Kæmpeøgler lærte at flyve over millioner af år

Pterodactyler og andre beslægtede vingede krybdyr, der levede sammen med dinosaurerne, forbedrede støt deres evne til at flyve til at blive himlens dødbringende herrer i løbet af millioner af år.

En ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Natur har vist, at pterosaurer - en gruppe af væsner, der blev Jordens første flyvende hvirveldyr - udviklede sig for at forbedre deres flyveydelse i løbet af deres 150 millioner år lange eksistens, før de uddøde samtidig med dinosaurerne for 66 millioner år siden.

Forskere fra Universities of Reading, Lincoln og Bristol udførte den hidtil mest detaljerede undersøgelse af, hvordan dyr udvikler sig til at blive bedre egnet til deres miljøer over tid. De kombinerede fossile optegnelser med en ny model for flyvning baseret på nutidens levende fugle for at måle deres flyveeffektivitet og udfylde hullerne i vores viden om deres evolutionære historie.

Dette gjorde det muligt for forskerne at spore den gradvise udvikling af pterosaurer og demonstrere, at de blev dobbelt så gode til at flyve i løbet af deres historie. Det viste også, at deres udvikling var forårsaget af konsekvente små forbedringer over en lang periode, snarere end pludselige evolutionære udbrud, som det tidligere var blevet foreslået.

Professor Chris Venditti, en evolutionsbiolog ved University of Reading og hovedforfatter af undersøgelsen, finansieret af Leverhulme Trust, sagde, "Pterosaurer var en mangfoldig gruppe af vingede firben, med nogle på størrelse med spurve og andre med et let flys vingefang. Fans af filmen Jurassic World vil have set en dramatisering af, hvor enorme og dødelige disse skabninger ville have været. Deres kost bestod hovedsageligt af andre dyr, fra insekter til mindre dinosaurer.

"På trods af deres endelige dygtighed i luften er velkendte, Spørgsmålet om, hvorvidt pterosaurer blev bedre til at flyve, og om dette gav dem en fordel i forhold til deres forfædre, har undret videnskabsmænd i årtier. Der er mange eksempler på, hvordan naturlig selektion fungerer på relativt korte tidsskalaer, men indtil nu har det været meget svært at påvise, om planter eller dyr tilpasser sig til at blive mere effektive over en længere periode.

"Vores nye metode har givet os mulighed for at studere langsigtet evolution på en helt ny måde, og svar endelig på dette spørgsmål ved at sammenligne skabninger på forskellige stadier af deres evolutionære sekvens over mange millioner år."

Pterosaurer udviklede sig fra landbaserede dyr og dukkede først op som flyvere i den tidlige trias-periode, omkring 245 millioner år siden. De første fossiler er fra 25 millioner år senere.

Forskerne overvågede ændringer i pterosaurernes flyveeffektivitet ved at bruge fossiler til at måle deres vingefang og kropsstørrelse på forskellige stadier. Deres nye model baseret på levende fugle blev anvendt på data for 75 pterosaurarter, som viste, at pterosaurer gradvist blev bedre til at flyve over millioner af år.

Modellerne viste, at pterosaurer tilpassede deres kropsform og størrelse til at bruge 50 % mindre energi, når de fløj over deres 150 millioner år lange historie. De viste, at væsnerne steg i masse med 10 gange, nogle til til sidst at veje mere end 300 kg.

Den nye metode afslørede også, at en gruppe af pterosaurer - azhdarchoider - var en undtagelse fra reglen. Forskere er uenige om, hvor godt disse dyr fløj, men den nye undersøgelse viste, at de ikke fik det bedre gennem hele deres eksistens.

Den forstørrede størrelse af azhdarchoider så ud til at give deres overlevelsesfordel i stedet, med et dyr - Quetzlcoatlus - der vokser til en girafs højde.

Dr. Joanna Baker, Evolutionsbiolog og medforfatter ved University of Reading sagde, "Dette er et unikt bevis på, at selvom disse dyr var kompetente flyvere, de brugte sikkert meget af deres tid på jorden. Meget effektiv flyvning gav dem nok ikke den store fordel, og vores konstatering af, at de havde mindre vinger for deres kropsstørrelse, er i tråd med fossile beviser for deres reducerede afhængighed af flyvning."

Professor Stuart Humphries, biofysiker og forfatter fra University of Lincoln kommenterede, "En af de få ting, der ikke har ændret sig i løbet af de sidste 300 millioner år, er fysikkens love, så det har været fantastisk at bruge disse love til at forstå udviklingen af ​​flyvning i disse fantastiske dyr."

Professor Mike Benton ved University of Bristol sagde:"Indtil for nylig, palæontologer kunne beskrive skabningers anatomi baseret på deres fossiler og udarbejde deres funktioner. Det er virkelig spændende nu at kunne beregne driftseffektiviteten af ​​uddøde dyr, og derefter sammenligne dem gennem deres udvikling for at se, hvordan effektiviteten har ændret sig. Vi behøver ikke kun at se på fossilerne med forbløffelse, men kan virkelig sætte sig ind i, hvad de fortæller os."