Noile fosile aduc la viata lumea larga a pterozaurilor

O creatura care urca in cer poate scapa mai usor de pradatorii de pe pamant. Poate cadea de sus pe o prada nebanuita. De asemenea, poate parcurge mai usor distante rapid pentru a gasi mancare si pereche.

Deci este oarecum surprinzator ca doar trei grupuri de vertebrate au evoluat vreodata in zbor: pterozaurii, pasarile si liliecii.

Si pterozaurii au fost primii. Ei au ajuns pe scena in vremurile Triasice, probabil cu aproximativ 237 de milioane de ani in urma. Asta a fost cu cel putin 70 de milioane de ani inainte de aparitia pasarilor – si cu mai mult de 180 de milioane de ani inainte de lilieci.

Sa invatam despre pterozauri

Numele pterozaurului provine din limba greaca pentru „soparle cu aripi”. Aceste reptile zburatoare s-au raspandit in cele din urma in intreaga lume si au mancat o mare varietate de prada. Unora le-au crescut creste bizare in varful capului. Altii aveau guri pline de dinti care ieseau in unghiuri ciudate. Au variat ca marime, de la creaturi care puteau sta in palma mainii tale pana la fiare zburatoare, cu anvergura aripilor la fel de larga ca a unui avion de lupta.

Au existat chiar si unele care „aratau ca niste creaturi din cosmarurile tale”, spune Brian Andres. Este paleontolog de vertebrate la Universitatea Sheffield din Anglia.

In cele din urma, pterozaurii s-au stins din acelasi motiv ca si dinozaurii printre care traisera. Cu aproximativ 66 de milioane de ani, un asteroid a distrus peste 75% din toate speciile de pe Pamant. Dar modul in care pterozaurii au iesit pentru prima data in aer ramane un mister.

Explicator: Epoca dinozaurilor

Cercetarile emergente incep acum sa ofere indicii despre modul in care pterozaurii au ajuns sa stapaneasca cerul. Paleontologii invata noi detalii despre cine au fost cei mai vechi veri ai acestor artisti aerieni si cum aratau. Ei isi dau seama cum au evoluat pterozaurii de la creaturi mici si zburatoare intr-un grup atat de divers – inclusiv cel mai mare fluturas al tuturor timpurilor.

De unde au venit pterozaurii?

Primele descoperiri de pterozauri au fost descoperite la sfarsitul anilor 1700 dintr-o formatiune de calcar din Germania. Pe atunci, oamenii de stiinta nu prea stiau ce sa faca din aceste fosile. Unul a propus ca provin de la o creatura mare ciudata. Un alt crezut ca au fost un fel de veriga lipsa in tranzitia dintre pasari si lilieci.

In scurt timp, expertii s-au hotarat pe faptul ca acestea erau reptile zburatoare – si distincte de dinozauri.

Prima specie descoperita a fost numita  Pterodactylus antiquus . Acest lucru si multe descoperite la scurt timp dupa au fost denumite in mod obisnuit pterodactili. Dar acel termen include oficial doar aceasta specie si un grup mic de specii inrudite. Acestia fac parte din familia mai larga a pterozaurilor.

Cele mai vechi fosile de pterozauri cunoscute dateaza de acum 219 milioane de ani. Acesti pterozauri erau deja fluturasi. Paleontologii banuiesc ca pterozaurii au aparut inca de acum 237 de milioane de ani. (Aceasta a trait rudele cele mai vechi si cele mai apropiate ale pterozaurilor. Deci probabil ca este in perioada in care pterozaurii s-au despartit si si-au format propria linie.) Dar nicio fosile cunoscute nu arata pterozaurii care au luat zborul pentru prima data.

Fosilele de la acea varsta frageda sunt rare, partial pentru ca rocile din aceasta perioada sunt rare.

Un alt motiv: multe oase de pterozaur erau goale. Asa ca se puteau zdrobi cu usurinta dupa moartea unui animal. „Adesea, ramasitele de pterozauri sunt doar un amestec de oase”, spune Matthew Baron. Este un paleontolog independent de vertebrate care locuieste in Leeds, Anglia.

Dar exista indicii indirecte despre cum ar fi putut arata stramosii imediati ai primilor zburatori. Aceste indicii provin din studiile asupra pterozaurilor si rudelor lor.

In 2020, cercetatorii au publicat o lucrare in  Nature  care compara anatomia a 157 de specii antice de pterozauri si dinozauri timpurii. Ei au examinat, de asemenea, o varietate de reptile care traiesc in acelasi timp sau mai devreme.

