Nye paleontologiske fund ændrer den måde, vi tænker på pterosaurer - og de mest bisarre dyr, der nogensinde har flyvet over jorden.
Pterosaur og Pterodactyl er to navne på udenlandske flyvende væsener; den første af dem i oversættelse fra græsk betyder "wing lizard", den anden - "flying finger".
For første gang blev resterne af et sådant dyr fundet i 1700-tallet. Siden da har forskere beskrevet mere end 200 arter af bevingede firben, men den fælles idé om disse drager, der regerede på himlen i den mesozoiske æra i mere end 160 millioner år, forbliver den samme.
Vi forestiller os dem altid som klodsede, men meget farlige flyvende krybdyr med en lang næb og læderagtige vinger, der pacerer på bagbenene som pingviner.
Tag for eksempel filmen A Million Years BC fra 1966, hvor en gennembrydende lilla pterosaur fører heroinen Raequel Welch til sit rede for at fodre hendes unger (spoiler alert: skønheden i en bikini slap væk). Er der ændret noget på 50 år? Overhovedet ikke: i Jurassic World, der blev filmet i 2015, bærer pterosaurerne stadig mere af deres egen vægt ind i himlen. (Lad os lige præcisere: de sidste pterosaurer uddøde for 66 millioner år siden, det vil sige en evighed, før mennesker optrådte på Jorden.)
Den store mængde nylige fossile beviser tyder på, at pterosaurer kom i alle former og størrelser og varierede meget i adfærd. Hundreder af pterosaur-arter levede samtidig og besatte forskellige økologiske nicher, som nutidens fugle. Blandt dem var gigantiske monstre, såsom Quetzalcoatl (Quetzalcoatlus nordropi), en af de største flyvende væsener, der er kendt i dag: stående på alle fire kunne han konkurrere med væksten af en giraff og i et vingespænde på 10,5 meter. Men der var også pterosaurer på størrelse med en spurv: de sad på grene i gamle skove og fandt sandsynligvis insekter.
Et af de mest nysgerrige fund er de fossiliserede pterosauræg. Ved at scanne de bedst bevarede, så forskerne embryonerne under skallen og var i stand til at lære om, hvordan de udviklede sig. Et æg blev endda fundet i ægtavlen til en kvindelig Darwinopterus, der boede i Kina, og ved siden af det - et andet, der tilsyneladende pressede ud under vægten af vulkansk aske, der dækkede dyret. Fru T (det var navnet på denne kvinde) blev den første pterosaur, hvis køn blev nøjagtigt bestemt. Der var ingen kam på hendes kranium. Måske sådanne udvækster prydede kun mænds hoveder, da de pryder hannerne på nogle moderne fuglearter - naturen gav dem en stor, farvet skam for at tiltrække individer af det modsatte køn.
Efter alle disse fund ser pterosaurerne ud til at være tættere på os, men alt er ikke nok for forskere. Og på vej til Big Bend National Park i det sydvestlige Texas deler paleontolog Dave Martill fra University of Portsmouth med mig sine arbejdsplaner: først at møde og beundre en klapperslange; for det andet, find hele kraniet af quetzalcoatl. Chancerne for at opfylde programmets første punkt er uvurderligt højere.
Salgsfremmende video:
Den vigtigste ting for en pterosaur-ekspert er at være optimistisk. Forestil dig, at du på en sådan og sådan en dag vil gå der og finde mindst noget i forbindelse med dem, er som at købe en lotteri og straks begynde at planlægge, hvad du vil bruge dine gevinster på. Pterosaur-fossiler er ekstremt sjældne, fordi deres knogler var hule og tynde. Hvad angår quetzalcoatl, ved vi det takket være bare et par fragmenter fundet i Big Bend Park i 1970'erne.
Pterosaurernes hule, ultralette knogler var gode til flyvning, men er sjældent bevaret som intakte, da disse Anhanguera-rester. I de fleste tilfælde er de knust, "som om en rulle havde kørt over dem."
Martill og hans kollega Nizar Ibrahim brugte tre dage på at søge efter fossile knogler i senge af tørre floder i parken. De gik op og ned på Pterodactyl Ridge (hvad et lovende navn!), Og derefter tjekker de kort, der blev udarbejdet af opdageren af denne firben. De dykkede ned i alle nuancer af geologiske lag ("Se på disse manifestationer af Milankovitch-cyklusser!" - udbrød Martill, hvilket betyder, at periodiske ændringer i formen af Jordens bane og hældningen af dens akse, som den serbiske astronom Milutin Milankovic etablerede i begyndelsen af det 20. århundrede, påvirker klimaet planeten, og dette afspejles i den cykliske struktur af sedimentære aflejringer). Når han klatrede op på sandstenryggen, hvorfra det så ud som umuligt at komme af, faldt Martill kun:”Hvor vores ikke forsvandt! ", Sprang ned og forblev uskadet.
