Je vôbec možné, aby súčasná veda dokázala rozlúsknuť tento tvrdý prehistorický oriešok?
Ilustračná fotografia fosílií dinosaurích vajec. Zdroj: WIKIMEDIA CC
Ako dlho sa vyvíjali embryá dinosaurov, z ktorých sa vyvinuli súčasné vtáky? Slovensko-americký tím ponúka riešenie vo vedeckom časopise Scientific Reports.
Spôsob rozmnožovania významne ovplyvňuje rozšírenie i prežitie každého organizmu. Medzi najúspešnejšie spôsoby patrila reprodukcia novým typom vajca. Amniotické vajce je evolučný vynález, ktorý umožnil plazom, vtákom a cicavcom preniknúť do najnehostinnejších oblastí Zeme. Vďaka tejto vymoženosti opanovali plazy planétu v druhohorách a následne ich potomkovia v treťohorách. V súčasnosti sú druhovo najpočetnejšími amniotmi vtáky. Ich zárodky sa vyvýjajú vo vajciach s tvrdou vápnitou škrupinou zloženou z troch vrstiev.
Dni až rok
Najmenšie vajcia vo veľkosti hrášku (7 mm) patria kolibríkom (napr. čmeľovec kubánsky – Mellisuga hellenae). Najväčšie vajcia (15 cm) kladú v súčasnosti pštrosy. Na tento primát si môže robiť nárok aj drobný novozélandský vták kivi, ak zohľadníme veľkosť jeho vajca (13 cm) v pomere k celkovej hmotnosti samice (20 %).
Kolibríkom trvá inkubácia drobných vajec minimálne 14 dní, ale niektorým spevavcom a kukučkám iba 11. Pštrosie potomstvo sa liahne po 42 dňoch, no kivi na to potrebuje takmer tri mesiace (85 – 92 dní), podobne ako niektoré víchrovníky (79 dní) a tabóny z Polynézie (80 dní). Týmito hodnotami sa vtáčí oneskorenci podobajú krokodílom, ktoré sú najbližšími žijúcimi príbuznými vtákov. Napríklad mláďatá severoamerických aligátorov sa liahnu po 65 dňoch. Väčšina krokodílov však inkubuje vajcia dlhšie. Napríklad inkubácia malého krokodíla čelnatého (Osteolaemus tetraspis) z Afriky trvá 85 až 105 dní. Potomstvo najväčšieho žijúceho krokodíla morského (Crocodylus porosus) z Austrálie sa liahne po 80 až 90 dňoch. Nezvyčajné rozpätie inkubácie, 42 až 90 dní, bolo zaznamenané pri kajmanovi čiernom (Melanosuchus niger) z Južnej Ameriky. Najdlhšie sa však vyvíjajú zárodky jaštera z druhohôr hatérie novozélandskej (Sphenodon punctatus). Inkubácia vajec tejto žijúcej fosílie je mimoriadne závislá od teploty vonkajšieho prostredia. Malé hatérie sa vyliahnu po 150 dňoch, ak priemerná sezónna teplota dosahuje aspoň 25 °C. Pri nižších teplotách (napr. 18 °C) sa ich pobyt vo vajci predĺži takmer na rok (328 dní).
Inkubačná matematika
Otázka znie, koľko týždňov či mesiacov inkubovali vajcia vyhynuté plazy. Je hatéria tým správnym modelom, ktorý pomôže vyriešiť tento rébus? A do akej miery nás môže inšpirovať správanie moderných plazov a vtákov k poznaniu, ako sa liahli dinosaury?
Predošlí odborníci sa zamerali na hľadanie vzťahu, ktorý by umožnil vypočítať inkubačný čas na základe nejakého parametra samotného vajca. Najdostupnejšou merateľnou vlastnosťou bola hmotnosť. Na prvý pohľad sa zdalo, že čím sú vajcia menšie (= ľahšie), tým je ich inkubácia kratšia. Postupne však táto predstava dostávala trhliny. Napríklad albatrosy a víchrovníky inkubujú vajcia oveľa dlhšie, ako predpokladá matematický model, zatiaľ čo ďatle oveľa kratšie, než udáva teoretický výpočet.
Z toho vyplýva, že hmotnosť vajca nie je hlavným faktorom, ktorý určuje čas potrebný na vyliahnutie. Tento faktor má rovnako malý vplyv aj na inkubáciu vajec krokodílov.
Hľadá sa riešenie
Tadiaľ teda cesta nevedie. Existuje ešte iná možnosť? Takto som hútal nad uvedeným problémom v roku 2009. Na jedno možné riešenie som prišiel. Bolo však technicky i materiálne náročné. Na overenie mojej hypotézy som potreboval maličkosť: časticový urýchľovač a embryo dinosaura, najlepšie s vtáčím rodokmeňom. Nie celé embryo, len jeho drobnú časť – izolovaný embryonálny zub. A tak som sa v roku 2011 na základe schváleného projektu ocitol v európskom synchrotrónovom pracovisku v Grenobli (Francúzsko), kde sa uskutočnil prvý z experimentov. Ďalší nasledoval v roku 2012. Pri ňom som mal už k dispozícii môj vysnený embryonálny zub – zub troodona.
Troodon patrí do skupiny dinosaurov, ktoré podľa súčasných názorov majú s vtákmi spoločného predka. Tento agilný mäsožravý dinosaurus je jediným troodontidom, pri ktorom sa zachovali embryá. Troodontidy sú vtákom podobné v mnohých anatomických rysoch. Navyše, ich vajcia sú podobne asymetrické a majú trojvrstvovú škrupinu. A je to práve táto podobnosť, ktorá ich robí najvhodnejším modelom na štúdium biologických prejavov najstarších vtákov vrátane reprodukcie.
Autor: Martin Kundrát, vedúci laboratória synchrotrónovej paleobiológie, výskumná skupina evolučnej biodiverzity, Centrum interdisciplinárnych biovied TIP UPJŠ v Košiciach
Foto: archív autora
Uverejnila: VČ
Troodon, dinosaurus s veľkým mozgom, ešte určite nepovedal posledné slovo. Viac o ňom, ako aj o iných zaujímavých témach, sa dočítate v časopise Quark (číslo 10/2018), ktorý nájdete v novinových stánkoch alebo si ho môžete predplatiť v elektronickej alebo papierovej verzii na www.quark.sk.
