Dlaczego ptaki przeżyły, a dinozaury wyginęły po uderzeniu asteroidy w Ziemię

0
39
views
Dzięcioł duży zjada orzech laskowy. Ptasie dzioby mogły pozwolić zwierzętom na jedzenie nasion i orzechów po uderzeniu asteroidy w Ziemię, niszcząc wiele form życia. (Zdjęcie: Arterra/Universal Images Group via Getty Images)

Paleontolodzy uważają, że dzioby mogły dawać ptakom przewagę nad innymi stworzeniami.

Ptaki to jedyne dinozaury. To może wydawać się dziwne. Gołąb czy pingwin nie wyglądają jak tyranozaur. Ale połączenie wciąż istnieje, aż do kości. Około 150 milionów lat temu, w okresie jurajskim, pierwsze ptaki wyewoluowały z małych, pierzastych dinozaurów, stając się kolejną gałęzią drzewa genealogicznego dinozaurów. Przez ponad 80 milionów lat kwitły wszelkiego rodzaju ptaki, od luno-podobnych pływaków z zębami po ptaki z dziobami.

Z perspektywy czasu ptaki można sklasyfikować jako ptasie dinozaury, a wszystkie inne gatunki – od stegozaurów po brontozaury – to nie-ptasie dinozaury.

Jedynym powodem, dla którego paleontolodzy dokonują tego rozłamu, jest katastrofa, która wydarzyła się 66 milionów lat temu. Asteroida o średnicy ponad 9,5 km uderzyła w teren, który obecnie jest półwyspem Jukatan, wywołując piąte masowe wymieranie w historii świata.

Niektóre szczątki wyrzucone do atmosfery powróciły na Ziemię, tarcie zamieniło powietrze w piec i wywołało pożary lasów, gdy szczątki lądowały na całym świecie. Następnie intensywność impulsu ciepła ustąpiła miejsca długotrwałej zimie, gdy spadła temperatura, a niebo zostało przesłonięte przez sadzę i popiół. W sumie ponad 75% gatunków znanych z końca okresu kredy, 66 milionów lat temu, nie dotarło do następnego okresu paleogenu. Geologiczna przerwa między nimi nazywa się granicą K-Pg, a ptaki z dziobami były jedynymi dinozaurami, które przetrwały katastrofę.

„Odbyło się wiele dyskusji na temat tego, co umożliwiło współczesnym ptakom przetrwanie wyginięcia K-Pg, podczas gdy inne grupy ptaków, dinozaury, a nawet pterozaury wyginęły” – mówi paleontolog z Royal BC Museum Derek Larson. Koniec kredy obfitował w cały wachlarz ptaków i ptasich gadów. Ale z tych grup przetrwały tylko ptaki z dziobami.

Czytaj: Piękne ptaki występujące w naturze

Wszystkie żyjące ptaki mają bezzębne dzioby, ale nie zawsze tak było. Pierwszy ptak, liczący 150 milionów lat Archeopteryks, początkowo wprawił w zakłopotanie dziewiętnastowiecznych przyrodników, ponieważ miał zęby. Przez dziesiątki milionów lat po Archeopteryksie, uzębione ptaki nadal rozwijały się i ewoluowały razem ze swoimi dinozaurami. A niektóre z tych uzębionych ptaków w końcu straciły zęby, wyrywając posiłki bezzębnymi dziobami.

Pytanie brzmi, jakie presje ewolucyjne zmusiły ptaki do utraty zębów, kiedy zęby wydają się tak przydatne. Biorąc pod uwagę, że większość ptaków lata, przystosowanie się do powietrza wydawało się możliwe. „Starsze hipotezy skupiały się na idei redukcji wagi podczas lotu” – mówi paleontolog z University of Texas w Austin Grace Musser, ale odkrycie, że niektóre uzębione ptaki były silnymi lotnikami, znów skłoniło naukowców do zbadania tematu.

Pożywienie mogło dać ptakom ewolucyjny impuls w kierunku bezzębnych dziobów, w miarę jak starożytne ptaki kwitły wśród innych dinozaurów. Paleontolodzy zauważyli, że niektóre grupy dinozaurów, w tym ptaki, wyewoluowały dzioby i utraciły zęby, gdy stały się bardziej roślinożerne. Podczas gdy najwcześniejsze ptaki miały zęby, aby złapać owady i inne małe kąski, niektóre linie ptaków zaczęły specjalizować się w owocach, nasionach i innych pokarmach roślinnych. Zamiast zębów do złapania, ptaki wyewoluowały dzioby do skubania.

