Uit nieuw onderzoek blijkt dat pterosauriërs, de eerste gewervelde dieren die een gemotoriseerde vlucht bereikten, de noodzakelijke hersenstructuren ontwikkelden voor voortbeweging in de lucht zonder de dramatische hersenvergroting die bij vogels te zien is. Een internationaal team gebruikte geavanceerde 3D-beeldvorming om de hersenen van meer dan drie dozijn soorten te reconstrueren, waaronder pterosauriërs, hun naaste verwanten, vroege dinosauriërs, krokodillen en vogels. De studie suggereert dat deze vliegende reptielen snel konden vliegen, met een hersenstructuur die meer op niet-vliegende dinosauriërs leek dan op moderne vogels.
Snelle evolutie van de vlucht bij pterosauriërs
Pterosauriërs verschenen ongeveer 220 miljoen jaar geleden en waren al in staat om gemotoriseerd te vliegen – een vermogen dat afzonderlijk is geëvolueerd bij vogeldinosaurussen. Deze nieuwe studie daagt de lang gekoesterde veronderstelling uit dat grotere hersenen essentieel waren voor vroege vluchten.
De belangrijkste bevinding is dat pterosauriërs al vroeg in hun evolutionaire geschiedenis de vlucht ontwikkelden, en dat deden met hersenen die relatief klein waren in vergelijking met hun lichaamsgrootte. Onderzoekers van de Johns Hopkins University School of Medicine vonden geen bewijs dat vergrote hersenen de eerste aanjager waren van hun vliegvermogen.
“Ons onderzoek laat zien dat pterosauriërs al vroeg in hun bestaan de vlucht ontwikkelden en dat ze dat deden met kleinere hersenen, vergelijkbaar met echte niet-vliegende dinosaurussen”, zegt dr. Matteo Fabbri.
De rol van visie en vroege aanpassingen
Het team concentreerde zich op de optische kwab, het hersengebied dat verantwoordelijk is voor het gezichtsvermogen, als een potentiële sleutel tot vluchten. Ze onderzochten de hersenen van Ixalerpeton, een lagerpetid uit het Trias-tijdperk – een looploze, in bomen levende verwant van pterosauriërs – en ontdekten dat deze al kenmerken bezat die verband hielden met een verbeterd gezichtsvermogen, waaronder een vergrote optische lob.
Dit suggereert dat verbeterd zicht mogelijk een opstapje naar de vlucht voor pterosauriërs is geweest. De algemene hersenvormen en -groottes tussen Ixalerpeton en pterosauriërs vertoonden echter zeer weinig overeenkomsten, wat impliceert dat pterosauriërs in een mum van tijd konden vliegen en hun hersenen snel transformeerden om aan de eisen van luchtvervoer te voldoen.
Contrast met de evolutie van vogels
De studie staat in schril contrast met het evolutionaire pad van vogels. Terwijl pterosauriërs schijnbaar ‘vanaf het begin de vlucht hebben verworven’, lijken moderne vogels de vlucht in een geleidelijker, stapsgewijs proces te hebben ontwikkeld.
Vogels erfden eigenschappen zoals vergrote kleine hersenen en optische lobben van hun prehistorische voorouders, en pasten deze vervolgens in de loop van de tijd aan om te kunnen vliegen. Een onderzoek uit 2024 wees zelfs op de uitbreiding van het cerebellum als een sleutelcomponent bij de vogelvlucht.
“In wezen transformeerden de hersenen van pterosauriërs snel en kregen ze alles wat ze nodig hadden om vanaf het begin te kunnen vliegen,” legde Dr. Fabbri uit.
Bredere implicaties voor het begrijpen van vluchten
Onderzoekers analyseerden ook hersenholtes in fossielen van krokodilachtigen en uitgestorven vogels, wat bevestigde dat de hersenen van pterosauriërs matig vergroot waren, maar qua grootte nog steeds vergelijkbaar met die van andere dinosauriërs.
Paleontoloog Dr. Rodrigo Temp Müller benadrukte dat ontdekkingen in het zuiden van Brazilië ons begrip van de vroege evolutie van dinosauriërs en pterosauriërs blijven verfijnen.
Dit onderzoek onderstreept dat er niet één enkele manier is om de vlucht te evolueren. Pterosauriërs laten zien dat complexe aanpassingen snel kunnen ontstaan, zelfs zonder significante hersenvergroting, terwijl vogels een geleidelijker, stapsgewijser pad volgden.
Toekomstige studies zullen zich richten op de fijnere details van de hersenstructuur van pterosauriërs, met als doel de fundamentele biologische principes achter de vlucht te ontsluiten. De bevindingen verschijnen in het tijdschrift Current Biology.