Forskerne havde imidlertid ikke en chance for hverken at møde en klapperslange eller endda finde et fragment af en pterosaurknogel. I trøst kom de over lårbenet af en kæmpe dinosaur, sandsynligvis en sauropod. Men de er ikke interesseret i dinosaurer.
Forlader nationalparken udvikler paleontologer en plan for en ny søgning efter quetzalcoatl - de vil virkelig vide mere om denne fantastiske firben, hvor alt er usædvanligt: både størrelse og udseende og opførsel - dette kan bedømmes af de få resterende fossiler derfra.
I nogle dele af fossil fra Zheholopter fra Kina er subtile aftryk af hår eller dun bevaret. (For første gang blev sådanne integumentære strukturer opdaget af sovjetiske paleontologer i den jura-pterosaur.) Foto: INSTITUTE OF VERTEBRATE PALEONTOLOGY AND PALEOANTHROPOLOGY, BEIJING
Konceptet med pterosaurer har ændret sig meget - også med hensyn til deres udseende og opførsel. Dette forklares delvis af det faktum, at forskerne indtil for nylig var nødt til at bygge deres konklusioner på et ekstremt lille antal prøver.
Pterosaurier adskilte sig ærligt, meget mærkelig anatomi. Det ser ud til, at de var dårligt tilpasset til livet på jorden eller i luften. En gang troede man endda, at vingefisler kravlede på maven eller forestillede dem, at de gik på bagbenene med lange forbenene strækket frem som en zombie og trækkede bagud som en kappe med foldede vinger. Senere blev det ifølge fossile spor konstateret, at pterosaurerne bevægede sig på fire lemmer, men der var stadig ingen klarhed i, nøjagtigt, hvordan og hvor de satte deres vinger. Og de tvivlede så meget på deres flyveevne, at de anså dem som ude af stand til at komme af jorden, undtagen ved at kaste sig ned ad klippen.
”Det er ret almindeligt at se individer med et hoved og en hals, der er tre eller endda fire gange længden af kroppen,” siger biofysiker Michael Habib fra Natural History Museum i Los Angeles County. Selv videnskabeligt uddannede kunstnere tager ofte fejl, når de portrætterer dem.”De tager fuglen som en model, tilføj bare fløjlevinger og en kam til den,” siger Michael. "Imidlertid var pterosaurernes kropsforhold slet ikke aviær."
Khabib besluttede at revidere de herskende ideer om bioterapi i pterosaurer ved hjælp af en matematisk tilgang og for det andet den praktiske viden om hvirveldyrsanatomi, som han fik i sit andet arbejde, nemlig i laboratoriet på medicinskolen på University of South California. Som de fleste forskere mener Michael, at de første pterosaurer for omkring 230 millioner år siden udviklede sig fra lette, slanke krybdyr, der var velegnet til at løbe og hoppe. Evnen til at hoppe - at gribe et flyvende insekt eller at undvige et rovdyrs tænder - har udviklet sig til evnen, som Habib udtrykte det, "at hoppe og svæve i luften."
Til at begynde med svævede pterosaurier sandsynligvis kun, og derefter, titusinder af millioner år før fugle (og endnu mere før flagermus), blev de de første hvirveldyr, der mestrer flappeflugt.
Ved hjælp af ligninger, der blev brugt i flyteknik, tilbageviste Habib og hans kolleger hypothesen om klippehoppning. Derudover beviste de, at hvis pterosaurerne startede fra en lodret position, stående på deres bagben, så i store arter, ville lårbenene bryde fra overbelastning. Start med fire lemmer er mere praktisk.
”Du er nødt til at hoppe op, lænet på forbenene, som en høj jumper - på hans stolpe,” forklarer Habib. For at tage af fra vandet brugte pterosaurerne vinger på en måde som rodene: de skubbede dem ud fra overfladen. Og igen, som roere, havde de store veludviklede skuldre, som ofte blev kombineret med slående små ben for at minimere træk under flyvning.
Pterosaurens vinge var en membran, der var strakt fra skulder til ankel; og det blev strakt af en ekstremt lang flyvende (fjerde) finger, der danner forkanten af vingen. Prøver fra Brasilien og Tyskland viser, at membranen blev gennemboret af fine muskler og blodkar. Proteinstrenge "syede" det gav ekstra stivhed til septum. Forskere mener nu, at pterosaurer kunne ændre vingeprofilen lidt afhængigt af flyveforholdene, ved at samle muskler eller vende anklerne indad eller udad.
Ændring af hældningsvinklen på den ossificerede sene på håndleddet, pteroid, kan have tjent det samme formål som vending af lamellerne i store moderne fly - for at øge løft ved lave hastigheder.
Derudover var der i pterosaurer flere muskler og en større andel af kropsvægten involveret i at sikre flugt end hos fugle. Og i deres hjerner, ligesom hos fugle (og endnu bedre), blev de frontale og visuelle lober, lillehjernen og labyrinten udviklet: en sådan hjerne kunne hurtigt reagere på ændringer i situationen i flugt og overføre signaler til adskillige muskler, der regulerer membranens spænding.
Takket være Habibs og hans kollegers arbejde er pterosaurerne ikke længere en bevinget misforståelse, men dygtige aviators. Mange arter ser ud til at være tilpasset til langsom, men meget lang flyvning over lange afstande; de kunne svæve over havet ved hjælp af svage varme opdateringer (termaler). Der var også arter, som Khabib kalder superflyveblade: for eksempel den albatrosslignende Nyctosaurus, hvis vingespænde nåede næsten tre meter, svæveegenskaber, især den afstand, han fløj for hver meter afstamning, var ganske sammenlignelig med egenskaberne moderne sportsglider.
”Okay, alt er klart med vinger,” begyndte en paleontolog en gang efter Khabibs foredrag. - Men hvad med hovederne?”Quetzalcoatl, for eksempel, kunne have en skalle, der er tre meter lang, mens en krop er mindre end en meter. Og Nykosaurusen havde en lang "mast", der stak ud af en enorm kraniet, hvortil en kam sandsynligvis var knyttet.
Som svar på spørgsmålet talte Michael om hjerne af pterosaurer, hvis masse, ligesom hos fugle, kun lidt vejes det enorme hoved, talte om knoglerne, som var hule, også som i fugle, og endnu lettere. Benvæggenes tykkelse oversteg nogle gange ikke en millimeter, mens knoglevævet blev dannet af adskillige krydsede lag, som gav styrken til knoglerne (som i flerlags krydsfiner). Og indefra blev hulrummet for større stivhed krydset af skillevægge. Alt dette gjorde det muligt for pterosaurier at opnå store kropsstørrelser uden betydelig vægtøgning.
Kranierne dekoreret med kamme og gapende mund var så enorme, at Khabib, der kiggede på dem, udviklede den "skræmmende grå ulvhypotese": "Hvis du har en stor mund, kan du sluge mere. Og den fremspringende kam kunne tiltrække kvinder. " Nå, vender tilbage til spørgsmålet om den paleontolog, var pterosaurer ifølge Michael "enorme flyvende morderehoveder."
Junchang Lü, en af Kinas førende paleontologer, hilser gæster på en travl gade i centrum af Jinzhou, en stor kommerciel by i landets nordøst, og eskorterer dem gennem den svagt oplyste korridor i en tilsyneladende almindelig kontorbygning. Dette er faktisk Jinzhou Paleontological Museum. Dets direktør åbner døren til et lille spisekammer uden vinduer, og øjnene på dem, der kommer op, hvad der ville blive hovedattraktionen for besøgende på ethvert andet museum: alle hylder og næsten hele gulvet er besat af prøver med overraskende komplette, i alle de mindste detaljer, resterne af fjerede dinosaurier, de mest gamle fugle og selvfølgelig pterosaurer.
På en stor, næsten skulderlang, stenplade, der læner sig mod væggen overfor døren, kan du se en stor, frygtelig pterosaur med et vingespænde på fire meter og små kylling bagben - en zhenyuanopterus (Zhenyuanopterus). Det aflange hoved er opviklet til siden og ser ud til at bestå af kun kæber, og tænderne bliver længere og mere og mere bagved hinanden, når de nærmer sig mundens begyndelse.”Dette er for at gøre det praktisk at fiske, mens det flyder på vandoverfladen,” forklarer Lu. Zhenyuanopter er kun en af tre dusin pterosaur-arter, som han har beskrevet siden 2001 (mange ligger stadig på hylder og venter på at blive undersøgt).
Kraniet til den fiskespisende Ankhanguera er bevaret i sin naturlige position - til glæde for paleontologer. Foto: NATIONALT MUSEUM FOR NATUR OG VIDENSKAB, TOKYO
Jinzhou-museet er et af ti lignende paleontologiske museer spredt over Liaoning-provinsen, som er hjemsted for en skattekiste af pterosaur-fossiler og en af de regioner, hvor der er fundet fund, der har sat Kina i spidsen for paleontologi i de senere år.
Derudover er Liaoning den vigtigste arena for rivalisering, og folk udefra sammenligner hvad der sker her, men ikke helt berettiget, med de "knoglekrig", som pionererne i den amerikanske paleontologi Othniel Charles Marsh og Edward Drinker Kop førte med hinanden i det 19. århundrede.
Parterne i denne rivalisering er Lu, der repræsenterer Akademiet for geologiske videnskaber i Folkerepublikken Kina, og Shaolin Wang, hvis fossile kontor er beliggende ved Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology in Beijing. Disse fagfolk, som Marsh og Cope, arbejdede sammen tidligt i deres karriere og skiltes derefter måder, og siden har de behandlet hinanden med fjendtlighed, som dog ikke reklameres for.”To tigre kan ikke komme sammen på det samme bjerg,” fliser deres kollega Shunxing Jiang.
I løbet af de femten år, der er gået siden da, har Lu og Wang mere end én gang overgået hinanden i antallet af opdagelser, og et par af dem beskrev mere end 50 nye arter af pterosaurer - næsten en fjerdedel af alt, hvad der er kendt i dag. Nogle af disse nye arter vil dog i sidste ende blive genkendt som synonymer til den førstnævnte, som ofte er tilfældet i paleontologien. De rivaliserende parter vil dog have flere opdagelser i fremtiden.”De ville have været nødt til at arbejde i ti år hele dagen for at beskrive alt det, de allerede har gravet op,” bemærker en af gæsterne med misundelse. Når han hører dette løfter han øjenbrynene overraskende: "Jeg tror, ti år ikke vil være nok."
Kinesiske videnskabers succes skyldes ikke kun konkurrence, men også af, at de var på det rigtige sted på det rigtige tidspunkt. Kina er sammen med Tyskland, Brasilien, USA og England et af de få lande i verden, hvor 90 procent af alle pterosaur-fossiler er fundet. Det skete ikke, fordi pterosaurerne kun boede på de områder, hvor disse lande nu befinder sig - fragmenter af deres skelet findes næsten overalt. Det er bare, at deres rester er bedre bevaret her.
Denne eksklusivitet er tydelig i Liaoning-provinsen. I begyndelsen af kridttiden, siger Lü, udvikles et meget forskelligartet samfund af organismer i de lokale skove og små ferskvandssøer - dinosaurier, de første fugle, mange pterosaurer og insekter. På grund af det faktum, at vulkaner udbrudte i nabolaget fra tid til anden, døde mange dyr under asken og faldt på den mudrede bund af søerne. Ofrene for sådanne katastrofer blev begravet meget hurtigt, undertiden selv uden iltadgang til resterne, deres væv blev mineraliseret hurtigere, end de havde tid til at nedbrydes, og overlevede derfor. Paleontologer kalder sådanne lokaliteter Lagerstätte (Lagerstätte på tysk betyder "depositum"). Og alligevel skal sådanne fund dissekeres i flere måneder - for at rense racen, så alle deres træk kan ses, herunder naturligvismed alle slags kraftige mikroskoper.
Det er kun på steder som Pterosaur-museet i Beipiao eller den nylige vingeflystudstilling på Beijing naturhistoriske museum, at du begynder at opfatte fossiler forskelligt - som en del af en tidligere stor mangfoldighed.
F.eks. Jeholopterus, en pterosaur med en bred frø-lignende mund, som forskere antager, jagede øyenstikker og andre insekter. Her er Ikrandraco, opkaldt efter de bevingede væsener fra Avatar: den fløj sandsynligvis lavt over vandoverfladen og fiskede efter fisk ved hjælp af en slags køl på underkæben. Her er en jungaripter (Dsungaripterus) fundet i Nordkina med et slankt, vendt næb, som det krokede på bløddyr og andre hvirvelløse dyr for derefter at knuse deres skaller og skaller med klumpede tænder.
Og alt dette forsvandt i slutningen af kridttiden for 66 millioner år siden. Hvad viste sig at være galt med de i sidste ende uddøde pterosaurer? Måske forsvandt dyrene, de jagede? Eller i løbet af udviklingen nåede de så gigantiske proportioner, at de ikke kunne overleve en global katastrofe som faldet af en asteroide, mens de små fugle overlevede?
Når man ser på deres perfekt bevarede rester på et museum, tænker man ikke på det - der forekommer noget forbløffende: det ser ud til, at disse væsner er klar til at befri sig selv fra stenfangenskap og søge efter deres manglende fragmenter for at svæve igen over jorden.
