osíliami dinosaurov, ktorí zahynuli na hniezdach.
Na súši dominujú veľké cicavce. To skresľuje náš pohľad na živočíšnu ríšu. Napokon aj my sami sme cicavce. Lenže čo sa týka pestrosti životných foriem, veľkosť klame. Cicavčích druhov nie je ani päť a pol tisíca, vrátane drobných, ako sú myši a piskory. Vtáčích druhov dnes žije takmer desaťtisíc. Okrem zopár stoviek všetko suchozemské.
Nad cicavcami však nevynikajú iba bezmála dvojnásobkom druhov. Rovnako ostrý je aj kontrast všeobecného vzoru starostlivosti o novú generáciu. Situácia typická pre skoré leto, keď vtáčie samce zo všetkých síl znášajú potravu pre samice, sediace na vajíčkach, (alebo samice pri sedení načas zastupujú, aby sa zatiaľ nakŕmili samé), a zakrátko aj potravu pre vyliahnuté mláďatá, je totiž vtáčie životné pravidlo.
Cicavčí a vtáčí rodičia
Pri cicavcoch a plazoch je to naopak skôr výnimka. Na starostlivosti o mláďatá sa podieľajú samce ani nie piatich percent druhov cicavcov a ešte menšieho podielu plazích druhov. Podobná je situácia pri ďalších dvoch triedach stavovcov, obojživelníkoch a rybách. No dvojrodičovskou starostlivosťou sa vyznačuje vyše 90 percent druhov vtákov! Zvyšná jednorodičovská starostlivosť je prevažne samičia, čo zodpovedá norme cicavcov a iných stavovcov.
Pri necelej stovke vtáčích druhov ornitológovia zaznamenali jednorodičovskú samčiu starostlivosť. Týka sa to veľkých, prevažne nelietavých vtákov z nadradu bežcov čiže Paleognathae. Iným jeho označením je Paleognathia, pričom oboje značí „staré čeľuste". A tretím Eoaves, voľne "skoré vtáky".
Patria doň africké pštrosy, juhoamerickí nanduovia, austrálski emuovia, austrálske a novoguinejské kazuáre, novozélandskí kiwiovia a stredo- a juhoamerické tinamy. Okrem tinám sú to nelietavé vtáky so silnými nohami bez vzdušných kostí (hoci aspoň niektoré kedysi vedeli lietať), rýchle a vytrvalé bežce. Tinamy síce lietajú, ale zasa nevydržia dlho, ani behať, lebo majú pomerne malé srdce. Voči predátorom sa chránia najmä maskovaním.
Samce bežcov najprv vybudujú hniezda, ktoré pri niektorých druhoch tvoria stred stráženého teritória, a potom sa začnú venovať viacerým samiciam, ktoré im do hniezd postupne nakladú vajcia. (Pária sa s viacerými samcami, takže aj kladú vajcia do viacerých hniezd.) Samce ich samostatne vysedia a postarajú sa o výchovu mláďat.
Čo bolo na začiatku?
Bežce sú tzv. bazálna vtáčia skupina, evolučne najstaršie dnes žijúce vtáky, pri samom úpätí kmeňa vtáčieho rodostromu. Aký však bol pôvodný vzor vtáčej starostlivosti o mláďatá? Dvojrodičovský, ako je vtáčie pravidlo, výlučne samičí, ako je pravidlo plazov, cicavcov a časti vtákov, alebo výlučne samčí, ako je pravidlo bežcov?
Niektorí odborníci na správanie vtákov sa prikláňali k poslednej spomenutej možnosti, pričom argumentovali práve bazálnosťou bežcov. Systematici, ktorí skúmajú roztriedenie vtákov a ich pôvod ako celku, zasa k výlučne samičej rodičovskej starostlivosti, lebo je to pravidlo pri plazoch, z ktorých predsa, súdiac podľa ich biológie, vtáky vzišli.
Konkrétne z teropodných dinosaurov. Podrad Theropoda zahŕňa menšie dvojnohé a dravé dinosaury s „vtáčími" chodidlami. Títo predkovia vtákov zdanlivo paradoxne patrili ku tzv. plazopanvým (Saurischia), nie ku vtákopanvým dinosaurom so „sloními chodidlami" (Ornithischia). Podľa konsenzu paleontológov sa typická anatómia panvovej oblasti vtákom vyvinula z plazopanvej ešte raz nezávisle v neskorších fázach.
Dinosaurí rodičia
Dinosaury sa ako štandardne plazy rozmnožovali znášaním vajec. Za normu sa preto pri starostlivosti o mláďatá u väčšiny ich druhov považuje jednorodičovská samičia, ako pri dnešných krokodíloch.
