsty pokrčených obřích křídel. „Předpokládáme, že za větru startoval klouzavým letem z útesů nad mořem nebo ze skalisek nad jezery,“ říká profesor Fejfar.
Minulý rok se biolog Mike Habiba z americké Univerzity Johnse Hopkinse pokusil osvětlit jejich způsob vzletu. Využil snímky kostí 155 ptačích exemplářů a desítek druhů pterosaurů.
Počítačová tomografie odhalila značné rozdíly v síle, velikosti a proporcích kostí. Ptáci měli silnější zadní končetiny, zatímco někteří létající plazi měli přední končetiny několikrát silnější než zadní. „Podle toho usuzuji, že pterosauři startovali spíše výskokem než plachtěním z vyvýšeného místa,“ popsal Habib své představy. Po odrazu od země začalo zvíře mávat křídly. Tímto způsobem mohlo odstartovat ze méně než jednu vteřinu. Habib vypočítal, že 250kilogramový pterosaurus Hatzegopteryx thambema se dokázal vymrštit rychlostí 68 kilometrů za hodinu. Ve světě dravých tyranosaurů skutečně užitečná schopnost.
„Vymrštění zadními končetinami při startu pokládám za možnou variantu spíše u menších druhů. Pterosauři byli tak bizarní, že jakékoliv zdánlivě nepravděpodobné řešení mohlo být funkční! Nicméně starty za větru jsou stále ve hře,“ komentuje tyto závěry profesor Oldřich Fejfar.
Habibova studie zveřejněná v německém časopisu Zitteliana kombinuje poznatky z paleontologie a letecké dynamiky. Inženýr James Cunningham, který se kdysi s týmem vědců National Geographic tímto problémem zabýval, tvrdí, že Habibova práce dává z pohledu letecké dynamiky smysl. „Největší pterosauři neměli dostatek svalů, aby vzlétli máváním křídel.“ Paleobiolog univerzity v Leicesteru David Unwin, expert na ptakoještěry, výzkum ocenil, neboť bere více v úvahu výsledky fyzikálních testů než teorii. Dodal ale, že není o závěru zcela přesvědčený, protože práce se nezaměřila na to, zda ostatní části těla pterosaurů tomuto způsobu vzletu odpovídají.
Rovněž si myslí, že stvoření nemusela být tak těžká, což by záhadu jejich letu zmenšilo. Stejné pochybnosti o jejich hmotnosti má rovněž český odborník.
Válka o vzdušný prostor Malí i velcí pterosauři vládli obloze miliony let a drželi ptačí prapředky pěkně zkrátka.
Pokračování na straně 26
***
Brka patrně sloužila také k přemísťování a ochraně vajec na hnízdě
Běžci, kteří vzlétli Předchůdci dnešních ptáků se nenaučili létat plachtěním ze stromu na strom, ale rychlým máváním křídel při běhu za poletujícím hmyzem. Tuto teorii hlásali někteří paleontologové už v 19. století, ale teprve nyní ji potvrdily nové nálezy zkamenělin v Číně.
Eudimorphodon, křídlo nejstaršího představitele létajících plazů tvořila kožovitá blána natažená jen mezi
protaženým čtvrtým prstem a tělem; měl tlamu s ozubenými čelistmi
Archeopteryx, spojovací článek mezi běhajícími dinosaury a moderním ptákem; křídlo již pokrývalo peří, měl ozubené čelisti a volné obratle na konci ocasu
Předchůdci ptáků malí běhající dinosauři, tzv. maniraptoři, lovili hmyz pomocí mávání předních končetin, na kterých jim postupně narostla pera, aby kořist tak snadno neunikla. Rozpětí křídel se u druhu Caudipteryx (kresba nahoře) pohybovalo okolo 19 centimetrů.
Pravěcí ptáci začali mávat křídly kvůli lovu
Dokončení ze strany 25
Zatímco létající plazi díky převaze ve vzduchu pohodlně lovili plankton a praryby nebo chytali okolo letící menší soukmenovce, maniraptoři zatím jen chroustali hmyz a požírali drobné pozemní živočichy. Tato zdánlivě nevýhodná pozice dala předchůdcům ptáků dostatek času, aby „zbrojili“ na další kolo války o vzdušný prostor.
Vyvíjeli stále dokonalejší peří. „První zárodek brka vznikl z trnu mezi šupinami. Barevný novotvar se později roztřepil a rozvětvil. Sloužil patrně ke komunikaci, předvádění nebo ochrannému zbarvení,“ říká profesor Fejfar.
Pterosauři měli také dokonalé barevné vidění a „konverzovali“ strakatými skvrnami. Ovšem jejich těla i blanitá křídla pokrývala jen srst podobná plyši a ta neměla potenciál k dalšímu vývoji jako peří. Právě to byl jeden z důvodů, proč nakonec všichni sebelépe vypiplaní létající plazi po změně klimatu vymřeli. Také s ohledem na zranitelný způsob rozmnožování se nedokázali vyrovnat s kolísáním teplot, které nastalo před 65 miliony let po celosvětové přírodní katastrofě.
Vynálezy opeřenců Ptačím předkům naopak začaly zlaté časy. Volná obloha poskytla dost prostoru ke zdokonalování letových dovedností a peří, dříve jen prostředek ke komunikaci, dostalo novou roli - izolovalo před chladem a pomáhalo přežít.
Lepší tréninkové možnosti a tedy i větší výdej energie vedl k vývoji už ryze ptačích vynálezů - duté kosti pro odlehčení konstrukce, vzdušné vaky pro dokonalé využití kyslíku, vysoce efektivní ledviny produkující kyselinu močovou, aby z těla co nejrychleji odcházely „zplodiny“ ze spotřebované energie.
O autorovi| Josef Matyáš, redaktor LN
