Revoluce dinosaurů (Dinosaur revolution)

Úvod 

(English version at the end of article)

Pohled na život druhohorních plazů se během posledních dvou desetiletí diametrálně změnil. Z pomalých, studenokrevných a neinteligentních zvířat se nám postupně změnili na sociálně žijící a dynamická zvířata ovládající dramatický svět plný evolučních závodů. Dinosauři ale svůj boj o přežití neprohráli a dnes jich žije více než 10 000 druhů, což je o polovinu více než savců. Zabývat se ale také budeme úžasnou diverzitou pterosaurů, mořských plazů a krokodýlů, kteří v Mezozoiku zaznamenali ohromný rozkvět. Na úvod je ale důležité vysvětlit, jak vlastně celkově evoluce vedoucích druhohorních skupin vypadala. Nezapomeneme ani na v té době okrajové skupiny, které se ale po hromadném vymírání dostali do vedoucí pozice (savci). 

Perm

Celý příběh známého evolučního závodu odstartovala nevídaná událost v historii Země. Před 252 miliony lety došlo k největšímu hromadnému vymírání, během kterého zmizelo kolem 90 % mořských a asi 70 % terestrických obratlovců. Přesná čísla jsou předmětem dohadů, v každém případě se této ne tak známé katastrofě nic opravdu nevyrovná (je to jediné veliké vymírání, během kterého mizel i hmyz). Teorií o původci permské události je mnoho. Dobře prokazatelné důkazy nás ale vedou do oblasti Sibiře, kde v té době došlo k erupci tzv. supervulkánu. Ten za sebou zanechal vrstvy ztuhlé lávy, která je připomínkou sledu událostí vedoucích k oteplení planety (požáry, tuny prachu v atmosféře, skleníkový efekt). Vysoké teploty způsobili pokles hladin oceánů a vysoušení jediné pevniny, Pangei. Ohromně se rozšířili pouště a úbytek autotrofních organismů vyústil do snížení hladiny kyslíku v atmosféře až o 20 %. V mořích došlo k změnám směrů mořských proudů a celé potravní řetězce kolabovali, něco podobného vidíme dnes během jevu El Niño. V evoluci obratlovců došlo v tomhle období k zásadním událostem. Do té doby převládali na Zemi synapsidi, kteří byli zastoupeni některými ohromně početnými a rozšířenými skupinami (pelykosauři, therapsidi). Ve středním permu nahradili pelykosaury therapsidi, kteří diverzifikovali do mnoha býložravých i masožravých forem. Navíc se objevili veliké i drobné formy a obrovskou výhodu jim poskytoval heterodontní chrup a pokročilá stavba lebky. Diapsidi byli v té době ve stínu synapsidů, ale po katastrofickém vymírání na hranici perm/trias se náhle sitauce obrátila. Drastický úbytek kyslíku zvýhodnil dokonalý dýchací systém diapsidů a od té doby až do konce křídy před 65 miliony let se synapsidi museli přizpůsobovat silnému tlaku ze strany svých konkurentů. O tom všem v dalších částech. Mezi diapsidy byli samozřejmě Avemetatarsalia (neboli Pan-aves), kam patří dinosauři a pterosauři.

Příklady stavby lebky a dentice synapsidů, kteří byli vedoucími terestrickými obratlovci až do permského vymírání.

Trias, Jura, Křída

Během druhohor už ze synapsidů prakticky zůstali naživu jen savci, kteří pod tvrdým selekčním tlakem získali nové adaptace ukazující se v konečném důsledku za mnoho milionů let jako rozhodující. Především se přesunuli do temnoty noci, získali dokonalé smysly (důležité tři sluchové kůstky v uchu) a vyvinula se u nich specifická starostlivost o mláďata. Srst jim zase umožnila stát se homoiotermními. Konkurenční diapsidi se ale neuvěřitelně vyvíjeli a u některých Pan-avialanů se objevilo peří. Prvotní funkcí byla pravděpodobně termoregulace, ale postupně se uplatnilo v řadě sociálních aspektů života dinosaurů a také jim umožnilo dostat se do vzduchu. Kromě nich se na obloze objevili pterosauři, v mořích získali vedoucí pozici skupiny jako Ichthyosauria nebo Sauropterygia. Speciálně se budu věnovat také skupině Crurotarsi (kam patří i krokodýli), která kdysi byla také jednou z extrémně úspěšných skupin (navíc přežili až do současnosti).

Diverzita Pan-avialanů

The understanding of life of Mesozoic reptiles has changed a lot in last two decades. They have become from cold-blooded and unintelligent animals to dynamic and social winners of the evolutionary arms race. But dinosaurs have not losted their struggle for life and today there are more than 10 000 species of them, which is by a half more than species of recent mammals. I will also include the stunning diversity of pterosaurs, marine reptiles and crocodiles, which have become amazingly successfull in the Mesozoic era. For the beginning it is important to tell something about overall trends in the evolution of main groups from this time. We also won't forget the groups on the borders at that time, which consequently became important after the great extinction.

The Permian

The whole story of the evolutionary arms race started after the great event in the history of Earth. 252 million years ago happened the greatest extinction ever and around 90 % of marine and 70 % of terrestrial vertebrates vanished. The exact numbers are still subject of many discussions, but in any case nothing can match this catastrophy (it is the only one extinction with impact also on insects). There are various theories about the cause of this extinction. Very good proofs lead us to the area where we find recent Siberia. In the Permian there was a huge explosion of supervolcano, which has left behind the layer of tough lava as a memory for the chain of events leading to rising temperatures on our planet (a fires, tons of dust in the atmosphere, greenhouse effect). High temperatures caused the decrease of the ocean levels and droughts over the only one landmass -Pangaea. Deserts were everywhere and the decrease of autotophic organisms led to the decline of oxygen level by 20 %. The ocean currents changed their direction and whole food chains collapsed, seen today during El Niño. The major changes happened in the evolution of vertebrates here. Till this time the synapsids were dominant with some very abundant groups (pelycosaurs, therapsids). In the middle of the Permian the therapsids diversified into huge amount of carnivorous and herbivorous forms. Moreover, they were small and big and their heterodont dentition and structure of the skull gave them a big advantage. Diapsids were in that time in the shadow of these creatures, but after the great extinction on the Permian/Triassic border the situation changed. The dramatic decrease of oxygen levels pushed the advantage towards diapsids with their advanced respiratory system and this balance has stayed the same untill 65 million years ago. This process will be discussed in the next articles. among diapsids were of course the Avemetatarsalia (Pan-aves) including dinosaurs and pterosaurs.

The examples of the skull and dentition of synapsid, which were the dominant terrestrial vertebrates untill the great permian extinction

Triassic, Jurassic,Cretaceous

During the Mesozoic era the synapsids were alive only as mammals. Under the huge selective pressure they have evolved new adaptations which were after the millions of years the crucial ones for the survival. Mainly, their activity has shifted into the night, they evolved perfect sences (important three bones in the inner ear) and they had new strategy for raising their young. Their fur enabled them to become homoiothermic. But the diapsid competitors also evolved very quickly and in some of the Pan-avialans the feather occured. The first function may be thermoregulation, but in time it has become a very common in social interactions and eventually, it helped dinosaurs to get into the air. Apart of them, the skies were full of pterosaurs. The seas were ruled by marine reptiles, such as Ichthyosauria or Sauropterygia. A special article will be focused on Crurotarsi, which includes crocodiles. Once they were not so bonded to the water enviroment and were one of the extremely successfull groups (they survived and live in recent times).

The diversity of Pan-avialans