Wśród ptaków, które zaczęły tracić zęby na rzecz dziobów, sposób, w jaki dzioby powstają podczas rozwoju, mógł pomóc w ewolucyjnej zmianie. „Zmiany w czaszce i twarzy, gdy dziób stał się bardziej złożony, mogły spowodować przesunięcie rozwijających się tkanek dookoła, zmieniając sposób ich interakcji w zarodku i skutkowały utratą formowania się zębów” – mówi Abigail Tucker, anatom z King’s College London.

Kiedy nastąpiło wyginięcie, cechy ptaków, które ewoluowały przez miliony lat, zadecydowały o życiu lub śmierci. Chociaż niektóre ptaki przeżyły uderzenie asteroidy i jego następstwa, nie wszystkie przetrwały. „Kiedy myślimy o hipotezach cech, które pozwalają ptakom przeżyć, musimy wziąć pod uwagę, że tylko niewielki skrawek różnorodności przedostał się na drugą stronę” – mówi Felice. Wymarły całe grupy ptaków, takie jak ptaki zębate zwane enantiornithes. Jest mało prawdopodobne, aby jedna cecha zadecydowała o losie wszystkich tych gatunków. Jednak przetrwanie wymarcia często sprowadza się do szczęścia, a dzioby mogły być asem niektórych ptaków.

Blue link: https://www.tbgtechco.com

Pod koniec kredy dziobate ptaki jadły już znacznie bardziej zróżnicowaną dietę niż ich ząbkowani krewni. Ptaki te nie specjalizowały się w owadach ani innej karmie dla zwierząt, więc były w stanie wyrywać twarde produkty, takie jak nasiona i orzechy. A w następstwie wyginięcia, kiedy życie zwierzęce zostało poważnie ograniczone, te twarde, wytrwałe małe kąski zostały dla ptaków z dziobami w trudnych czasach. Dziobami ptaki mogły żerować na nasionach zniszczonych lasów i przeczekać dziesięciolecia do powrotu roślinności.

Nie żeby dzioby gwarantowały przetrwanie zderzenia asteroidy. Ptak podobny do kaczki Vegavis żył pod koniec kredy i miał dziób, ale nic nie wskazuje na to, by ten ptak przeżył. „Samo posiadanie dzioba nie wystarczyło” – mówi Tucker. Chodzi raczej o to, że ptaki z dziobami i potężnymi żołądkami zdolnymi do miażdżenia twardych nasion miały nieoczekiwaną przewagę, która zwiększała ich szanse na przeżycie.

Czytaj: Zwierzęta, o których istnieniu nie miałeś pojęcia

Zarówno skamieniałości, jak i oś czasu ewolucji ptaków, dostrzeżone na podstawie ich genetycznych powiązań, wskazują, że wcześni przedstawiciele współczesnych grup ptaków – takich jak ptaki spokrewnione z kaczkami, papugami i kurczakami – były w pobliżu w czasie uderzenia asteroidy. Grupy te poniosły straty, ale przeżyły wystarczająco dużo, aby wyzwolić nowy impuls ewolucji ptaków w ciągu milionów lat po katastrofie. Wiele linii ptaków zmniejszyło się, zachowując rozmiar ich mózgu. W wyniku ewolucyjnego kurczenia się, ptaki miały większe mózgi w porównaniu z rozmiarami ich ciała, przygotowując grunt dla ptasiej inteligencji wykraczającej poza to, co mogły wyewoluować nie-ptasie dinozaury.

Ale duże zmiany ewolucyjne często wiążą się z ograniczeniami. „Utrata zębów ogranicza liczbę nisz żywieniowych, które ptaki mogą zbadać” – mówi Felice. „Roślinożerne ssaki i nie-ptasie dinozaury wyewoluowały stale rosnące zęby, aby mogły dalej jeść, gdy rośliny ścierały zęby, ale nie jest to możliwe w przypadku dzioba” – mówi Felice. A to oznacza, że czaszki ptaków nie musiały się tak bardzo różnić, aby wspierać różne szczęki i sposoby karmienia – odkryli Felice i współpracownicy w nowym badaniu ewolucji ptasiej czaszki.

Aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób ptaki zdołały przetrwać i żyć w świecie odbudowującym się po jednym z najgorszych masowych wyginięć wszech-czasów, należy znaleźć więcej skamieniałości z okresu bezpośrednio po masowym wymieraniu, z okresu zwanego paleocen. Paleontolodzy mają kilka wspaniałych przykładów skamieniałości ptaków sprzed około 10 milionów lat po katastrofie, z okresu zwanego eocenem, ale skamieniałości ptaków z warstwy między kredą a eocenem są fragmentaryczne i trudne do znalezienia. To są kości, które mogą ujawnić nowe sekrety.

Źródło: smithsonianmag.com