Hoe leerden gevederde dinosaurussen te vliegen?

Slechts 50 jaar geleden leek de theorie dat vogels afstammen van dinosaurussen volkomen belachelijk - iedereen weet tenslotte dat de meeste vogels kleine, lichte, fladderende wezens zijn, terwijl de meeste dinosauriërs enorm, ploeterend en duidelijk onaërodynamisch waren. Maar toen het bewijsmateriaal - kleine dinosaurussen met veren, snavels en andere vogelachtige kenmerken - begon te groeien, werd het verband tussen dinosauriërs en vogels duidelijk voor wetenschappers, en vervolgens voor het grote publiek. Tegenwoordig is het de zeldzame paleontoloog die de afstamming van vogels van dinosauriërs betwist, hoewel er enkele uitschieters zijn die proberen en we moeten achterlaten om uit te leggen waarom vogels niet van dinosaurusformaat zijn.

Dit betekent echter niet dat alle technische aspecten van de overgang van dinosaurus naar vogel voor eens en voor altijd zijn geregeld. Onderzoekers zijn het nog steeds niet eens over welke families van dinosaurussen het meest verwant waren aan moderne vogels, of de veren van deze dinosaurussen aerodynamisch of sierlijk waren en - misschien het meest omstreden van allemaal - hoe deze reptielen-proto-vogels erin slaagden de enorme evolutionaire sprong te maken in aangedreven vlucht.

De oorsprong van gevederde dinosaurussen

Waarom en hoe evolueerden de kleine theropod-dinosaurussen uit de Jura en het Krijt-tijdperk veren? Het is een veel voorkomende fout bij degenen die in de evolutietheorie niet zijn tegengekomen om aan te nemen dat veren zich specifiek hebben ontwikkeld voor het doel van de vlucht. Evolutie is echter een blind proces - het 'weet' niet waar het naartoe gaat totdat het er is. Om deze reden is de meest algemeen aanvaarde verklaring vandaag dat dinosaurussen veren ontwikkelden als een middel om zichzelf te isoleren in koude klimaten (en, mogelijk, als een manier om zichzelf op te blazen in de ogen van het andere geslacht met jassen van opzichtig verenkleed).

Als dit onwaarschijnlijk klinkt, moet je er rekening mee houden dat zelfs vogels die miljoenen jaren niet hebben gevlogen, zoals struisvogels en emoes, nog steeds hun veren behouden, een duur accessoire in termen van energieverbruik. Als het doel van veren uitsluitend was om een ​​vlucht te besturen, zou er vanuit evolutionair perspectief geen reden zijn voor pinguïns om deze aanhangsels te houden: in feite zijn ze misschien beter af volledig naakt, of hebben ze dikke vachten! (Zie voor meer informatie over dit onderwerp Waarom hadden dinosaurussen veren?)

De eerste onbetwistbare gevederde dinosaurussen - zoals Archaeopteryx en Epidendrosaurus - verschenen op aarde tijdens de late Jura-periode, ergens tussen 160 en 150 miljoen jaar geleden. Terwijl de aionen zich voortzetten, evolueerden de primitieve (dat wil zeggen, korte en haarachtige) veren van deze vroege dino-vogels geleidelijk naar de brede, platte veren die we tegenwoordig kennen, die beter geschikt zijn om lucht op te vangen (en dus de onderliggende huid). Op dit punt stelt de vraag zich af: hoe zijn deze gevederde dinosauriërs overgestapt op de vlucht?

Theorie # 1: Gevederde dinosaurussen maakten een sprong in de vlucht

Extrapolerend achterwaarts van het gedrag van sommige moderne vogels, is het redelijk om te concluderen dat de kleine tot middelgrote tweepotige theropoden van het Krijt (met name de ornithomimiden of "vogel nabootst", maar ook roofvogels en mogelijk zelfs kleine tyrannosauriërs ) kunnen topsnelheden bereiken van 30 of 40 mijl per uur. Terwijl deze theropoden renden (hetzij in de prooi jagen of proberen te ontsnappen, omdat ze zelf werden opgegeten), gaven hun laag isolerende veren hen een lichte aerodynamische "veerkracht", waardoor ze hun volgende maaltijd konden landen of een andere dag konden zien. Omdat goed gevoede dinosaurussen, en diegenen die predatie vermeden, meer nakomelingen voortbrachten, was de evolutionaire trend in de richting van grotere veren, die meer "lift" gaven.

Vanaf daar, zo luidt de theorie, zou het slechts een kwestie van tijd zijn geweest voordat een gevederde dinosaurus, althans voor een korte periode, daadwerkelijk vluchtte. Maar op dit punt is het belangrijk om te begrijpen wat "korte tijd" betekent in een evolutionaire context. Er was geen enkel bepalend moment toen een kleine, gevederde theropod per ongeluk recht van de zijkant van een klif rende en op magische wijze als een moderne vogel vluchtte. In plaats daarvan moet je je voorstellen dat dit proces zich in de loop van miljoenen jaren stapsgewijs voordoet - sprongen van vier voet, vijf voet, tien voet, totdat er geleidelijk iets leek op een aangedreven vlucht.

In de uitstekende Nova aflevering De Four-Winged Dinosaur (over een exemplaar van Microraptor dat onlangs in China was ontdekt), wordt een paleontoloog geciteerd die zegt dat de jonge vogels van moderne vogels de neiging hebben om hun evolutionaire erfgoed te recapituleren. Dat wil zeggen, hoewel deze pas uitgekomen kuikens niet kunnen vliegen, kunnen ze over grotere afstanden springen en gemakkelijker hellende oppervlakken insluiten, met de aerodynamische lift van hun veren - dezelfde voordelen als de gevederde dinosaurussen uit de Jura en het Krijt.

Theorie # 2: Gevederde dinosaurussen hebben een vlucht bereikt door uit bomen te vallen

Het probleem met theorie # 1 is dat vogels tegenwoordig niet de enige levende dieren zijn waarvan het gedrag kan worden geëxtrapoleerd naar uitgestorven dinosaurussen. Vliegende eekhoorns glijden bijvoorbeeld over bosluifels door van de hoge takken van bomen te springen en de huidflappen te verspreiden die aan hun armen en benen zijn bevestigd. Ze kunnen natuurlijk niet vliegen, maar ze kunnen glijden over indrukwekkende afstanden, tot twee derde van de lengte van een voetbalveld voor sommige soorten. (Een andere familie van zweefvliegen en vliegende dieren zijn de pterosauriërs, die alleen in de verte verwant waren met dinosaurussen en niet direct voorouderlijk waren voor moderne vogels.)

Het is denkbaar dat sommige soorten gevederde dinosauriërs hoog in bomen hebben geleefd (wat betekent dat ze relatief klein zijn en kunnen klimmen). De redenering luidt dat deze theropoden dan hetzelfde evolutiepad hebben gevolgd als vliegende eekhoorns, glijdend voor langere en langere afstanden van tak tot tak, of van boom tot boom, terwijl hun veren langzaam evolueerden naar de optimale vorm en configuratie. Uiteindelijk konden ze van een hoge tak springen en voor onbepaalde tijd de lucht in gaan, en voila - de eerste prehistorische vogels!

Het grootste probleem met deze "boom" vluchttheorie, zoals het wordt genoemd, is dat het gemakkelijker is om te veronderstellen dat een aangedreven vlucht evolueert in het ground-up scenario (stel je een angstige dinosaurus voor die wanhopig met zijn vleugels klapt terwijl hij probeert te ontsnappen aan een vraatzuchtige Allosaurus) dan als gevolg van boom-tot-boom glijden. We hebben ook indirect bewijs tegen dit scenario, dat ondanks miljoenen jaren van evolutie geen vliegende eekhoorn (met uitzondering van Bullwinkle's vriend Rocky) erin is geslaagd om een ​​aangedreven vlucht te bereiken - hoewel, om eerlijk te zijn, vleermuizen dat zeker hebben gedaan. Meer ter zake, echter, hebben paleontologen absoluut geen fossiel bewijs geleverd voor boombewonende dinosaurussen.

Huidig ​​denken over gevederde dinosaurussen en vogels

Er worden voortdurend nieuwe geslachten van kleine, gevederde dinosaurussen ontdekt, veel daarvan in China. Omdat deze dinosaurussen dateren uit verschillende geologische tijden, variërend van het Jura tot het Krijt, gescheiden door tientallen miljoenen jaren, kan het voor paleontologen moeilijk zijn om de exacte evolutielijn te reconstrueren die van dinosaurussen naar vogels leidde. De rare, vier-vleugelige Microraptor heeft bijvoorbeeld een intens debat teweeggebracht: sommige onderzoekers zien het als een evolutionaire doodlopende weg, anderen als een "tussenliggende" vorm tussen dinosauriërs en vogels, en weer anderen als technisch gezien helemaal geen dinosaurus, maar een uitloper van de archosaurus stamboom die aan de opkomst van de dinosauriërs voorafging.

Verder complicerende zaken, het is mogelijk dat vogels niet één keer evolueerden, maar meerdere keren tijdens het Mesozoïcum. (Dit type 'convergente evolutie' komt vrij vaak voor; daarom bootsen moderne giraffen bijvoorbeeld de lichaamsvorm van honderd miljoen jaar oude sauropoden na). Sommige van deze vogels hebben mogelijk een vluchtbaan-mode bereikt, anderen door uit bomen te vallen en weer anderen door een bizarre combinatie van de twee. Het enige dat we met zekerheid kunnen zeggen is dat alle moderne vogels afkomstig zijn van één gemeenschappelijke voorouder; dat wil zeggen, als vogels inderdaad meerdere keren evolueerden tijdens het tijdperk van dinosaurussen, wist slechts één van deze lijnen te overleven in het Cenozoïcum.