Autor: Jan Toman
Přítomnost zakrslých ale jinak funkčních předních končetin u některých dvounohých dinosaurů dlouhou dobu vědce mátla. Nález nového druhu naznačuje, že se jejich redukce opakovala nezávisle u mnoha linií a že zkrácené končetiny nejspíše hrály roli v pohlavním výběru.
Drobné přední končetiny některých dvounohých teropodních dinosaurů představují evoluční záhadu. Pokud ztratily svou původní funkci, například proto, že je nahradily velké a silné čelisti, proč zůstávaly u mnoha druhů vybavené silnými kostmi a masivními svaly? Nově objevený druh dinosaura, Meraxes gigas, respektive jeho srovnání s dalšími teropody, vědce posunul k pravděpodobné odpovědi. Zčásti se na redukci končetin podepsaly vývojové dráhy sdílené všemi příslušníky skupiny. Jakmile končetiny ztratily svou původní funkci, začaly se zmenšovat úměrně k investicím živin do jiných částí těla. Přinejmenším stejně důležitou roli ale hrál tlak přirozeného výběru. Malých předních končetin totiž jednotlivé skupiny dosáhly trochu jinými cestami. O jaký tlak se mohlo jednat? Nejpravděpodobnější možností se jeví signalizace mezi příslušníky druhu. Respektive jedna její konkrétní forma – pohlavní výběr.
Tyranosaurus rex je v našich představách prototypem absolutního dravce. Když necháme stranou úvahy, že mohlo ve skutečnosti jít o gigantického mrchožrouta nebo že uběhl sotva pár metrů, jeho obří tělo, masivní lebka, drtivé čelisti a svalnaté nohy rozhodně nejsou něčím, co bychom chtěli potkat při procházce v lese. Pouze jedna věc v celém tak děsivém tělním rámci hapruje. Skoro až komické přední končetiny.
Malé tyranosauří „ručičky“ nedávaly dlouho spát také vědcům. Pokud dvounohému dravci, jehož hlavní zbraní byly čelisti, přední končetiny k ničemu nebyly, proč je úplně neztratil? Taková ztráta samozřejmě může nějakou dobu trvat. Předkové dnešních velryb kupříkladu dlouho nesly redukované zadní nohy i po kompletním přesunu do vodního prostředí. Očekávali bychom ale, že nepoužívané orgány ztratí svou funkčnost. Tyranosauří ručky se nicméně zdají plně použitelné.
Kdyby šlo jediný případ, mohli by paleontologové leda tak krčit rameny. V evoluci se odehrály i divnější věci a my bychom patrně nikdy nemohli rozhodnout, jestli se na změně tyranosauřích předních končetin podepsaly vývojové zákonitosti, přirozený výběr, mutace velkého významu, s jejímiž efekty se museli tyranosauři vyrovnat, nebo nějaký ještě exotičtější jev. Jenže tomu tak není. Jak ukazují nové objevy, k výraznému zmenšení předních končetin došlo hned u několika linií dravých dinosaurů z příbuzenstva tyranosaurů zvaných teropodi.
Zvlášť pozoruhodný je nejnovější nález, o kterém referuje mezinárodní paleontologický tým ve vědeckém časopisu Current Biology. V argentinském kaňonu Las Campanas se jim podařilo nalézt zhruba 90 milionů let starého teropodního dinosaura s dobře zachovanou částí lebky, hrudního koše, ocasu a, co je z našeho pohledu nejdůležitější, také kosterními elementy přední končetiny. Nový druh vědci zařadili do skupiny carcharodontosauridae (doslova ještěři se žraločími zuby) a pojmenovali jej Meraxes gigas. Pokud jste fanoušky série Píseň ledu a ohně od G. R. R. Martina, nepletete se – předlohou rodového jména byl pro vědce opravdu jeden z knižních draků.
Přední končetiny meraxese sledují velmi podobný trend jako ty u tyranosaura. Zaprvé jsou malé. Ve skutečnosti nedosahují ani poloviční délky stehenní kosti. Zároveň se na ně ale vázaly silné svaly. Takřka jistě tedy byly funkční.
Statistická analýza ukázala, že se poměr délek přední a zadní končetiny u různých druhů „malorukých“ teropodních dinosaurů blízce podobá – daleko víc, než kdyby byl výsledkem čiré náhody. Takovéto jevy mají v zásadě dvě možná vysvětlení. Buď se jedná o výsledek podobných tlaků přirozeného výběru, nebo zapojení stejných vývojových drah.
První jmenovaný proces vede k evolučnímu jevu zvanému konvergence, který můžeme dobře vidět třeba u různých podzemních savců. Třebaže se krtci, zlatokrti i vakokrti vyvinuli nezávisle z různých povrchových skupin, podobné tlaky přirozeného výběru vedly k jejich vzájemnému připodobnění. Různorodé znaky těchto organismů, které jim původně pomáhaly přežít nad zemí, nezávisle na sobě podlehly stejným přizpůsobením pro podzemní styl života založený na hrabání, čichové orientaci a schopnosti přežít za snížených koncentrací kyslíku ve vydýchaných chodbách.
Pro druhý proces se vžilo označení paralelismus a můžeme se s ním setkat třeba u kořenové zeleniny. Různé odrůdy tuřínu, řepy či mrkve vytvářejí podobné kořenové hlízy. Jejich evoluce však neprobíhá od píky, ale uplatňují se při ní stejné zásahy do společných vývojových drah. Řečeno trochu jednodušeji, na rozdíl od podzemních savců, u kterých se stejná přizpůsobení vyvinula z různých základů, u kořenové zeleniny dal stejný základ opakovaně vzniknout stejným adaptacím.
Vzhledem k tomu, že přední končetiny tyranosaura, meraxese a dalších teropodů s velkými a silnými čelistmi ztratily svou původní funkci, pravděpodobnější se na první pohled jeví druhá možnost. Totiž že do nich při vývoji investovali minimum zdrojů a jejich redukce tak u všech skupin probíhala po stejných kolejích určených vývojovými cestami. Tomu však nenasvědčuje detailní studium anatomie teropodních končetin. Ukazuje se totiž, že velikost celé končetiny, respektive poměr délek přední a zadní končetiny, mezi různými druhy a skupinami koreluje daleko lépe, než když obdobně srovnáme délky vzájemně si odpovídajících dlouhých kostí. To ovšem znamená, že se končetiny u různých skupin zkracovaly různými cestami.
Tento závěr nás oklikou vrací k úvahám o konvergenci a paralelismu. Konkrétně se ukazuje, že celá redukce předních končetin byla u teropodních dinosaurů přinejmenším zčásti pod vlivem přirozeného výběru. Jinými slovy, končetiny, byť ztratily svou původní funkci, získaly nějakou novou a tato nová funkce byla patrně napříč skupinami stejná. O jakou funkci se mohlo jednat? Vědci navrhli v průběhu let hned několik možností. Krátké přední končetiny by například svým nositelům mohly pomáhat přidržovat kořist, nebo udržovat rovnováhu. O něco zábavnější je vážně míněná hypotéza, že svým nositelům umožňovaly postavit se na nohy, když spadli. Jako nejpravděpodobnější se ale dnes jeví jiná možnost.
Jak paleontologové zdokumentovali u meraxese, obličejová část jeho dobře zachované lebky nese známky ornamentace. Nalezneme zde specifická zdrsnění, kostěné výrůstky a hrbolky, což si dnes spojujeme se signalizační funkcí u skupinově žijící zvířat. Nebo konkrétněji se zápolením mezi samci o přístup k samicím zvaným pohlavní výběr. Pokud ale evoluci teropodních dinosaurů výrazně ovlivňovalo podobné zápolení, je dost pravděpodobné, že mu mohla podléhat také podoba předních končetin – ať už hrály roli při samotném páření, jak si představuje jedna skupina badatelů, nebo měly čistě dekorativní funkci.
Myšlenka, že dinosauři byli aktivní sociální zvířata, a ne pouze hloupí krvelační ještěři je možná pro někoho překvapivá. Velmi dobře ale zapadá do obrázku, který o dinosaurech vykresluje moderní paleontologie. Koneckonců, právě ze skupiny teropodů se oddělila linie, jejíž potomci jsou výjimečně aktivními a inteligentními zvířaty, jejichž evoluci navíc z velké části spoluurčuje pohlavní výběr. Jedná se samozřejmě o ptáky – poslední žijící dinosaury.
Zdroj: JI Canale, S Apesteguía, PA Gallina, … & PJ Makovicky (2022): New giant carnivorous dinosaur reveals convergent evolutionary trends in theropod arm reduction. Current Biology, online.