Na začiatku systematického výskumu dinosaurov, presnejšie v roku 1924, dostala jedna skupina, ktorej zástupca zahynul a jeho kosti potom sfosílneli priamo na hniezde, názov oviraptory - čosi ako „uchvatitelia vajec". Lenže po niekoľkých desaťročiach ďalšie fosílie ukázali, že oviraptory v takých situáciách vajcia z hniezd neunášali, ale naopak sa o ne starali a pravdepodobne na nich dokonca sedeli.
Popredný odborník na biológiu teropodov David Varricchio z Montanskej štátnej univerzity v Bozemane (USA) s piatimi americkými kolegami teraz zhrnul všetky doterajšie a novozískané poznatky, ktoré by sa mohli týkať základného vzoru rodičovstva tejto skupiny dinosaurov, najpríbuznejšej vtákom.
Konkrétne troch rodov - troodonov, oviraptorov a citipatiov. Prekvapivo sa ukázalo, že všetky ich jedince, ktoré sa našli v tesnej blízkosti hniezd, alebo priamo na nich, boli podľa všetkého samce. To poukazuje na rovnaky typ starostlivosti o mláďatá, aký dnes poznáme pri bežcoch.
David Varricchio s kolegami o tom napísal v najnovšom čísle časopisu Science.
Fosília teropodného dinosaura z rodu Citipati (podobného oviraptorom) v pozícii na hniezde, ktorá sa našla v mongolskej časti púšte Gobi.
Foto: Mick Ellison, Copyright: American Museum of Natural History, 2008
Umelecká vízia podoby toho istého jedinca, sediaceho na vajciach.
Ilustrácia: Mick Ellison, Copyright: American Museum of Natural History, 2008
Dva testy
Najprv preskúmali súvislosť medzi celkovým objemom všetkých vajec v hniezde (nehľadiac na to, či išlo o znášku jednej samice, alebo o kumuláciu znášok viacerých) a veľkosťou tela dospelého jedinca predmetného dinosaurieho druhu. Terodonty ich v hniezde mávali typicky 22 - 30.
Spomenuté tri rody terodontov mali vzhľadom na telesné rozmery väčší súhrnný objem vajec ako prevažná časť vyše 400 druhov dnešných vtákov a krokodílovitých plazov, s ktorými ich vedci porovnali. Touto veličinou sa naopak blížili vymedzenej vtáčej skupine, v ktorej absolútne prevláda samčia rodičovská starostlivosť - bežcom.
Sfosílnené zvyšky troodonieho hniezda. Val z navŕšenej zeminy obklopoval vajcia (tu prekryté bielou sadrou), ktoré dopoly trčali z hliny. Sedel na nich zrejme samec.
Foto: D. Varricchio
Sfosílnené veľké troodonie vajcia. Počet 24 kusov ukazuje, že takmer určite pochádzali od viacerých samíc. Vajcia vysedel a o mláďatá sa staral zrejme samec, tak ako je to pri vtákoch zo skupiny bežcov. Pohľad zhora...
Foto: Museum of the Rockies
...a zboku.
Foto: Museum of the Rockies
Iné troodonie hniezdo s 22 sfosílnenými vajcami. Vajcia tvoria dvojice, čo naznačuje, že boli znášané naraz po dvoch. (Tento názor potvrdil nález fosílie troodonej samice s dvomi vajcami v panvovej oblasti.) Znášanie vajec v sérii počas niekoľkých dní je vtáčí znak.
Foto: Museum of the Rockies
Vedľajším produktom tohto porovnávania je záver, že veľké súhrnné objemy vajec v hniezde majú vtáky so samčou starostlivosťou o mláďatá, stredné so samičou a malé s dvojrodičovskou.
Väčšie vajcia sú výsledkom situácie, v ktorej sa samica môže sústrediť na samotnú biologickú investíciu do nich (čo je vždy náročné, najmä pri mohutnejších vajciach a predpokladá jej dobrú výživu) a nezaťažovať sa zohľadňovaním „druhej položky v bilancii" - rodičovskou starostlivosťou. Súhrnný objem vajec navyše stúpa tým, že polygamné samce sa zväčša starajú o znášky od viacerých samíc.
Bádatelia ďalej skúmali podrobnosti stavby píšťal (holenných kostí), stehnových a členkových kostí dinosaurov, ktoré sa zachovali v pozíciách „sedenia" na hniezdach. Ani v jednom prípade nenašli typické vtáčie alebo plazie (krokodílie) samičie znaky, ktoré sprevádzajú fyziológiu kladenia vajec. Podobné znaky boli nedávno objavené aj v kostiach samíc viacerých dinosaurov, vrátane veľkých teropodov - ako sú charizmatické dravé obry tyrannosaury a allosaury. A majú ich, samozrejme, aj samice bežcov. Všetky dinosaury na hniezdach boli očividne samce.
Prierez holennej kosti troodona, ktorého fosília sa našla na hniezde. Prázdny priestor v strede neobsahuje nijaké špongiovité reprodukčné kostné tkanivo, ktoré je znakom vajcia kladúcich vtáčích samíc. V stenách kosti zasa nie sú nijaké väčšie póry, pomocou ktorých získavajú minerály pre tvorbu vajec samice krokodílov. V súhrne: na troodoniom hniezde podľa všetkého sedel samec.
Foto: D. Varricchio
Výskum podrobností stavby kostí teropodných dinosaurov, ktorých fosílie sa našli na hniezdach, viedol člen tímu Gregory Erickson z Floridskej štátnej univerzity v Tallahassee (USA), špecialista na túto oblasť.
Foto: Florida State University
Samčia rodičovská starostlivosť bežcov sa teda nevyvinula s nimi, ale zdedili ju od teropodných dinosaurích predkov vtákov. Typické dvojrodičovstvo väčšiny dnešných vtákov je odvodená vlastnosť, asi reakcia na zmenšovanie vtákov pri presune na dominantne lietavý spôsob života, vynútenom rastúcou konkurenciou cicavcov. Pravdu teda mali odborníci na správanie vtákov. Ani oni však nerátali s tým, že bežce zdedili rodičovský vzor od dinosaurov.
Umelecká vízia troodona, ako sedí na vajciach. Zrejme to bol vždy samec. Voči ilustrácii v záhlaví tohto článku je to mierne odlišná rekonštrukcia podoby tohto teropodného dinosaura. V základnej anatómii sa odborníci zhodnú, odlišnosti bývajú najmä pri textúre povrchu tela (otvorenou otázkou je napríklad rozsah operenia dinosaurov) a jeho sfarbení, pričom vyplývajú z rôznej váhy, ktorú jednotliví vedci pripisujú tomu-ktorému náznaku.
Ilustrácia: Bill Parsons
Dinosaury okolo nás
Richard Prum z Peabodyovho múzea prírodnej histórie pri Yaleovej univerzite v New Havene (USA) je špičkový evolučný ornitológ. V komentári k výsledkom tímu Daniela Varricchioa, ktorý napísal pre Science, zopakoval svoje konštatovanie spred šiestich rokov: ornitológia sa po rozpoznaní teropodného pôvodu vtákov de facto zmenila na biológiu žijúcich dinosaurov.
Zvykli sme si na predstavu, že dinosaury, to sú praveké „obludy", ktoré už dávno vymreli. Zostali z nich len sfosílnené kosti. Zimomriavky v nás v pohodlí kresiel pri čítaní alebo sledovaní televízie vzbudzujú dôkazy, že ich zo zemského povrchu zmietol katastrofický dopad planétky, či skôr viacerých planétiek v pomerne krátkom slede, pred zhruba 65-miliónmi rokov na prelome druhohôr a treťohôr. (Zimomriavky kvôli otázke: Sme teraz na rade my?)
Ekologickú šancu tým konečne dostali cicavce, ktoré sa vyvinuli v tom istom čase ako dinosaury (pred zhruba 220 miliónmi rokov v druhohornom triase), no vyše 150 miliónov rokov však žili v tieni dinosaurov. A tým aj my, keďže sme výsledkom evolúcie špecifickej línie v rámci jedného z radov cicavcov, primátieho.
Lenže čoraz zreteľnejšia väzba medzi teropodmi a vtákmi ukazuje, že túto predstavu treba poopraviť: dinosaurie „obludy" síce pri kozmickej katastrofe naozaj vyhynuli, ale potomkovia ich menších zástupcov prežili a stále sa im na zemi vynikajúco darí (keď pominieme ľudské vplyvy) ako operenej súčasti živočíšnej ríše.
Richard Prum pripomenul, že počas väčšiny posledného storočia sa zdôrazňovala unikátnosť vtáčej biológie. Dnes nachádzame dinosaurie korene mnohých prvkov, ktoré vlastne túto unikátnosť vymedzovali. Časom tak azda príde na rad dokonca aj pôvod vtáčieho spevu. Len to chce dostatok šťastia pri nálezoch fosílií.
Hlavný zdroj: Science z 19. decembra 2008.
