Nowe badanie pokazuje, że pterozaury, pierwsze kręgowce, które osiągnęły aktywny lot, rozwinęły struktury mózgowe niezbędne do poruszania się w powietrzu bez dramatycznego powiększenia mózgu obserwowanego u ptaków. Międzynarodowy zespół wykorzystał najnowocześniejsze obrazowanie 3D do zrekonstruowania mózgów ponad trzydziestu gatunków, w tym pterozaurów, ich najbliższych krewnych, wczesnych dinozaurów, krokodyli i ptaków. Badanie sugeruje, że te latające gady szybko nauczyły się latać, a ich struktura mózgu bardziej przypominała budowę mózgu nielotnych dinozaurów niż współczesnych ptaków.
Szybka ewolucja zdolności lotu pterozaurów
Pterozaury pojawiły się około 220 milionów lat temu i były już zdolne do aktywnego lotu, a jest to umiejętność, która wyewoluowała niezależnie u latających dinozaurów. To nowe badanie podważa długo utrzymywane założenie, że do wczesnego lotu niezbędny był większy mózg.
Kluczowym odkryciem jest to, że pterozaury wyewoluowały umiejętność lotu na wczesnym etapie swojej historii ewolucyjnej, a działo się to z mózgami, które były stosunkowo małe w porównaniu z rozmiarem ich ciała. Naukowcy z Szkoły Medycznej Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa nie znaleźli żadnych dowodów na to, że powiększony mózg był pierwotnym czynnikiem wpływającym na ich zdolność lotu.
„Nasze badanie pokazuje, że pterozaury wyewoluowały umiejętność lotu na wczesnym etapie swojego istnienia i że miały one mniejszy mózg, podobny do mózgu prawdziwych nielotnych dinozaurów” – powiedział dr Matteo Fabbri.
Rola wizji i wczesnych adaptacji
Zespół skupił się na wzgórzu wzrokowym, obszarze mózgu odpowiedzialnym za widzenie, jako potencjalnym kluczu do lotu. Badali mózg Ixalerpeton, triasowego lagerpetida — nielotnego, nadrzewnego krewnego pterozaurów — i odkryli, że posiadał on już cechy związane z lepszym widzeniem, w tym powiększone wzgórze wzrokowe.
Sugeruje to, że poprawa wzroku mogła być dla pterozaurów odskocznią do lotu. Jednakże ogólny kształt i rozmiar mózgu Ixalerpeton i pterozaurów wykazywały bardzo małe podobieństwo, co sugeruje, że pterozaury nabyły umiejętność lotu nagle, szybko przekształcając swoje mózgi, aby sprostać wymaganiom poruszania się w powietrzu.
Kontrast z ewolucją ptaków
Badanie stanowi wyraźny kontrast w stosunku do ścieżki ewolucyjnej ptaków. Chociaż wydaje się, że pterozaury „nauczyły się latać wcześnie”, wydaje się, że współczesne ptaki ewoluowały w kierunku lotu w bardziej stopniowym procesie, krok po kroku.
Ptaki odziedziczyły od swoich prehistorycznych przodków takie cechy, jak powiększony móżdżek i wzgórze, a następnie z czasem przystosowały je do lotu. Badanie przeprowadzone w 2024 r. wskazało nawet na ekspansję móżdżku jako kluczowy element lotu ptaków.
„Zasadniczo mózg pterozaura szybko się przekształcił, od samego początku nabywając wszystko, czego potrzebował, aby wystartować” – wyjaśnił dr Fabbri.
Szersze implikacje dla zrozumienia osiągów lotu
Naukowcy przeanalizowali także jamy czaszkowe w skamielinach krokodyli i wymarłych ptaków, potwierdzając, że mózgi pterozaurów były umiarkowanie powiększone, ale nadal porównywalne pod względem wielkości z mózgami innych dinozaurów.
Paleontolog dr Rodrigo Tempe Muller podkreślił, że odkrycia w południowej Brazylii w dalszym ciągu udoskonalają naszą wiedzę na temat wczesnej ewolucji dinozaurów i pterozaurów.
Badanie to potwierdza, że istnieje więcej niż jeden sposób ewolucji lotu. Pterozaury wykazują, że złożone adaptacje mogą zachodzić szybko, nawet bez znacznego powiększenia mózgu, podczas gdy ptaki podążały bardziej stopniową, przyrostową ścieżką.
Przyszłe badania skupią się na drobniejszych szczegółach struktury mózgu pterozaura, a ich celem będzie odkrycie podstawowych zasad biologicznych leżących u podstaw lotu. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Current Biology.
