Mik a madarak?

Mik a madarak? Persze ez a kérdés egyszerűnek tűnhet, valójában nem az.

Két féle elterjedt rendszerezés létezik. A filogenetikus rendszerezés, mely az élőlények származása szerint osztályozza azokat. Illetve a mára már elavult, bár sajnos általános és középiskolákban szinte mindig használt "Linné féle"/mesterséges rendszerezés (sajnos ezt tanítják), melyben az élőlényeket tulajdonságaik (pl lábak száma, metabolizmus stb.) alapján sorolják be, mit sem törődve származásukkal. 

Fent: Synapsida koponya
Lent: Diapsida koponya

Míg a filogenetikus rendszerezés -> származás alapján bontja csoportokra az élőlényeket, így például a madarak Archosauria hüllők, a Dinosauria csoporton belül pedig Theropodák, azon belül pedig Maniraptorák. (valójában még ennél is összetettebb) Tehát ha valaminek hüllő az őse az ez szerint az is marad, és nem! A hüllő nem = hidegvérű ebben a rendszerezésben, mivel származás szerint csoportosít és nem tulajdonságok szerint, itt érdekesség képpen megjegyezném, mielőtt bárki kérdezné "Akkor most az emlősök is hüllők, mert azoktól származnak?" nem, az emlősök nem hüllőktől, hanem az úgynevezett Parareptilia csoportba tartozó Reptiliomorpha állatoktól származnak, amik még nem hüllők. (Reptilia) Itt még érdemes megemlíteni, hogy a hüllők Diapsidák, tehát koponyájukon két nyílás található (akadnak kivételek, viszont származás szerint azok is Diapsidák) míg az emlősök Synapsidák tehát koponyájukon egy nyílás található, a nyílások alatt a Temporal fenestra-k vannak értve melyek a koponya hátsó részén mind két oldalon láthatóak.

Filogenetikus rendszer (pontos)

Linné féle rendszer (mára elavult)

Linné féle rendszerezés -> alapján a madarak nem hüllők, ebből adódik hogy a blogon nem nevezik a szerkesztők a dinoszauruszokat és a pteroszauruszokat sem hüllőnek, mert tulajdonságaik alapján azok a Linné féle elavult rendszertanban nem lehetnek hüllők, hiszen itt a hüllő kötelezően hidegvérű a dinoszauruszok/pteroszauruszok meg ugye nem azok. SŐT ez alapján a kihalt tengeri hüllők egy részét sem lehetne hüllőnek nevezni, mivel azoknak legalább egy része melegvérű lehetett!

Szóval én most a Linné féle rendszertan hibáira próbálok rávilágítani és egyben szeretném megmutatni az olvasóknak, hogy mennyi közös van egyes kihalt és ma is élő Archosauriákban.

Kezdjünk is bele:
Az iskolában ugye a Linné féle rendszertant tanítják általában, ami szerint a madarak melegvérű, két lábon járó, tollas állatok, sokuk tud repülni, de nem mind. Tehát ezek a madarakra jellemző tulajdonságok ma megállják a helyüket, mivel jelenleg nem él olyan állat, amire ezek igazak lennének, de mi lenne ha visszatekintenénk a távoli múltba.... Akkor is ilyen tiszta lenne a kép? Vagy nem is tudnánk eldönteni, mik a madarak? 

Egyáltalán, mi volt az első olyan állat amely a Linné féle rendszertanban madárnak nevezhető?

A válasz általában rögtön az, hogy "Archeopteryx!" Hiszen ez a lény tollas, melegvérű, két lábon jár mind tipikus madár tulajdonság. De ha jobban beleásod magad az őslények világába, rájössz, hogy ezek a tulajdonságok nem egyediek: a fejlett tollazat sok egyéb dinoszaurusznál is jelen van, olyanoknál amiket nem is nevezünk madárnak, bár nem tudnak repülni... Igen! Talán ez az, ami egyedivé teszi az Archeopteryxet! A képessége a repülésre.

De lehetséges, hogy nem is tudott repülni, hanem inkább siklott.  Bár a repülésre való képessége sem jó érv, hogy miért lenne ez az első madár, hiszen igazságtalan lenne például a struccokat és a pingvineket madárnak nevezni, ha a repülésen múlna a dolog.

