Yi en Ambopteryx waren een doodlopende weg op de evolutionaire weg naar vogelvlucht
Ook al had het vleermuisachtige vleugels, Ambopteryx longibrachium (afgebeeld) was meer een zweefvliegtuig over de korte afstand dan een actieve vlieger.
Van slechts twee dinosaurussoorten is bekend dat ze vleugels hadden die waren gemaakt van uitgerekte huid, zoals vleermuizen. Maar in tegenstelling tot vleermuizen konden deze dino’s slechts beperkt tussen bomen glijden, suggereert een nieuwe anatomische analyse. Dat zweefvliegen met vleermuisvleugels bleek een doodlopende weg naar de evolutie van de vlucht, zeggen onderzoekers.
“Het is een mislukt experiment”, zegt Alexander Dececchi, een paleontoloog aan de Mount Marty University in Sioux Falls, SD.
Vliegers met gevederde vleugels, in plaats van vliezige vleugels, beginnen slechts een paar miljoen jaar na de vleermuisvleugeldinosaurussen in het fossielenbestand te verschijnen. Die gevederde vliegers kan de zweefvliegtuigen hebben overwonnen in hun evolutionaire niche stellen Dececchi en collega’s 22 oktober voor iScience.
Yi qi en Ambopteryx longibrachium waren dinosauriërs ter grootte van een kraai die ongeveer 160 miljoen jaar geleden leefden (SN: 29/04/15). Het waren verre neven, beiden behorend tot een bizarre groep dinosauriërs die bekend staat als scansoriopterygids. In tegenstelling tot andere scansoriopterygids hadden deze twee soorten echter grote vleugels met membranen, een dunne huid gespannen tussen langwerpige armbotten.
Scansoriopterygids was een tak van theropoddinosaurussen, dezelfde groep die ook reuzen omvat Tyrannosaurus rex evenals de voorouders van vogels. Dus de recente ontdekkingen van twee verschillende theropoda-dinosaurussen met vleermuisvleugels schudden al lang bestaande ideeën over de evolutie van het vliegen bij vogels wakker. Wetenschappers hadden gedacht dat het pad, hoewel een beetje omslachtig, gecentreerd was rond variaties van slechts één basis, vogelachtig lichaamsplan.
Maar of Yi en Ambopteryx waren eigenlijk bedreven in vliegen, zoals het kunnen lanceren vanaf de grond of met hun vleugels klappen, was niet duidelijk. Om het vliegvermogen van de dino’s te beoordelen, gebruikten Dececchi en collega’s lasergestimuleerde fluorescentiebeeldvorming, die details van zachte weefsels zoals membranen of kraakbeen in fossielen kan oppikken, om de anatomie van Yi en Ambopteryx. Het team maakte nieuwe schattingen van het gewicht, de vleugelvorm en de spanwijdte van de reptielen en simuleerde vervolgens hoe die kenmerken zich zouden vertalen in fladderen, glijden of lanceren.
De nieuwe analyses bevestigen dat deze twee dinosaurussen enorm verschillende vleugelstructuren hadden dan de vliegers met gevederde vleugels, wat bewijst dat deze twee vluchtstrategieën onafhankelijk van elkaar evolueerden. Yi en Ambopteryxhadden bijvoorbeeld langwerpige voorpootbeenderen tussen hun vliezige vleugels, evenals een speciaal polsbeen om het membraan te ondersteunen. De skeletten van de vleugels van vogels bestaan ​​daarentegen uit langwerpige middenhandsbeentjes, vergelijkbaar met vingerbeenderen.
Deze evolutionaire vertakking was uiteindelijk een mislukking, zegt Dececchi. Yi en Ambopteryx waren alleen in staat om korte afstanden van boom tot boom te glijden, ontdekte het team. Hun verhouding tussen lichaamsgewicht en vleugel was iets te hoog om over langere afstanden te kunnen glijden.
Wat de actieve vlucht betreft, misten de dinosauriërs andere eigenschappen van krachtige vliegers, of ze nu veervleugelig waren zoals vogels of membraanvleugelig zoals pterosauriërs en vleermuizen. De oriëntatie van de vleugels van de dinosauriërs suggereert bijvoorbeeld dat ze niet ontworpen waren om te draaien. En de borstbeenderen van de dino’s vertonen geen bewijs van plaatsen waar belangrijke vluchtspieren hechten bij moderne vogels (SN: 13-03-18).
Slechts een paar miljoen jaar later Yi en Ambopteryx, ongeveer 150 miljoen jaar geleden, de oude vogel Archaeopteryx verschijnt in het fossielenarchief. Hoewel Archaeopteryx was ook niet zo’n geweldige vlieger, zegt Dececchi, het was een sterkere zweefvliegtuig en kon mogelijk een beetje met zijn vleugels klapperen. Latere variaties op het lichaamsthema bleven het vliegvermogen van dinosaurussen verbeteren, zegt hij.
Dat de dinosauriërs met vleermuisvleugels geen geweldige vliegers waren, is geen verrassing, zegt paleontoloog Jingmai O’Connor van de Chinese Academie van Wetenschappen in Peking, die samen met haar collega’s beschreven Ambopteryx in een studie uit 2019 in Natuur. O’Connor merkt op dat er na de Juraperiode geen dinosaurussen met vleermuisvleugels in het fossielenbestand verschijnen, dus het leek al waarschijnlijk dat ze geen succesvolle groep dinosauriërs waren. Toch, zegt ze, is het belangrijk om dit soort zorgvuldige, kwantitatieve analyse uit te voeren om het vliegvermogen te beoordelen – hoewel “het fossielenbestand van deze groep echt slecht is.” Met zo weinig fossielen, veel slecht bewaard gebleven, zullen dergelijke berekeningen gebaseerd zijn op “zeer slechte gegevens”.
O’Connor zegt dat wat de dieren benadrukken, “het experimenteren met verschillende vluchtmodi is”, voegt ze eraan toe. Het is duidelijk dat vogels niet de enige vliegende dinosaurussen waren – en deze fossielen onthullen dat de vlucht zelf, of ze nu zweefvliegt of aangedreven, meerdere keren onder hen evolueerde.