Pterozaurai — skraidantys ropliai mezozojaus eroje: apibrėžimas ir faktai
Pterozaurai: įspūdingi mezozojaus skraidantys ropliai — nuo smulkių iki 12 m sparnų, fosilijos, evoliucija ir įdomūs faktai viename straipsnyje.
Pterozaurai buvo skraidantys ropliai, gyvenę mezozojaus eroje tuo pačiu metu kaip ir dinozaurai. Dauguma pterozaurų buvo gana maži, tačiau viršutinėje kreidoje kai kurie jų išaugo didesni už visus kitus skraidančius gyvūnus. Pterozauro Quetzalcoatlus sparnų ilgis siekė iki 12 metrų (~40 pėdų). Pterozaurai egzistavo maždaug nuo vėlyvojo triaso iki kreidos pabaigos, t. y. prieš apie 228–66 mln. metų; jų populiacijos žuvo kartu su daugybe kitų rūšių K/T (K–Pg) išnykimo įvykyje.
Išvaizda ir anatominės savybės
Pterozaurai turėjo keletą specializuotų adaptacijų skrydžiui: plonos, bet tvirtos membranos sparnus, kuriuos palaikė išstieptas ketvirtasis pirštas; lengvą, dažnai orų užpildytą skeleto struktūrą; ir didelę krūtinės ląstos dalį su krumpliu (sternumo skersine iškyša), prie kurios prisitvirtino stiprūs skrydžio raumenys. Jų sparnai buvo sudaryti iš odos atvartų tarp kūno ir didelio ketvirtojo piršto (kartais vadinamo "sparno pirštu"). Sparno membrana galėjo turėti kelias sekcijas (plagiopatagium, brachiopatagium ir uropatagium arba actinopatagium), kurios skirtingose rūšyse skyrėsi savo išsidėstymu ir prijungimo taškais (kai kuriais atvejais prijungtos prie kojų).
Jų kūnai buvo padengti plonais plaukeliais, vadinamais pycnofibromis (dažniausiai lietuviškai - plaukeliai), dėl kurių pterozaurai galėjo geriau reguliuoti kūno temperatūrą. Daugelyje rūšių pastebima kaukolės įvairovė – nuo ilgo, dantyto žandikaulio iki trumpų, be denticulių snukio; kai kurios rūšys turėjo puošnius kaukolės skydelius (crestus), kurie tikriausiai tarnaudavo poravimosi ritualuose, rūšių atpažinimui arba aerodinamikai.
Skrydis ir judėjimas
Pterozaurai yra pirmieji žinomi stuburiniai, kuriems anksčiausiai išsivystė judrusis skrydis. Jų skrydis apėmė tiek aktyvų pliaukštelėjimą, tiek išnaudojimą oro srovių ir dinaminį glisavimą. Didieji pterodaktiloidai (pvz., Quetzalcoatlus) galėjo panaudoti termikas ir pakilimo srautus panašiai kaip šiuolaikiniai dideli paukščiai (pvz., kondorai), o mažesni rūšys — greitą pliaukštelėjimą ir manevringą skraidymą. Daugelis tyrimų rodo, kad pterozaurai naudodavo keturpėdį paleidimo mechanizmą (quadrupedal launch) — jie įsvirsdavo į sparnus paspausdami ir stumdami tiek kojomis, tiek stipriomis priekinėmis galūnėmis, kad greitai pakiltų nuo žemės.
Elgesys, mityba ir ekologinė įvairovė
Pterozaurai užėmė įvairias ekologines nišas: žvejojo, gaudė vabzdžius, medžiojo mažus stuburinius, rinko kriaukles ar net gyveno kaip plėšrūnai ar skarabėliai. Dantyti su ilgais žandikauliais ir spygliuotais sąkandžiais dažnai buvo prisitaikę žvejybai; be dantų turintys formos dažnai švaistė snapus įpančiui ar plėrimui. Dydžiai labai svyravo — nuo mažų, suaugusių egzempliorių, kurių sparnų ilgis galėjo siekti vos keliolika centimetrų, iki milžiniškų rūšių su keliasdešimties metrų sparnų pločiu.
- Mityba: insectivorai, piscivorai, plėšrūnai, pažeidėjai ir visuomenėje esantys skraiduoliai.
- Elgesys: galėjo gyventi kolonijomis, kartais marginti porų ryšius, vykdyti demonstracinius elgesius naudodami kaukolės skydus.
Klasifikacija ir rūšių skirstymas
Pterozaurai tradiciškai skirstomi į dvi dideles grupes: ankstyviesiems ramforinchoidams (dažnai vadinamiems "rhamphorhynchoids", pvz., Rhamphorhynchus) — turintiems ilgą uodegą ir dažnai dantytus žandikaulius) ir pažangesnėms pterodaktiloideo (pterodactyloids, pvz., Pterodactylus) — turinčioms trumpesnes uodegas, didesnę kūno ir galvos įvairovę ir dažnai be dantų). Pterodactyloidai vėliau įgijo didesnį kūno dydį ir modifikuotas sparno membranas, kas leido jiems užpildyti daugybę ekologinių nišų kreidos metu.
Dauginimasis, kiaušiniai ir vystymasis
Fosilijos rodo, kad pterozaurai dėjo kiaušinius su plona, kartais kalkingu lukštu arba minkštesniu apvalkalu. Kiaušiniai ir iš jų išsiritę jaunikliai dažnai buvo gana išsivystę (precocialūs) — tai reiškia, kad jaunikliai galėjo judėti ir net skraidyti arba glisuoti netrukus po išsiritimo, nors kai kurios rūšys galėjo reikalauti tėvų priežiūros tam tikrą laiką.
Fosiliniai radiniai ir istorija
Pirmosios fosilijos aptinkamos viršutiniame triase, o grupė tęsiasi iki K/T išmirimo įvykio kreidos pabaigoje (prieš 220-65,5 mln. metų). Vėlyvojo juros periodo Solnhofeno kalkakmenyje Vokietijoje rasti puikiai išsilaikę egzemplioriai leido mokslininkams detaliai studijuoti jų anatomiją ir pėdsakus. Pirmoji pterozauro fosilija rasta 1784 m. toje pačioje vietovėje, kur vėliau rasta ir archeopteriksas. Georges'as Cuvier 1801 m. pirmą kartą iškėlė prielaidą, kad pterozaurai buvo skraidantys padarai.
Nuo tada, kai buvo rasta pirmoji pterozauro fosilija, vien tose nuosėdose buvo rastos daugybė (dvidešimt devynios ir daugiau) rūšių. Garsus ankstyvasis radinys Jungtinėje Karalystėje buvo 1828 m. Lyme Regis, Dorsete, Anglijoje, Marijos Anning (Mary Anning) rastas Dimorphodon egzempliorius. Pterozauro pavadinimas Pterosauria buvo sukurtas 1834 m., o nuo tada sistematika ir taksonomija nuolat koreguojama pagal naujus radinius ir filogenetinius tyrimus.
Metabolizmas ir gyvenimo būdas
Daugelis įrodymų (pvz., plaukeliai/pycnofibros, aktyvios judėjimo adaptacijos) rodo, kad pterozaurai galėjo turėti aukštesnį metabolizmą nei šiuolaikiniai varliagyviai ar daugelis roplių, t. y. jie dažnai apibūdinami kaip šiltakraujai arba bent jau nuolat palaikantys aktyvesnį metabolinį tempą. Tai leido jiems išlaikyti intensyvų skrydžio ritmą ir ištverti ilgus migracijos ar maisto paieškos skrydžius.
Išnykimas
Pterozaurai, kaip ir daugelis kitų mezozojaus grupių, išnyko kreidos pabaigoje per masinį išnykimą (K–Pg ribą). Nors tikslios jų išnykimo priežastys išlieka diskutuotinos, pagrindiniai veiksniai greičiausiai apėmė didelius klimato pokyčius, pasaulinių ekosistemų sutrikimus ir galimai meteorito smūgį, kuris paveikė maisto tinklus ir buveines.
Išvados
Pterozaurai buvo labai sėkmingi ir įvairi grupė, pirmieji stuburiniai, aktyviai valdę oro erdvę milijonams metų. Jų įvairovė, anatominės naujovės bei ekologinės adaptacijos dar ilgai lieka įdomi tyrimų sritis paleontologams ir biologams, siekiantiems geriau suprasti skrydžio evoliuciją ir mezozojaus ekosistemas.
Rhamphorhynchoids
Šiai ankstyvajai grupei gerai sekėsi nuo viršutinio triaso iki apatinės kreidos. Kai pirmą kartą juos pamatome fosilijose, jie sukūrė tris šeimas, todėl biologai žino, kad jų ankstyvoji evoliucija dar neatskleista. p. 240, 246. Šioms trims šeimoms atstovauja trys gentys: Rhamphorhynchus, Dimorphodon ir Eudimorphodon. Juros periodo pradžioje pasirodo dar bent viena šeima - Anurognathidae.
Grupė turėjo ilgą uodegą, paprastai sutvirtintą į strypus panašiomis kaulinėmis sausgyslėmis, kad ji būtų tiesi. Tai rodo, kad jų skrydis buvo itin stabilus, t. y. jie laikėsi krypties, o ne skraidė. Šią savybę taip pat turi archeopteriksai, ankstyvieji šikšnosparniai ir vabzdžiai, pavyzdžiui, drakonai.
Norint tai suprasti, reikia žinoti keletą pagrindinių dalykų apie skrydžio aerodinamiką ir stabilumą. Ankstyvieji lėktuvai buvo labai stabilūs, tokie yra ir laineriai. Norint greitai skrieti lėkštėmis, reikia ypatingų pažangių smegenų ir refleksų, kuriuos vėlesni paukščiai ir pterozaurai turėjo, o ankstyvieji - ne. Lėktuvuose analogija būtų naikintuvai, kuriems reikia tokios greitos reakcijos, kad detales nustato kompiuteris, o pilotas nurodo, kur skristi. Nestabiliam skrydžiui valdyti reikia daugiau smegenų nei stabiliam skrydžiui.
Visos šios grupės rūšys turi dantis. Tai vėlgi panašu į paukščių atvejį: Archeopteriksas ir daugelis kreidos paukščių turi dantis, o šiuolaikiniai paukščiai - ne. Dantų trūkumas yra tas, kad jie gana sunkūs; kai gyvūnas gali apsieiti be jų, jie palaipsniui atrenkami. Akivaizdu, kad be dantų negalima kramtyti maisto, tačiau yra būdų, kaip tai apeiti. Kai kurie paukščiai dantis mala akmenimis, esančiais skrandyje arba skrandyje.
Ilgą laiką buvo manoma, kad ši grupė išnyko juros periodo pabaigoje, o tai buvo nedidelis išnykimas. Netgi juros pabaigoje Rhamphorhynchus buvo dažniausias pterozauras, rastas garsiojoje archeopteriksų radimvietėje Solnhofene, Bavarijoje, Vokietijoje, o dabar žinoma, kad grupė išliko iki apatinės kreidos. "Iki šiol buvo manoma, kad ramforhinchoidai išnyko juros pabaigoje, tačiau nauji radiniai Jeholo sekoje šiaurės rytų Kinijoje [rodo], kad šioje pasaulio dalyje jie išliko bent iki apatinės kreidos vidurio".
Solnhofene taip pat rastas vienas vabzdžiais mintančio Anurognathus egzempliorius. Jis turėjo trumpesnę uodegą nei bet kuris kitas rhamphorhynchoid. Tai leidžia manyti, kad jam reikėjo išsisukinėti, kad pagautų vabzdžių: "judrus ir labai manevringas". p270.
Rhamphorhynchus, Briuselio gamtos istorijos muziejus.
Pterodaktiloidai
Iškastiniai pterodaktilodai pasirodo viršutinėje juroje. Jie buvo trumpakojų pterozaurų, o tai leidžia manyti, kad jų skrydžio valdymas buvo sudėtingesnis, ir tai, be abejo, suteikė jiems tam tikrų pranašumų. Solnhofene rasta 2-300 egzempliorių 17 skirtingų pterozaurų rūšių, priklausančių aštuonioms skirtingoms gentims. p263 Tarp jų - ankstyviausi Pterodactylus ir Germanodactylus genties, kuri taip pat rasta Anglijoje ir Kinijoje, pavyzdžiai. Ctenochasma, taip pat iš Solnhofeno, turėjo 260 plonų dantų šukes, rodančias, kad tai buvo filtruojančiu maistu besimaitinantis gyvūnas, kuris galėjo braidyti arba plaukioti vandenyje. Buvo dar kelios gentys, pasižyminčios panašiu gyvenimo būdu.
Žemutinėje kreidoje buvo daug pterodaktilų, dažniausiai gana mažų. Palaipsniui išsivystė didesni variantai, o viršutinėje kreidoje dauguma pterozaurų turėjo didžiulius sparnus ir akivaizdžiai įveikdavo didžiulius atstumus, skrisdami aukštyn kylančiomis srovėmis šiltoje aplinkoje. Garsūs pavyzdžiai - pteranodonas, kurio sparnų plotis viršijo 20 pėdų (7 m), ir ketzalkoatlas, kurio sparnų plotis siekė 40 pėdų (12 m). Jų mitybos įpročių klausimas vis dar neišspręstas.
Kadangi paukščiai jau buvo paplitę apatinėje kreidoje, jie turėjo stipriai konkuruoti su mažesniais pterodaktilodais. Tai gali paaiškinti mažesnių pterozaurų rūšių išnykimą, nors dėl fosilijų iš miškingų vietovių trūkumo apie tai sunku spręsti. Akivaizdu, kad didžiuliai viršutinės kreidos periodo tipai gyveno kitokiu gyvenimo būdu nei mažesnės rūšys, kuris dar nebuvo prieinamas paukščiams. Viršutinėje kreidoje pasikeitus klimatui, kuris tapo šaltesnis ir sezoniškesnis, pterozaurų skaičius sumažėjo. Kaip ir dauguma didesnių Žemės rūšių, didžiuliai pterozaurai neišgyveno K/T išnykimo laikotarpio. Bent jau kai kurios paukščių šeimos išgyveno. Taip baigėsi dviejų rūšių skraidančių roplių konkurencija per ilgus 79 mln. metų trukusį kreidos periodą. p346.
Pteranodonas: iš originalių iškastinių kaulų kopijų pagamintas skeletas. Nedidelė kaulinė šukė kaukolės gale rodo, kad šis skeletas priklausė patelei.
Pterozaurų gyvenimo būdas
Maistas
Pterozaurų galva ir žandikauliai yra labai įvairiai prisitaikę, todėl visiškai aišku, kad skirtingos formos naudojo skirtingus maitinimosi būdus, kaip tai daro paukščiai. Apskritai daugiausia fosilijų rasta jūriniuose sluoksniuose, o tai rodo, kad jie galėjo gerai skraidyti virš vandens ir kad daugelio rūšių meniu buvo žuvys. Žuvėdrų žandikauliai buvo ilgi ir dažnai turėjo į priekį nukreiptus dantis, tinkamus žuvims gaudyti (žr. Anhanguera). Paskutinės žuvies vakarienės liekanų rasta Pteranodonui.
Iš fosilijų matyti, kad vieno Argentinoje rasto pterozauro (Pterodaustro) burnoje buvo į šukas panašūs sieteliai. Pterozauras tikriausiai maitinosi pripildydamas apatinį žandikaulį vandens ir išstumdamas vandenį iš burnos per sietelius. Sietuvai galėjo sugauti vandenyje esantį planktoną ar kitus smulkius gyvūnus, o kai vanduo išnykdavo, gyvūnas galėdavo suvalgyti tai, kas likdavo. Kitos rūšys turėjo ilgus, suspaustus apatinius žandikaulius, o tai leidžia manyti, kad jos buvo vandens viršuje esantys skėriai.
Kitas pagrindinis maisto produktas buvo vabzdžiai. Mezozojaus amžiuje buvo gausu skraidančių vabzdžių, o daugelis pterozaurų rūšių aiškiai rodo, kad tai buvo jų maistas. Jų burna plati, dažnai su trumpais į kaiščius panašiais dantimis. p339-341
Pterozauro skrydis
Ilgą laiką žmonės manė, kad pterozaurai galėjo tik sklandyti ir skraidyti, bet nebuvo pakankamai stiprūs, kad plasnotų sparnais. XX a., išradus lėktuvus, mūsų supratimas apie skraidymą pagerėjo. Anglų paleontologai įrodė, kad pterozaurai galėjo skraidyti, o Tilly Edingeris įrodė, kad juros periodo pabaigoje pterozaurų smegenys buvo panašesnės į šiuolaikinių paukščių, o ne į archeopteriksų smegenis. Naujausiuose darbuose jų skrydžiui imituoti buvo naudojamas veikiantis modelis. p218 Sparnų membrana buvo maždaug 1 mm storio, su tvirta oda ir ją sutvirtinančiomis ilgomis skaidulomis. Tai aiškiai matyti kai kuriose fosilijose. p332 Tokia struktūra padėjo sparnams atlaikyti skrydžio metu patiriamą įtampą. Didesnieji pterozaurai daugiausia skraidė, kaip ir dabartiniai paukščiai.
Kaip pterozaurai judėjo žeme, iki šiol buvo mįslė. Labiausiai tikėtina, kad ant žemės jie vaikščiojo keturiomis kojomis, nes rasta iškastinių pėdsakų, rodančių, kad jie naudojo ir kojas, ir rankas.
Pterozaurai taip pat turėjo ypatingus kaulus. Jie buvo labai lengvi (net lengvesni už paukščių sparnus - kai kurie buvo ploni kaip popieriaus lapas), o kai kurie - beveik tuščiaviduriai. Mažytės skylutės kauluose liudija apie oro maišelius, kurie, kaip ir pas paukščius, tęsėsi į slankstelius ir galūnių kaulus. Taip pat būta atraminių statramsčių, dėl kurių šie kaulai buvo tvirtesni. Su šiais ypatingais kaulais net didžiausias iš pterozaurų - Quetzalcoatlus - tikriausiai svėrė mažiau nei 200 kg.
Dauginimasis ir vystymasis
Pterozaurai tikriausiai dėjo kiaušinius, o kai kurių kiaušinių rasta pterozaurų radimvietėse. Yra įrodymų, kad kai kurios rūšys, pavyzdžiui, pteranodonas, turėjo lytinį dimorfizmą (lytys atrodė skirtingai). Skeletai su didelėmis kaukolės (galvos) keteromis ir mažais dubens kanalais tikriausiai buvo patinai. Kai toje pačioje vietoje aptinkami keli egzemplioriai, suaugusiuosius galima atskirti nuo jauniklių. Eudimorphodon dantų nusidėvėjimo įrodymai rodo, kad jaunikliai buvo vabzdžiaėdžiai, o suaugusieji maitinosi žuvimis. p343 Šių šiltakraujų roplių vystymasis vyko sparčiai, o jų gyvenimo būdas daug kuo panašus į paukščių. Didelis energijos kiekis, reikalingas skrydžiui, paaiškina, kodėl abiejų roplių formų (pterozaurų ir paukščių) medžiagų apykaita išsivystė panaši. Daugeliu atžvilgių paukščiai ir pterozaurai yra geri konvergentinės evoliucijos pavyzdžiai.
Anhanguera
Quetzalcoatlus , Burpee gamtos istorijos muziejus Rokforde, Ilinojaus valstijoje
Susiję puslapiai
- Pterozaurų sąrašas
Klausimai ir atsakymai
K: Kokioje epochoje gyveno pterozaurai?
A: Pterozaurai gyveno mezozojaus eroje tuo pačiu metu kaip ir dinozaurai.
K: Kokio dydžio buvo vieni didžiausių pterozaurų?
A: Didžiausių pterozaurų sparnų ilgis siekė iki 12 metrų (~40 pėdų).
K: Kada atsirado pirmosios pterozaurų fosilijos?
A: Pirmosios pterozaurų fosilijos aptinkamos viršutiniame triase.
K: Kaip jie skraidė?
A.: Pterozaurai galėjo skraidyti arba kilti aukštyn, o jų sparnai buvo pagaminti iš odos atplaišos tarp kūno ir didelio ketvirtojo piršto (kartais vadinamo "sparno pirštu").
K: Kas atrado pirmąją pterozauro fosiliją?
A: Pirmąją pterozauro fosiliją 1784 m. Vokietijoje atrado Georges'as Cuvier.
K: Koks dar vienas garsus Jungtinės Karalystės radinys?
A: Dar vienas garsus Jungtinės Karalystės radinys - tai Mary Anning Dimorphodon egzempliorius, kurį ji rado 1828 m. Lyme Regis, Dorsete, Anglijoje.
K: Su kokia grupe glaudžiai susiję pterozaurai?
A: Pterozaurai yra artima gimininga dinozaurų grupė, priklausanti Archosauria grupei.
Ieškoti