To, że ptaki, a przynajmniej ich większość potrafi latać wydaje nam się oczywiste. Nie byłoby to jednak możliwe, gdyby nie posiadały skrzydeł. A to, w jaki sposób skrzydła u nich się rozwinęły już nie jest takie oczywiste.
Wszystkie współczesne ptaki zdolne do lotu mają wyspecjalizowaną strukturę skrzydeł zwaną propatagium, bez której nie mogłyby latać. Ewolucyjne pochodzenie tej struktury pozostaje tajemnicą, ale nowe badania sugerują, że wyewoluowała ona u nieptasich dinozaurów. Naukowcy uważają, że może to być brakujące ogniwo w wiedzy o pochodzeniu lotu ptaków.
Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma „Zoological Letters” (DOI: 10.1186/s40851-023-00204-x).
Analizując zdolności ptaków do latania powinniśmy wyjść od elementu budowy ich skrzydeł, bez którego nie mogłyby one wzbić się w powietrze. Jest nim propatagium, czyli błona przedskrzydłowa. W jaki dokładnie sposób i na jakim etapie ewolucji pojawiła się ona u ptaków – dokładnie nie wiadomo.
Być może jednak naukowcom udało się trafić na trop, który pozwoli wyjaśnić tę tajemnicę. A przyczynić się do tego mogą skamieniałe pozostałości stawów dinozaurów. Co ciekawe, o ile wiemy, że współczesne ptaki pochodzą od określonej grupy dinozaurów (teropodów) i że po części wyjaśnia to pewne elementy ich anatomii, jak np. budowę kości i obecność piór, to jednak skrzydła i ich pojawienie się stanowią dla naukowców twardszy orzech do zgryzienia.
Przyjrzyjmy się teraz samej błonie przedskrzydłowej. Zawiera ona mięsień, który łączy kość ramieniową z przedramieniem. Umożliwia to poruszanie skrzydłami w sposób, który pozwala ptakom latać. Jest to przy tym unikalny element anatomiczny, ponieważ za wyjątkiem ptaków nie posiadają go żadne inne kręgowce. Z kolei u nielotów błona ta po prostu zanikła. Skoro zatem jest ona tak ważna, wyjaśnienie kiedy i w jaki sposób pojawiła się u ptaków powinno pomóc nam odkryć, skąd u ptaków wzięły się skrzydła?
Naukowcy postanowili skupić swoją uwagę na dość odległych przodkach ptaków, a mianowicie teropodach. Należą do nich m.in. tyranozaury oraz velociraptory. Dlaczego akurat one? Jak wiemy, miały one łapy, a zatem jeżeli znaleźlibyśmy u nich ślady błony przedskrzydłowej niewątpliwie przybliżyłoby nas to do rozwiązania zagadki powstania skrzydeł u ptaków. To jednak może nie być takie proste. A przynajmniej nie w kwestii znalezienia bezpośrednich dowodów. Powód jest tutaj prozaiczny: jak sama nazwa wskazuje błona przedskrzydłowa jest zbudowana z tkanek miękkich, co do których nie można oczekiwać, że w dobrym stanie przetrwały do naszych czasów w formie skamieniałości.
Konieczne staje się zatem poszukiwanie dowodów pośrednich. Zdaniem naukowców jednym ze sposobów jest poszukiwanie informacji o kątach ułożenia stawów w ramionach dinozaurów w odniesieniu do tych samych elementów w skrzydłach ptaków. Dokładniej chodzi tutaj o to, że u ptaków omawiana błona uniemożliwia pełne wyprostowanie skrzydła. A zatem konieczne byłoby znalezienie analogicznego układu w łapach dinozaurów.
I naukowcy odnieśli na tym polu pewien sukces. Jest bowiem możliwe, że do wykształcenia się błony przedskrzydłowej doszło u maniraptorów, których przedstawicielami są m.in. velociraptory. Co więcej, ślady tej błony znaleziono w skamieniałych szczątkach posiadającego pióra kaudipteryksa oraz mikroraptorów, które z kolei nawet miały skrzydła. Oznacza to, że nareszcie poznaliśmy czas, w którym ten kluczowy element anatomiczny zaczął się kształtować u dinozaurów. Jednakże znalezienie odpowiedzi na pytanie, dlaczego w ogóle do tego doszło, będzie dla świata nauki jeszcze większym wyzwaniem.
Źródło: University of Tokyo, fot. Bengt Nyman, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons
