ReconstructieEvolutie

Hoe de pterosaurus van de grond kwam

Pterosauriërs in de lucht.Beeld Mark Witton

Pterosaurus was het eerste gewervelde dier dat het luchtruim koos, zo'n 225 miljoen jaar geleden. Inventief onderzoek werpt nieuw licht op zijn aanloop en op zijn vliegprestaties.

Vliegen is een koud kunstje voor insecten, maar voor gewervelde dieren is het een enorme prestatie. Pterosauriërs waren de eerste gewervelden die van aarde opstegen en het luchtruim kozen. De oudste pterosaurusfossielen dateren van zo’n 225 miljoen jaar geleden en hun anatomie verraadt dat ze konden vliegen. Maar over pterosaurus’ aanloop is weinig bekend. 

In de fossiele geschiedenis lijkt zijn vliegkunst uit de hoge hoed te komen. Ineens is er een forse gewervelde die de hele anatomische uitrusting heeft die nodig is om in de lucht te blijven. Het lijkt op een evolutie bij donderslag.

Klopt niet, zegt een grote internationale ploeg onderzoekers geleid door de Argentijn Martín Ezcurra. In vakblad Nature laten Ezcurra en zijn collega’s zien dat de eerste vlucht van pterosaurus een hele evolutionaire aanloop heeft gehad. Hun verhaal gaat terug naar een dier dat nog iets eerder op het toneel verscheen dan de pterosauriërs: de lagerpetide. 

Lagerpetiden, die op de kleine afbeelding te zien zijn, lijken niet bepaald op de pterosaurussen, die op de grote afbeelding door de lucht vliegen. Om te beginnen missen ze vleugels, of iets wat daarop lijkt. Maar schijnt bedriegt, schrijven de onderzoekers. Deze vroege hagedisachtigen, die ongeveer een meter groot werden, hebben trekken waarmee de latere pterosauriërs hun vlucht konden nemen. 

Eén van de voorouders van pterosaurus.Beeld Donna Braginetz

De fossielen waarop de wetenschappers die stelling baseren, zijn gevonden in verschillende delen van de wereld, van Texas en Mexico tot Brazilië en Madagaskar. En sommige van die vondsten zijn al behoorlijk oud. Maar het onderzoek waaraan ze zijn onderworpen is nieuw.

De onderzoekers gebruikten een CT-scan, röntgenstraling dus, om opnamen te maken van de structuren in de fossiele resten. Die werden vergeleken met data van fossiele pterosauriërs. En er vielen een paar dingen op: zo vertoont het evenwichtsorgaan van beide diergroepen grote overeenkomsten, net als de vermis, een onderdeel van de kleine hersenen dat belangrijk is voor gecoördineerde bewegingen. Het zijn anatomische trekken, zeggen de onderzoekers, die belangrijk zijn als je de lucht in wilt. De vliegkunst van pterosaurus heeft dus een evolutionaire voorgeschiedenis gehad bij verwanten die zelf niet vlogen.

Gesteggel

Hoewel die conclusie wordt onderschreven door vijf onderzoeksgroepen op drie verschillende continenten, zal er nog over gesteggeld worden. Want hiermee krijgen de lagerpetiden een nieuwe plaats in de stamboom; ze verhuizen een tak.

De lagerpetiden hebben maar kort op aarde rondgelopen, zo’n 27 miljoen jaar, en ze werden gezien als nauwere verwanten van de dinosauriërs. Nee, zeggen deze onderzoekers nu, ze zijn verwanten van de pterosauriërs.

Pterosauriërs zijn geen dinosauriërs. Het zijn reptielen die een eigen, vliegende tak vormden. Een tak die weliswaar tegelijk met dinosaurussen uitstierf, toen 66 miljoen jaar geleden een meteoriet op aarde insloeg, maar die van hen losstond. Totdat er met die ongekende klap een eind aan kwam, heersten de dinosauriërs op de continenten en de pterosauriërs in het luchtruim.

Ze waren daar in de lucht niet helemaal alleen. Ook sommige dinosauriërs leerden vliegen. Maar op het moment dat de eerste dino opsteeg, vlogen de pterosauriërs al 75 miljoen jaar rond.

Succesvolle familie

Die eerste vliegende dino was Archaeopteryx, waarvan het eerste fossiel werd gevonden in 1861. Archaeopteryx is een voorvader van de vogels die wij kennen, pterosaurus heeft met hen niets te maken; zijn tak loopt dood.

Tot aan die dood ontwikkelden de pterosauriërs zich tot een diverse en succesvolle familie. Er zijn soorten bekend die zo klein waren als een spreeuw, maar ook soorten die de spanwijdte hadden van een klein vliegtuig. Een evolutionair succesverhaal – met een dramatisch einde weliswaar, maar toch – en Britse biologen wilden weten of hun vliegkunst ook zo’n succesverhaal was. 

Dat was het, concluderen zij nu, eveneens in vakblad Nature. Hoe dat reptiel er ooit in is geslaagd om voor het eerst de zwaartekracht te overwinnen weten we niet, maar we kunnen wel zien dat pterosaurus er steeds beter in werd, schrijft de onderzoeksploeg geleid door Chris Venditti van de universiteit van Reading.

Ook hier werden moderne middelen uit de kast getrokken om tot dat inzicht te komen. In het eerste onderzoek, naar de aanloop van pterosaurus, was het de CT-scan die anatomische geheimen aan het licht bracht. In deze tweede studie zijn het big data en statistiek.

Venditti en zijn collega’s keken naar twee succesfactoren voor vliegkunst: efficiëntie en zweefvermogen. Met data van nu levende vogels keken ze hoe die succesfactoren afhangen van maten als gewicht, spanwijdte, frontaal oppervlak et cetera. Toen hadden ze een model voor succesfactoren in de luchtvaart. Daarna stopten ze alle bekende gegevens van pterosaurussen in dat model.

Ze eindigden met de data van 75 soorten pterosauriërs in hun computer. Genoeg om aan te tonen dat de pterosauriërs steeds betere vliegers werden. In de loop van 150 miljoen jaar evolutie daalde het energieverbruik van de vliegende pterosauriërs met 50 procent. En hun zweefvermogen verbeterde met gemiddeld 40 procent. Belangrijke factor in dit verhaal: spanwijdte. 

Die spanwijdte nam gestaag toe. Dat kan komen door een grotere lichaamsomvang, zeggen de onderzoekers, want om meer kilo’s in de lucht te krijgen heb je grotere vleugels nodig. Maar uit een analyse van de cijfers blijkt, volgens hen, dat de groei in vleugeloppervlak al was begonnen voor de pterosauriërs in lichaamsomvang begonnen te groeien.

Want groeien déden ze in laatste 80 miljoen jaar van hun bestaan; de grootste exemplaren wogen zo’n 300 kilo. Maar de pterosauriërs werden niet alleen grotere vliegers, maar ook betere.

Vliegkunst

Er was een uitzondering, ook in deze familie. De azhdarchiden, een ondertak van de pterosauriërs, wisten hun vliegkunst in 150 miljoen jaar nauwelijks te verbeteren. Het waren grote beesten, sommige soorten hadden een spanwijdte van meer dan tien meter.

Hun prioriteit lag niet bij vliegen, concluderen de onderzoekers. Er komen steeds meer aanwijzingen dat de azhdarchiden een voorkeur ontwikkelden voor een leven met beide poten op de grond. Ze konden vliegen, maar gingen blijkbaar vaker lopen.

En dat is voor de azhdarchiden geen nadeel geweest. Ook op de grond waren zij – tot het grote uitsterven – een evolutionair succes: sommige exemplaren werden groter dan een giraffe.

Lees ook:

De raadselachtige take-off van de dino

De enige, levende nakomelingen van de dinosauriërs zijn de vogels. Het is nog altijd een raadsel hoe hun vroege voorouders van de grond zijn gekomen.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden