Dinoszauruszok, vagy madarak?

A madarak feltételezett származásának evolúciós elméleti vizsgálata

A tudományban általánosan elfogadott elmélet szerint a madarak a dinoszauruszok mondhatni "közvetlen" leszármazottai. De vajon tényleg így van?

Jura kori látkép

Jura kori látkép

Bevezetés

A madarak a mai általánosan elfogadott evolúciós szemlélet szerint a dinoszauruszok leszármazottai ("mai képviselői"). Mindezt a morfológiai hasonlóságuk és egyéb anatómiai sajátosságaik alapján feltételezik.

A madarak eredetének vizsgálatát azonban nagyon megnehezíti a kréta földtörténeti időszak előtti fosszilis madár leletek teljes hiánya. Ez részben annak is betudható, hogy a madarak könnyű csontozatukból fakadóan valószínűleg eleve nehezebben fosszilizálódnak jól. A fosszilizáció folyamatához ugyanis mondhatni speciális környezet és nagy szerencse kell, hiszen képzeljük el, hogy, ha manapság például egy gazdag élővilággal rendelkező erdő talajába ásnánk sok méterszer méteres gödröt különféle élőlényektől származó csontok, vagy egyéb maradványok után kutatva, akkor az ottani élővilághoz képest már így is nagyon csekély mennyiségű, meglepően kevés lény nyomait találnánk meg, sőt a legtöbbét egyáltalán nem.

Ez több okból kifolyólag is így történhet, például, ha egy állat elpusztul, könnyen széthordják és elfogyasztják a dögevők stb.. Ez a jelenség fokozottan érvényes a kis testfelépítésű, sok lágy részt tartalmazó élőlényekre. Ha azonban például egy csontváz meg is marad épségben egyben, akkor is sok speciális körülmény szükséges ahhoz, hogy fosszilizálódjon, tehát erősen élőhely függő is, hogy minek a maradványai maradnak fent és minek nem. Végezetül érdemes még megemlíteni, hogy, ha fenn is marad egy-egy fosszilis lelet, akkor sem garantált, hogy azt valaha is megtaláljuk. Ennek tükrében, mint minden ősi evolúciós folyamatot jóval nehezebb minden tekintetből vizsgálni, mint egy jelen korit. Megjegyezendő, hogy a jelen kori élőlények vizsgálatából sok minden korábbi történés létére és megtörténtére lehet következtetni. (Nyilván való, hogy ha manapság egy élőlény orrüregének elsődlegesen a légzés során veszi hasznát, a múltban sem lehetett ez másként.) Az is teljesen világos, hogy egy ma létező élőlénycsoport minden bizonnyal egy korábban létezett élőlényekből álló leszármazási lánc jelenlegi formája, képviselője, mely a valóságban nem hiányos, hanem teljes.

Ennek ismeretében annak eldöntése érdekében, hogy a dinoszauruszok valóban a madarak ősei e, avagy sem, nagyon körültekintően, és az evolúciós elméletnek megfelelően kell eljárnunk (például, ha egy szerv egyszer kifejlődött, aztán eltűnt, vagy átalakult mássá az idők során, még egyszer nem alakul ki újra ugyanolyan formában, stb.).

A dinoszauruszok általános jellemzése

(Dinosauria)

A dinoszauruszok legfőbb jellemzője, hogy kivétel nélkül mind diapszid (kettős halántékablakú) hüllők voltak. Méreteik igen változatosak, a kisméretűektől a 100-120 tonnásakig szinte mindenféle mérettartományban előfordultak. Járásmódjukat tekintve gyakori volt mind a két lábon (biped; pl.: therapodák), mind pedig a négy lábon (pl.: ceratopsidák) járók. A fejük méretének a testükhöz képest, illetőleg a fej morfológiájának tekintetében is nagy változatosságot mutattak. A száj méretei egyensúlyban álltak a táplálkozás módjával. A törzsük a kisméretűek esetében a madarakéra emlékeztetett oldalról lapított volt, míg például a sauropodáknál és a páncélosok többségének esetében hát-hasi lapított volt a jellemző. Morfológiailag testük szintén nagyon változatos volt, de mindegyikük rendelkezett farokkal. A farok méretében és hosszában sokféle változat létezett, azonban általánosságban elmondható, hogy a kétlábúak esetében legfőképpen egyensúlyozó szerepe volt, de a négylábúaknál gyakran egyéb funkciókat is betöltött, például bunkóban (pl.: ankylosaurus), vagy tüskékben (pl.: stegosaurus) végződött, így a védekezésben is szerepet vállalt.

Kültakarójuk változatossága igen sokrétű, vért, pikkely, toll és találunk köztük még csupaszbőrűeket is! Bőrük szerkezete többé-kevésbé a mai hüllőkével volt azonos. Szaglásukról és ízlelésükről viszonylag keveset sikerült kideríteni. Feltételezhető, hogy a ragadozók és a dögevők szaglása jó lehetett, de, ha a madarak szaglásából indulunk ki, akkor a többi csoporté gyengének bizonyul. Ezen kívül náluk is lehetett szagtermelés, de Jakobson-féle szervet (az állatok szexuális életében szereplő szagok érzékelésében játszik szerepet) kevésnél találhatunk, tehát általánosan nem volt nagy jelentőségű. Ízlelésüknek kellett, hogy legyen, hisz nélkülözhetetlen e funkció ahhoz, hogy az állat érzékelhesse az ehető és a mérgező közti különbséget. A legfontosabb és legkifinomultabb érzékszervük tehát a látásuk lehetett, amit az is alátámaszt, hogy a legtöbbjüknek nagy szemgödre volt, sőt sokuk esetében még csontgyűrűt is találhatunk körülötte. Egyensúlyozó szervükről általánosságban megállapítható, hogy a kétlábúaké kifinomultabbnak bizonyult, mint a négy lábon járókéi. A hallásukról meglehetősen sokat tudunk (bár olykor elég eltérő lehet egyes csoportoknál), a többségüknek rendkívül jó hallása volt, némelyek számos hangerősítő üreggel is rendelkezett és képesek voltak akár ultra, infra hangokat is kiadni. A sauropodák mély hangúak lehettek, a kis dinoszauruszok "madárcsipogás" szerű hangot képezhettek.

Agyuk változékony méretű volt, egyeseknél meglehetősen nagy (pl.: T-rex, therapodák többsége) másoknál nagyon kicsi (pl.: sauropodák akik sok gerincaggyal is rendelkeztek). Hogy mennyire lehettek intelligensek nem lehet tudni, ugyanis a hüllőknek nincs még neocortexük (agykéreg) csak archeocortex, bár feltételezhető, hogy a nagyobb aggyal rendelkezők egész tanulékonyak voltak. Zsigereikről elég keveset tudunk, hisz a pusztulást követően a lágy részek hamar degradálódnak, így nehezen fosszilizálódnak. Ennek ellenére néha mégis megtörténik a fosszilizálódás, például találtak egy megkövesedett szívet (ez igen nagy szerencsének számít), mely négyüregű volt. Veséjüket a madarakéhoz hasonlónak képzelhetjük el. Nem tudjuk, hogy melegvérűek voltak-e a dinoszauruszok, a legvalószínűbb azonban az, hogy némelyikük igen némelyikük nem. A légzőszervekről sem tudunk sokat, feltételezhetően a mai hüllőkhöz és madarakhoz hasonló lehetett. A kisebb és gyorsabbaknak jobb lehetett a tüdeje az igénybevétel miatt (futás stb...), míg a nagy testűeknek egyszerűbb felépítésű az elképzelhetőbb. Sok dinoszaurusznak volt foga, csőre, némelyiknél őrlőkövet is találtak. Kloákával rendelkeztek. Feltételezhetően a kisebb húsevőknek rövid bélcsatornájuk volt, míg a nagyobbaknak lassú volt az emésztése. A növényevőknél a melegvérűeknek sok táplálékra volt szükségük (a test hőmérsékletének tartására használt energia pótlására), míg a hidegvérűeknek keveset kellett enniük. A dinoszauruszok tojásrakók voltak. A tojások kiköltésének módja változatos, az utódok táplálása, gondozása a legtöbb faj esetében erősen feltételezhető!

Végezetül fontos megemlíteni, hogy a dinoszauruszok a diapsid hüllők egy csoportja, melyek közé nem tartoznak a Pterodactylusok vagy az Ichthyosaurusok (melyeket gyakran ugyanúgy dinoszauruszokként emlegetnek)!

A dinoszauruszok és a madarak összehasonlítása bizonyos jellegek alapján

- Anapsid, synapsid, diapsid:

Anapsid, synapsid, diapsid koponyatípusok

Anapsid, synapsid, diapsid koponyatípusok

A magzatburkos gerincesek (Amniota) altörzsbe a hüllők, a madarak és az emlősök osztályai tartoznak. Az Amniota kopoltyútípusait az anapsid (halántékablak nélküli) hüllőős koponyájából származtatják. Ezen hüllőősök a Cotylosauria csoportba tartozó kis gyíkszerű, de anapsid koponyájú, mára már kihalt állatok tartoztak, melyek már a szárazföldre rakott meszes héjú tojásokkal szaporodtak. Az Amniotákat az embriófejlődés alapján különböztetik meg tehát a más állatoktól, amelynek során e csoport egyedeiben többféle membrán képződik (pl.: amnion, chorion és az allantois). A magzatburkosok megszületésükkor azonnal egy végtagokkal és vastag, rétegzett fedőhámmal (epithelium) rendelkező, tipikusan szárazföldi életmódra felkészült formát öltenek és nem lárvaszerű alakot, amely majd aztán átalakuláson megy keresztül, mint ahogy az a kétéltűek esetében történik. A magzatburkosok esetében a kétrétegű hám bonyolult fedőhámmá alakulása az embrionális szakaszban megy végbe a thyroid hormonok által és nem metamorfózissal. A magzatburkosok kifejlesztette speciális tulajdonságok közé tartozik a tojások fejlődése olyan formákig, amelyek szárazabb környezetben is biztosítják az embrió túlélését, illetve a tojás és sárgájának akkora mérete, amely már elegendő ahhoz, hogy táplálja fejlődése közben az embriót, így szaporodásuk már teljesen független a víztől. Az anapsid koponyán (lásd pl. a ma is élő teknősöké; a fenti ábrán zölddel bekarikázva) tehát nincsenek halántéküregek, ebből a típusból származik a synapsid koponya, melyen egy pár halántéküreg helyezkedik el, és a diapsid típus, melyen két pár halántéküreg található. Mind a dinoszauruszok, mind pedig a madarak diapsidok. Azonban e jelleg más hüllőcsoportok esetében (melyek már akkor is rég léteztek, egészen a perm óta) megvan, megvolt. A legősibb ilyen hüllőcsoport a felemásgyíkok (Sphenodontia vagy Rhynchocephalia; lásd a fenti ábrán pirossal bekarikázva) rend tagjai melyek már a perm óta léteznek, és a legősibb diapsid koponyával rendelkeznek. Mára már csak kevés képviselőjük maradt fenn, melyek közül az egyik a jól ismert Hidasgyík (Sphenodon punctatus) nevű faj (a másik a Brother-szigeti hidasgyík (Sphenodon guntheri) illetőleg van egy harmadik faj is ám ez csak kövületekből ismert, a Sphenodon diversum). A krokodiloknál szintén módosult diapsid koponya található, akárcsak a madaraknál (az ábrán kékkel bekarikázva).

Következtetés:

Tehát bár a dinoszauruszok koponyája is diapsid, e jelleg már csak a fentiek miatt is nem jelenthet egyértelmű leszármazást (hisz más csoportoknál is jelen van), csak rokonságot.

- Toll:

Az egyik gyakran emlegetett hasonlóság a tollazat megléte a madaraknál és egyes (főként therapoda) dinoszauruszoknál.

Ezen kültakaró forma ugyan tipikus madár jellegnek tekinthető, ám tény, hogy nem csak a mai valódi madaraknál jelenik meg, hanem előfordul mind az ősi mind pedig a ma élő hüllők esetében is, bár náluk, mint azt már az előbbiekből kiderül nem olyan elterjedten.

Néhány példa:

Tollakkal rendelkező hüllők:

- Longisquama insignis (triászkori kis gyík)

Anapsid, synapsid, diapsid koponyatípusok

Longisquama insignis fosszília és rekonstrukció

Ezen felső triász korban (jóval a madarak megjelenése előtt) élt kis gyík igen feltűnő tollakat visel a hátán. (Meg jegyzendő, hogy ez az élőlény nem dinoszaurusz!)

- Hidasgyík vagy Tuatara (Sphenodon punctatus)

Sphenodon punctatus Sphenodon punctatus
(A tollszerű képleteket egy része pirossal karikával jelölt.)
Sphenodontida koponya Sphenodontida koponya
(Pirossal satírozva látható az ábrán a két halántéküreg)

A hidasgyík, mely napjainkban az egyik utolsó élő képviselője a felemásgyíkok (Rhynchocephalia) rendjének, azért is érdekes lehet a madarak származtatását illetően, mert, ahogy azt már az előbbiekben láttuk, a különféle módosult diapszid koponyával rendelkező hüllők és a madarak koponyája is e rend korai képviselőiből alakulhattak ki e morfológiai jelleg tekintetében.

- Bambiraptor (B. feinbergi)

Bambiraptor (B. feinbergi)

Bambiraptor (rekonstrukció)

A tollas dinoszauruszok egy tipikus képviselője.

Következtetés:

A fenti példákat figyelembe véve észlelhető tehát, hogy a toll nem csak és kizárólag a madarak és a dinoszauruszok esetében van, volt jelen, hanem más náluk ősibb hüllőknél is már megjelent és a mai napig jelen van, így e jelleg sem lehet egyértelmű bizonyíték a leszármazást illetően.

- Csőr:

Nem csak a madarak és a dinoszauruszok rendelkeznek csőrszerű képződményekkel, hanem például a polip vagy bizonyos halak is!

Polip, hal

Polip, hal

Következtetés:

Az ehhez hasonló meglepő tényekből kifolyólag tehát bár elsőre logikus madárjellemzőnek tűnik, mégsem tekinthető ezen tulajdonság sem kizárólagosnak!

- Egyéb jellegek:

Számos egyéb jelleg is van, mely megtalálható nem csak a madarak és dinoszauruszok esetében, hanem jó néhány más hüllőcsoportnál is, ilyenek például a következők: egy nyakszirti bütyök, vállöv szerkezete, nyitott medence, horgas bordanyúlványok, tojások, tüdőhöz csatlakozó légzsákok, biped járásmód, stb.. Tehát mindezen hasonlóságok is csak pusztán rokoni kapcsolatot sugallhatnak, de leszármazást nem, hisz más csoportoknál is sok helyen megtalálhatóak. Fontos még megemlíteni a valódi madár jellegeket, melyek kizárólag csak a madaraknál találhatóak meg (a legrégebbi valódi madár leleteknél is (pl.: hesperornis)) a madarakon belül viszont minden madárnál jelen vannak, a röpképtelen pingvinektől kezdve, a sasokon és az énekesmadarakon át egészen a futómadarakig (pl.: strucc). Ezek a következőek: heterocoel csigolyák, synsacrum, carpometacarpus, a femuron fibuláris bütyök, tibiotarsus és tarsometatarsus (csüd), jobboldali aortaív és baloldali petevezeték.

Hesperornis

A Hesperornis rekonstrukciója

Madárősnek tekinthető-e az Archaeopteryx?

Fontosnak tartottuk, hogy kitérjünk e fontos témakör tárgyalására is, hiszen gyakran emlegetik az Archaeopteryx-et az ismert legősibb madárként és ez által a dinoszaurusz madár leszármazás legfőbb bizonyítékaként. Az Archaeopteryx esetében elmondható, hogy számos jellegében különbözik a madaraktól és e jellegek túlnyomó többségben vannak. Az első ilyen fontos jellemzője, hogy alapvetően (ha nem találtak volna tollakat a fosszílián) csontváza teljes mértékben therapoda dinoszauruszé az alábbiak miatt: A pubis lefelé áll, nem úgy, mint a madarak esetében, tehát teljes mértékben hüllő medencéjű, nincs csüdje, mely tipikusan csak a madaraknál van jelen, felépítése, hosszú farka egyértelműen therapoda jellemző, stb.. Ezen kívül a madarakra minden esetben (a röpképtelen madaraknál is) jellemző a tarajos mellcsont, mely a repülés egyik nélkülözhetetlen alappillére, ugyanis e képződmény biztosít megfelelő tapadási felületet a mellizomzatnak, mely lehetővé teszi azt az intenzív mozgatását a szárnynak, amelynek folytán az állat a levegőbe képes emelni magát. A tollak rögzülési helyei az úgynevezett csontszemölcsök is teljes mértékben hiányoznak nála (e szemölcsök szerepe az evezőtollak merevítésében van, megakadályozzák, hogy amikor a levegőt a szárny lendítésével az állat maga alá hajtja a toll ezen erős légellenállás hatására visszahajoljon, és ezzel csökkentse a szárny felületet és a felhajtóerőt). Mindezekből kifolyólag evolúciósan téveseknek bizonyulnak azon feltételezések is, melyek azzal foglalkoznak, vajon repült e már az Archaeopteryx, hisz nem volt meg hozzá semmilyen anatómiai alapfeltétele.

Következtetés:

Tehát lényegében az Archaeopteryx esetében is csak egy tollas therapodáról lehet szó, nem pedig egy ősmadárról, hiszen a már fent említett tollakon kívül semmilyen egyéb tulajdonsága alapján sem hasonlít a madarakra. A lényegi madárjellemzők teljes mértékben hiányoznak nála.

A madarak feltételezhető kialakulása

A madarak kialakulása a legvalószínűbben tehát a következő módon történhetett:

Egy ősi hüllő csoport (mely éppúgy szerepet játszhatott a későbbi dinoszauruszok kialakulásában, mint a madarakéban) egyes képviselői időnként a víz állandó közelségébe és később teljesen a vízbe kényszerültek (ragadozók elől menekülve, vagy táplálék után kutatva, tehát mindenképpen evolúciós hatásnak, folyamatos szelekciós nyomásnak kitéve). E vízi környezetben az egyre gyakoribb úszás következtében jelentős mellizomzat alakulhatott ki és csak ezt követően, a vízből kiugrálva (a vizet taposva, csapkodva kezdetleges úszószerű szárnyaikkal, akár a mai pingvinek illetőleg vízi madarak), emelkedhettek a levegőbe, elfoglalva ezzel azon ökológiai fülkéket (nichéket), melyek valamilyen okból kifolyólag nyitva álltak előttük.

{EVOLÚCIÓ!: előbb kialakul a képesség, mely magába hordozza a lehetőséget, nem pedig fordítva (pl.: egy ember hiába csapkod, nem fog sok generáción át sem kialakulni a repülési képessége)). }

A levegőben történő mozgásuk később olyannyira tökéletesedett, hogy lényegében kiszorították idővel a kréta időszak végére az addigra már erősen megritkult Pterosaurusok utolsó képviselőit is.

Végkövetkeztetés

Mindebből kifolyólag természetesen egyértelmű, hogy a hüllőktől származnak a madarak, és hogy közös ősre tekinthetnek vissza (részben hasonló jellegeik alapján, hisz egy ilyen közös hüllő ős leletei eddig még hiányoznak, de léte megalapozottan feltételezhető) a dinoszauruszokkal, de biztosan állítható a jelenlegi ismereteink alapján, hogy evolúciósan erősen valószínűtlen a madarak dinoszauruszoktól való származása, hisz erre nincs egyértelmű evolúciós bizonyíték jelenleg. Ráadásul a dinoszauruszok és a madarak egy időben párhuzamosan léteztek sokmillió éven át, amíg a dinoszauruszok 65 millió évvel ezelőtt véglegesen kihaltak (ezzel mellékágat képviselve a törzsfán).

Dinoszaurusz és madár közös ős

Dinoszaurusz és madár közös ős ábra

Készítette: Nagy Richárd

Felhasznált forrás és irodalom:

- Dr. Kessler Jenő (ornitológus és paleoornitológus) által tartott "Dinoszauruszok és ősmadarak", illetőleg "Alkalmazott csonttan" című ELTE kurzusok;

- Dr. Meszéna Géza (biofizikus) által tartott "Elméleti evolúcióbiológia" című kurzus;

- Dr. Bankovics Attila "Ragadozónak lenni - Az ősgyíkmadártól a keselyűk evolúciójáig" című az Élet és Tudomány 2009. júniusi számában megjelent cikke; Internet.

- Összehasonlító anatómia praktikum I., II.- Zboray Géza

- Ősállattan vertebrata paleontológia - Géczy Barnabás

2012. március