Rudele cele mai apropiate ale pterozaurilor par sa fie un grup cunoscut sub numele de lagerpetide (LAH-gur-peh-tidz). Numele provine din limba greaca pentru „reptile iepuri”. Si se refera la proportiile generale ale oaselor din membrele lor.

Un alt studiu publicat anul trecut in  Nature a dezvaluit o ruda apropiata atat a acestor lagerpetide, cat si a pterozaurilor. Numit Scleromochlus taylori , era o reptila care rula o flota, care crestea doar aproximativ 20 de centimetri (8 inci) lungime. Ar fi putut fi tipul de animal din care au evoluat pterozaurii.

O creatura precum  S. taylori  probabil ca nu a petrecut mult timp in copaci. Deci pterozaurii probabil ca nu au evoluat zborul alunecand in jos din ramuri. De asemenea , pelvisul lui S. taylori nu pare sa fi fost construit pentru a sari de pe pamant, spune Foffa. Cu toate acestea, adauga el, „nu este necesar sa fii un saritor pentru a evolua zborul”.

Este posibil ca pterozaurii sa fi evoluat din reptile mici care locuiesc pe pamant, similare cu Scleromochlus taylori , care era cam la fel de lunga ca o furculita. GABRIEL UGUETO

Ce au mancat pterozaurii?

A afla ce au mancat pterozaurii implica adesea un pic de presupuneri.

Unele fosile pastreaza continutul stomacului. Ele ofera dovezi directe ale ultimei mese a unui animal. Dar de cele mai multe ori, cercetatorii gasesc doar indicii indirecte. De exemplu, isi pot imagina ce a mancat un pterozaur in functie de locul in care a trait. Sau oamenii de stiinta ar putea compara corpul sau cu creaturi moderne ale caror diete sunt cunoscute. Astfel de dovezi au sugerat ca diverse specii de pterozauri au mancat orice, de la insecte si viermi pana la pesti si crustacee. Unii ar putea chiar sa fi mancat mici vertebrate terestre.

Dar si alte tipuri de dovezi ajuta la pictarea tabloului dietelor pentru pterozauri.

Luati  Kunpengopterus sinensis (Kun-peng-OP-tur-us Si-NEN-sis). Acest pterozaur a trait in urma cu aproximativ 165 pana la 153 de milioane de ani in ceea ce este acum China. Fosilele sale au aparut recent alaturi de pelete gastrice pline cu solzi de peste. (Peletele gastrice sunt bucati de hrana nedigerata pe care pasarile moderne, cum ar fi bufnitele, le arunca dupa ce mananca.) Acele bucati solzoase sugereaza puternic ca K. sinensis a mancat peste.

Inca alte dovezi provin de la coproliti – caca fosilizata. Daca balegarul antic poate fi legat de creatura care l-a produs, continutul sau probabil arata ce a mancat acel animal, noteaza Martin Qvarnstrom. Este paleontolog de vertebrate la Universitatea Uppsala din Suedia.

Acum cativa ani, el a facut parte dintr-o echipa care a analizat trei coproliti extrasi din roci vechi de peste 150 de milioane de ani. Acele roci, din centrul-sudul Poloniei, au pastrat si multe urme de pterozauri.

O bucata de caca fosilizata continea multe cochilii de organisme unicelulare numite foraminifere (For-am-ih-NIF-ur-ah). Un altul continea peri de la ceea ce ar fi putut fi viermi marini. Echipa lui Qvarnstrom si-a impartasit constatarile in  PeerJ in 2019.

Blegarul fosilizat sau coprolitii pot ajuta la dezvaluirea ce au mancat pterozaurii. Scanarile asemanatoare CT ale trei coproliti (reconstructii virtuale, stanga) au dezvaluit invelisurile organismelor microscopice (prezentate in interiorul coprolitilor, mijloc si izolate, dreapta). Acestea includ foraminifere, moluste si crustacee (una evidentiata in albastru).M. Qvarnstrom et al/PeerJ 2019Balegarul fosilizat sau coprolitii pot ajuta la dezvaluirea ce au mancat pterozaurii. Scanarile asemanatoare CT ale trei coproliti (reconstructii virtuale, stanga) au dezvaluit invelisurile organismelor microscopice (prezentate in interiorul coprolitilor, mijloc si izolate, dreapta). Acestea includ foraminifere, moluste si crustacee (una evidentiata in albastru).M. Qvarnstrom et al/PeerJ 2019

Pentru ca pterozaurii sa manance o prada atat de minuscula, ei trebuie sa fi fost hranitori de filtrare, ca flamingii moderni, sugereaza echipa. Asta ar fi necesitat falci pline de dinti distantati. Filtrele de alimentare din studiul lui Qvarnstrom nu au lasat in urma niciun schelet. Doar urme de pasi. Asa ca ramane un mister cum aratau sau cat de mari erau.

Dar poate semanau cu o alta specie nou descoperita. Acesta se numeste  Balaenognathus maeuseri (Bah-LEE-no-NATH-us Ma-ow-SAIR-eye). Numele sau provine din latinescul „maxilarul de balena”. Fosilele sale au fost gasite in roci din ceea ce este acum Germania. S-au format intre 157 si 152 milioane de ani in urma.

Un pterozaur numit Balaenognathus maeuseri a fost probabil un filtru alimentator, la fel ca flamingii moderni. Megan Jacobs/Univ. din Portsmouth

Aripile acestei creaturi se intindeau aproximativ 1,25 metri (aproape 4 picioare). Asta le-ar face similare cu un flamingo mare. Acest pterozaur avea si un cic lung de 10 centimetri (4 inci). In forma de spatula, acest bec avea cel putin 480 de dinti. Lungi si subtiri, acesti dinti nu erau suficient de puternici pentru a opri prada care se lupta. Dar multi dintre acesti dinti aveau carlige mici la capete. Aceste caracteristici asemanatoare crosetei l-au ajutat probabil pe pterozaur sa filtreze si sa prinda prada.

Ca un flamingo, aceasta creatura cu picioare lungi probabil a pasit prin apa putin adanca in cautarea pranzului. Ar fi infruntat fluxul si si-ar fi deschis falcile suficient pentru ca apa bogata in plancton sa intre, spune David Martill. Apoi apa s-ar fi scurs prin dinti, prinzand mancarea in gura. Martill este paleontolog de vertebrate la Universitatea din Portsmouth din Anglia. El si colegii sai au descris B. maeuseri 21 ianuarie in  PalZ .

Acest prim-plan fosil prezinta mici carlige la capetele dintilor slabi ai lui B. maeuseri . Acele carlige probabil l-au ajutat pe pterozaur sa prinda prada minuscula.D. Martill et al/PalZ 2023

Creste mare

Cat de repede au devenit mari pterozaurii? Descoperirea unei fosile in 2017 i-a fortat pe cercetatori sa regandeasca aceasta cronologie. Fosila bine conservata a fost incorporata in roca gasita pe insula Skye din Scotia. Acesta dateaza de acum aproximativ 167 de milioane de ani.

Acestui schelet ii lipsesc doar parti din craniu, aripi, membre posterioare si coada, spune Natalia Jagielska. Este paleontolog de vertebrate la Universitatea din Edinburgh. Ea si colegii ei au numit creatura  Dearc sgiathanach . In gaelica scotiana, asta inseamna „reptila inaripata din Skye”.

Vizualizarile la microscop ale unora dintre oasele acestei creaturi au dezvaluit caracteristici similare cu inelele de crestere din copaci. Pterozaurul pare sa fi avut cel putin 2 ani si inca in crestere cand a murit. Pe baza dimensiunii osului bratului superior al pterozaurului, tanarul avea probabil o anvergura a aripilor de aproximativ 1,9 metri (6,2 picioare). Echipa lui Jagielska a impartasit aceasta descoperire in Biologia curenta din februarie 2022 .

Acesti cercetatori au analizat si modelele de crestere ale pterozaurilor strans inruditi. Acest lucru le-a dat o idee despre cat de mare ar fi putut fi un adult D. sgiathanach . Datele sugereaza ca aripile lor ar fi intins cel putin 2,5 metri (8 picioare). Lebedele trompetiste au aripi cam atat de mari.

Descoperirea recenta a lui Dearc sgiathanach (ilustrat langa un dinozaur) sugereaza ca pterozaurii au devenit mari cel putin pana la mijlocul perioadei jurasice.N. Jagielska

Pana la descoperirea lui  D. sgiathanach , oamenii de stiinta credeau ca pterozaurii au ramas mici pana la sfarsitul perioadei jurasice. Asta a fost acum intre aproximativ 160 de milioane si 145 de milioane de ani. In acel moment, pterozaurii ar fi concurat pentru hrana – cum ar fi insectele – cu pasarile nou evoluate. Dezvoltarea unor corpuri mai mari ar fi ajutat pterozaurii sa caute lucruri noi de mancare.

Dar  D. sgiathanach  a evoluat cu zeci de milioane de ani inainte ca primele pasari sa zboare. Deci pterozaurii trebuie sa se fi confruntat cu alte presiuni pentru a deveni mari rapid.

Mergand la nivel global

Un alt studiu recent vorbeste despre cat de repede si departe s-au raspandit pterozaurii in intreaga lume. Andres si colegii sai au descoperit recent fragmente de pterozaur in Argentina. Bitii au ajutat la identificarea a doua specii noi-noute. Echipa lui Andres a descris aceste fosile in martie 2022 in  Papers in Paleontology .

Roca in care au fost gasite aceste fosile s-a format intre 206 si 200 de milioane de ani in urma. Acea roca s-a format in sud-vestul supercontinentului Pangea (Pan-GEE-uh). Ramasitele de pterozauri din aproximativ aceeasi perioada au aparut si in America de Nord, Europa si Groenlanda. Toate acele zone faceau atunci parte din nord-vestul Pangeei.

Acest lucru sugereaza ca pterozaurii s-au raspandit departe cu zeci de milioane de ani mai devreme decat credeau oamenii de stiinta.

Cel mai mare animal care a zburat vreodata

Niciun pterozaur nu a captat vreodata imaginatia la fel de mult ca  Quetzalcoatlus northropi . Aceasta fiara a fost cea mai mare creatura care a zburat vreodata. O versiune fictiva a acestuia chiar doboara un avion in filmul  Jurassic Park: Dominion .

Oamenii de stiinta au descris pentru prima data specia in 1975. In mai multe lucrari din 2021, Andres si altii s-au bazat pe aceasta descriere timpurie. Pentru prima data, munca lor s-a adancit in dimensiunea, aspectul, miscarile si habitatul acestei specii emblematice.

Au fost gasite doar o mana de fosile din aceasta specie. Majoritatea au aparut in sud-vestul Texasului. Au provenit din roci care s-au format intre 69 de milioane si 66 de milioane de ani in urma. Asta inseamna ca unii dintre acesti pterozauri ar fi putut fi in viata atunci cand sau chiar inainte ca asteroidul care ucide dinozauri sa loveasca Pamantul, spune Tom Lehman. Este paleontolog de vertebrate la Universitatea Texas Tech din Lubbock.

O mare parte din ceea ce oamenii de stiinta banuiesc despre  Q. northropi  provine de la o specie inrudita. Numit  Q. lawsoni , fosilele sale sunt mult mai comune. Exista suficiente oase pentru a reconstrui cea mai mare parte a acestui pterozaur. Se pare ca avea o anvergura a aripilor de aproximativ 4,5 metri (aproape 15 picioare). A trait in aceeasi zona si aproximativ in aceeasi perioada cu  Q. northropi , spune Lehman. Dar echipa sa estimeaza ca  Q. northropi  avea o anvergura a aripilor mult mai mare: poate 10 metri (33 picioare) sau mai mult!

Quetzalcoatlus northropi de marimea unei girafe a fost cea mai mare creatura zburatoare care a trait vreodata. Este posibil sa fi cautat hrana in pajisti si ape putin adanci, asa cum fac starcii si berzele moderne.JAMES KUETHER

Pe baza masuratorilor lor, cercetatorii au realizat modele in marime naturala ale  oaselor lui Q. northropi . Acestea le-au permis sa vada cum s-ar fi mutat acesti monstri aeriani.

„Spatele lor este atat de scurt si picioarele lor sunt atat de lungi incat nu ar putea merge ca alte [creaturi cu patru picioare]”, spune Kevin Padian. Este paleontolog de vertebrate la Universitatea din California, Berkeley. „Membrelele lor anterioare sunt atat de lungi, incat nu au putut evita sa atinga pamantul.” Cu toate acestea, urmele de pterozauri sugereaza ca acele membre anterioare nu ajutau sa propulseze creatura in timp ce mergea. In schimb, par sa fi sustinut-o – ca niste bastoane.

Quetzalcoatlus  ar putea ajunge la pamant cu ciocul sau lung si fara dinti – si chiar mai jos in corpurile de apa. Odata ce a prins prada, isi putea inclina ciocul spre cer, apoi isi putea inghiti victimele intregi. Padian si colegii sai sugereaza ca acest pterozaur a patrulat pe pajisti sau a pasit in ape putin adanci. (Asa fac berzele si starcii din zilele noastre.) Acolo, creatura ar fi smuls pesti, mamifere sau chiar mici dinozauri folosindu-si ciocul ca pe betisoare.

Vederea unui pradator de marimea unei girafe care pandeste prin mlastini ar fi fost, fara indoiala, impresionanta. „Cel mai rau lucru cu pterozaurii”, spune Andres, „este ca nu mai sunt prin preajma”.