Van dino tot vogel
EVOLUTIE VAN DE VOGELS KENT NOG VELE VRAAGTEKENS
Marcel aan de Brugh

artikelartikel | Zaterdag 16-01-1999 | Sectie: Overig | Pagina: 49 | Marcel aan de Brugh

Volgens zijn geŽvolueerd uit tweevoetige, vleesetende dinosauriŽrs, de zogeheten theropoden. Tot die conclusie kwam Thomas Henry Huxley (de man die Darwins ideen als een profeet uitdroeg) al in 1870 nadat hij de achterpoot van de theropode Megalosaurus had vergeleken met die van een struisvogel. Huxley ontdekte 35 overeenkomstige kenmerken.
Het evolutionair verband tussen theropoden en vogels is de laatste decennia steeds duidelijker geworden, onder andere door de explosieve toename van het aantal opgegraven fossielen. Sinds 1990 zijn er drie keer zoveel fossiele vogelresten uit het Krijt (145 tot 65 miljoen jaar geleden) gevonden dan in de periode daarvoor. De belangrijkste opgravingen stammen uit Spanje, China, MongoliŽ, Madagascar en ArgentiniŽ. Bovendien bleken nogal wat fossielen in eerste instantie verkeerd geclassificeerd. Het eerst gevonden exemplaar van de legendarische reptiel-vogel Archeopteryx (opgegraven in 1855) heeft 115 jaar lang onder de verkeerde naam in de laden van Teylers Museum in Haarlem gelegen. Door de verbeterde identificatie is de evolutie van de vogels ook helderder geworden. De stemmen van tegenstanders die beweren dat de voorouders van de vogels nog voor de dinosauriŽrs moeten hebben geleefd, verstommen langzaam maar zeker.

Theropoden blijken allerlei kenmerken te bezitten die eerst als 'des vogels' te boek stonden. De paleontologen Kevin Padian en Luis M. Chiappe gaven hiervan vorig jaar een mooie opsomming in Scientific American (februari 1998). De vleesetende dinosauriŽrs hadden bijvoorbeeld geen zware, met merg gevulde botten. Hun botten waren hol. Waarom, is niet helemaal duidelijk. Misschien was het in eerste instantie een aanpassing die verband hield met de temperatuurhuishouding of de ademhaling (bij vogels zijn sommige botten gevuld met zogeheten luchtzakken die onderdeel uitmaken van het ademhalingsapparaat). Deze lichtgewicht botten bleken ideaal voor de ontwikkeling van vliegvermogen.

Gedurende hun evolutie kregen de theropoden steeds langere voorpoten. Ten tijde van Archeopteryx, zo'n 150 miljoen jaar geleden, waren de voorpoten inmiddels langer dan de achterpoten; een gunstige ontwikkeling voor de aanleg van een krachtige vleugelslag.

Kenmerkend is ook het aantal vingers aan de voorpoten. Theropoden bezaten nog maar drie echte vingers. De andere twee waren zo goed als verdwenen. Aan de voorpoten van de eerste vogels zaten ook maar drie vingers. In de loop van de miljoenen jaren fuseerden deze tot een vinger.

De voorouders van de vogels worden nu gezocht onder de maniraptors, een groep binnen de theropoden waartoe onder andere de Velociraptor (de sluwe, in groepsverband werkende vreetmachine uit Jurassic Park) behoort. Dat verband is vooral gelegd op basis van skeletkenmerken zoals de stand van het schaambeen en het typische polsgewricht. Bij de eerste theropoden stond het schaambeen schuin naar voren gericht, maar bij de maniraptors wees het juist schuin naar achteren, net als bij vogels. En de eerste theropoden hadden een betrekkelijk stijf polsgewricht. Ze konden hun pols wel naar boven en beneden bewegen, maar niet zijwaarts. Door een speciale aanpassing van het polsbeen waren de maniraptors daartoe wel in staat. Hierdoor konden ze hun lange voorpoten verder opvouwen. Vogels kennen deze eigenschap ook.

Het verband tussen de theropoden en de eerste vogels mag dan zijn gelegd, maar daarmee is de belangrijkste vraag nog niet opgelost: hoe ontstond de vlucht? Hoe verliep de evolutie van het verenpakket en hoe ontwikkelden zich de spierbundels die nodig zijn tijdens vliegen? Daarvoor zijn twee scenario's. Het eerste gaat ervan uit dat de voorouders van de vogels in bomen konden klimmen en zweefvluchten konden maken met behulp van primitieve veren. Langzaamaan werden de veren groter en de vogels ontwikkelden een vleugelslag. Maar er zijn tot op heden geen duidelijke aanwijzingen dat maniraptors in bomen konden klimmen. Trouwens, de fossiele resten van Archeopteryx zijn bijna allemaal gevonden in de buurt van het Duitse Solnhofen. En volgens paleobotanische reconstructies kwamen daar 150 miljoen jaar geleden geen hoge bomen voor van waaruit de vogel spectaculaire duikvluchten kon uitvoeren. De vegetatie reikte niet hoger dan drie meter.

De tweede hypothese gaat uit van een leven op de grond. De vleugels zouden van pas komen bij het achtervolgen van prooi. Ze zouden hun vleugels daarbij gebruiken voor snelle manouvres en het behoud van balans. Misschien sprongen ze in de lucht om insecten te vangen. De primitieve veren, hoe klein ook, vergrootten het oppervlak van de voorarm en zouden het dier meer lift geven. Maar hoe zich vanuit die eventuele situatie zoiets als vliegvermogen heeft ontwikkeld, is niet duidelijk. Dat blijft voorlopig koffiedik kijken.

Uit de huidige gegeven kan worden afgeleid dat de geschiedenis van de vogels in het Laat Jura, circa 165 miljoen jaar geleden, begint. In het Laat Krijt blijkt de diversiteit al explosief toegenomen. Er zijn duik-, waad- en loopvogels, boomklimmers en vliegende, getande vogels. Maar ondanks de hoeveelheid aan gegevens die het laatste decennium is vergaard, blijven er veel onopgeloste vragen. Tot die conclusie kwam Luis M. Chiappe vier jaar geleden in een overzichtsartikel in Nature (23 november 1995). Hij schrijft: 'We zijn relatief onwetend over de eerste 85 miljoen jaar van de evolutie van vogels.'

Foto-onderschrift: Weergave van het schaambeen (boven) en de pols en de hand van verschillende diergroepen. Uit de grote overeenkomst in anatomische structuur leidt men af dat de vogels waarschijnlijk zijn gevolueerd uit de maniraptors. De maniraptors staan geclassificeerd als een speciale groep theropoden (dit zijn kleine, vleesetende dinosaurirs).