Dlaczego dinozaury miały pióra?

Pytanie, dlaczego niektóre dinozaury miały pióra, zasadniczo nie różni się od pytania, dlaczego ryby mają łuski lub dlaczego psy mają futro. Dlaczego nagi naskórek jakiegokolwiek zwierzęcia powinien posiadać jakikolwiek rodzaj pokrycia (lub, w przypadku ludzi, praktycznie nie ma żadnego pokrycia)? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy zająć się głębszą zagadką: czym była przewaga ewolucyjna pióra nadają dinozaurom nieosiągalne futro, szczecinę lub prosty, gadzi waga?

Zanim jednak zaczniemy, ważne jest, aby rozpoznać, że nie wszystko dinozaury miały pióra. Większość pierzaste dinozaury były teropody, szeroka kategoria obejmująca ptaki drapieżne, tyranozaury, ornitomimidy i „dinozaury”, a także najwcześniejsze dinozaury, takie jak Eoraptor i Herrerasaurus. Co więcej, nie wszystkie teropody zostały upierzone: to całkiem pewny zakład, że późna jura Allozaur miał łuskowatą skórę, podobnie jak inne duże teropody Spinozaur i Tyrannosaurus Rex (choć coraz większa liczba paleontologów uważa, że ​​pisklęta i młode te dinozaury mogły być uroczo pikowane).

Teropody nie były jedynymi członkami zakonu Saurischian („jaszczurowate”) dinozaury: co dziwne, ich najbliższymi krewnymi byli olbrzymi, ociężały, o nogach słoni zauropody, które różniły się wyglądem i zachowaniem od teropodów, jak to możliwe! Do tej pory absolutnie nie ma dowodów na istnienie żadnych upierzonych krewnych Brachiozaur lub Apatozaur, a takie odkrycie wydaje się niezwykle mało prawdopodobne. Powód ma związek z odmiennym metabolizmem dinozaurów teropodów i zauropodów, których więcej poniżej.

Ekstrapolując z przykładu współczesnych ptaków, możesz pomyśleć, że głównym celem piór jest podtrzymywanie lotu; pióra wychwytują małe kieszenie powietrzne i zapewniają kluczowe „podnoszenie”, które umożliwia ptakowi szybowanie w powietrze. Jednak wszystkie oznaki wskazują, że stosowanie piór w locie jest ściśle wtórne, co stanowi jeden z tych przypadkowych wydarzeń, z których ewolucja jest tak znana. Przede wszystkim funkcja piór ma zapewnić izolację, podobnie jak aluminiowa bocznica domu lub pianka poliuretanowa zapakowana w krokwie.

I dlaczego zwierzę potrzebuje izolacji, pytasz? Cóż, w przypadku dinozaurów teropodów (i współczesnych ptaków) dzieje się tak, ponieważ ma on endotermię (ciepłokrwisty) metabolizm. Kiedy stworzenie musi wytworzyć własne ciepło, potrzebuje sposobu, aby zatrzymać je tak skutecznie, jak możliwe, a płaszcz z piór (lub futra) to jedno z rozwiązań, które było wielokrotnie preferowane ewolucja. Podczas gdy niektóre ssaki (jak ludzie i słonie) nie mają futra, wszystkie ptaki mają pióra - i izolację waleczność piór nie jest lepiej wykazana niż u nielotnych ptaków wodnych zamieszkujących zimne klimaty, tj. pingwiny

Oczywiście rodzi to pytanie, dlaczego Allozaurowi i innym dużym dinozaurom teropodów brakowało piór (lub dlaczego te pióra były obecne tylko u młodych osobników lub piskląt). Może to mieć coś wspólnego z warunkami klimatycznymi w regionach, w których żyły te dinozaury, lub z dziwactwem w metabolizmie dużych teropodów; nie znamy jeszcze odpowiedzi. (Z tego powodu, że zauropodom brakowało piór, to dlatego, że prawie na pewno były zimnokrwiste i musiały skutecznie pochłaniać i promieniować ciepło, aby regulować temperaturę ciała. Gdyby były przykryte piórami, upiekliby się od wewnątrz, jak ziemniaki w mikrofalówce).

Jeśli chodzi o tajemnicze cechy królestwa zwierząt - długie szyjki zauropodów, trójkątne płytki stegozauryi być może jasne pióra dinozaurów teropodów ― nigdy nie należy lekceważyć siły selekcji seksualnej. Ewolucja znana jest z tego, że wybiera pozornie przypadkowe cechy anatomiczne i wprowadza je w seksualne przesterowanie: świadek ogromne nosy samców trąbiastych, bezpośredni wynik tego, że samice tego gatunku wolą kojarzyć się z największymi nosami mężczyźni

Kiedy ewoluowały pióra izolacyjne u dinozaurów teropodów, nic nie powstrzymywało selekcji seksualnej przed przejęciem tego procesu. Jak dotąd niewiele wiemy o kolorze piór dinozaurów, ale pewny jest zakład, że niektóre gatunki miały jasne zielenie, czerwienie i pomarańcze, prawdopodobnie w dymorficzny płciowo moda (tj. mężczyźni byli bardziej jaskrawo zabarwieni niż kobiety i vice versa). Niektóre łyse teropody mogły mieć kępki piór w dziwnych miejscach, takich jak przedramiona lub biodra, inne oznacza zasygnalizowanie dostępności seksualnej, a niektóre wczesne, słynne dinozaury, takie jak Archeopteryx, były wyposażone w ciemny, błyszczący pióra.

Wreszcie dochodzimy do zachowania, które większość ludzi kojarzy z piórami: lot. Wciąż jest wiele rzeczy, których nie wiemy o ewolucji teropody dinozaury na ptaki; proces ten mógł mieć miejsce wiele razy w erze mezozoicznej, a tylko ostatnia fala ewolucyjna spowodowała u ptaków, których znamy dzisiaj. To prawie otwarta i zamknięta skrzynka, w której współczesne ptaki wyewoluowały z małego, skąpego, pierzastego „dino-ptaki„z końca Kreda Kropka. Ale jak?

Istnieją dwie główne teorie. Możliwe, że te pióra dinozaurów zapewniły dodatkowy ładunek, gdy ścigały zdobycz lub uciekały przed większymi drapieżnikami; dobór naturalny sprzyjał rosnącemu wzrostowi, a wreszcie jeden szczęśliwy dinozaur osiągnął start. W przeciwieństwie do teorii „naziemnej” istnieje mniej popularna teoria „nadrzewna”, która zakłada, że ​​małe, żyjące na drzewie dinozaury ewoluowały aerodynamiczne pióra podczas przeskakiwania z gałęzi na gałąź. W każdym razie ważną lekcją jest to, że lot był niezamierzonym produktem ubocznym, a nie z góry założonym celem piór dinozaurów!

Jednym z nowych osiągnięć w debacie o upierzonych dinozaurach jest odkrycie małych, upierzonych, zjadających rośliny ornithopods, takich jak Tianyulong i Kulindadromeus. Może to implikuje to ornitopods, a także teropody, posiadały ciepłokrwiste metabolizmy? Czy to możliwe, że ptaki ewoluowały z drapieżnych roślinożerców zamiast z ptaków drapieżnych? Nie wiemy jeszcze, ale liczymy, że będzie to aktywny obszar badań przez co najmniej następną dekadę.