Tudósok rájöttek, ha a filogenetikus rendszertan beosztását nézzük és a Linné féle rendszertanban leírt madarak tulajdonságaival rendelkező állatokat keressük benne, akkor azok az Avemetatarsalia-k között találhatóak, a filogenetikus rendszertanban ide tartozik minden állat ami közelebbi rokona a madaraknak, mint a krokodiloknak, ilyenek a pteroszauruszok, dinoszauruszok (nyilván a madár dinoszauruszok is) és legközelebbi rokonaik.

Szóval az Avemetatarsaliakat nevezhetjük "elő madaraknak" vagy "proto madaraknak" mivel közelebbi rokonai a ma élő madaraknak, mint bármi másnak. A modern madarak a Neornithes csoportba tartoznak. De mi az első madár?

Nézzük meg a tulajdonságokat. Amennyiben a tollazatra gondolunk a legtöbb ember általában egy üreges szárra gondol, melynek a szélén kisebb szálak vannak, amik horgocskákkal kapcsolódnak össze. Ilyeneket láthattunk volna rengeteg Theropoda dinoszauruszon, például az Oviraptoron. Amely ha ma élne a Linné féle rendszertan alapján biztosan madárnak lenne besorolva, még ha a modern rendszertan alapján jogosan nem is az: nem a Neornithesek közé tartozik ugyan ez lenne a helyzet más dinoszauruszokkal például az Ornithomimussal.

Ha ezek az állatok ma élnének, akkor a Linné féle rendszertan biztosan a madarak közé sorolná őket.
Készítette: Cheungchungtat

Az a toll amit a legtöbb ember a toll hallatán elképzel valójában csak egy típus a sok közül és bele sem gondol, hogy több is van, viszont a tudomány szinte minden szálas struktúrát tollnak nevez a dinoszauruszokon. Például a pehelytollat és a szőrre emlékeztető primitívebb formákat is ezek, viszont sokkal régebbre nyúlnak vissza és nem csak a későbbi fajokon voltak jelen: ez a szőrszerű struktúra a pteroszauruszok esetében a Pycnofibres, a dinoszauruszok esetében a Prototoll melyek felépítés szempontjából teljesen azonosak és bár nehéz megmondani hogy homológok-e pusztán fosszíliák alapján, viszont a tudományban a legegyszerűbb válasz a legelfogadottabb amíg nem jön valami ami megcáfolná azt. Egyszerűen fogalmazva a dinoszauruszoknak és a pteroszauruszoknak közös "tollas" őse volt és nem telt el több millió év a kettéválásuk óta, mivel a csoportok gyorsan ketté ágaztak nagyon rövid idő alatt. Az első Avemetatarsalia 245 millió éve jelent meg és ez után szinte azonnal kettéváltak a pteroszauruszokra és a dinoszauruszokra. A dinoszauruszok csoportja pedig 10 millió év alatt kettévált a két nagy csoportra. Nagyon hosszú időbe telne ezeknek az egyszerű szálas strukturáknak külön-külön kifejlődni egy sokkal egyszerűbb magyarázat az hogy a származásuk azonos és már a pteroszauruszok és a dinoszauruszok közös őse vagy még annak az ősei is rendelkeztek ilyen szőr szálakra emlékeztető struktúrákkal. A pycnofibres valamint a prototoll valójában egy és ugyan az a dolog. Továbbá a funkciójuk szerint és az anyagukból következtetve is tollnak lehetne ezeket a szálakat nevezni. Ráadásul vannak olyan dolgok amelyeket nem is ugyan az a protein épít fel és nem is homológok mégis ugyan annak nevezzük őket pl. a halak és a hüllők pikkelyeit is pikkelynek hívjuk szóval ha a pteroszauruszok vagy akár a pusztán szőrszerű szálakkal rendelkező dinoszauruszok és közeli rokonaik még máig túlélték volna, akkor alapjában véve biztosan tollnak neveznénk a testükön fellelhető struktúrákat, mint például a Kulindadromeus pelyheit, a pteroszauruszok pycnofibresét.

Filogenetikus rendszerezésben a Linné féle rendszertan "madár" definíciójának (melegvérű, tollas stb.) ez az összes klád mind megfelel az Avemetatarsalia és a Neornithes között

Tehát a legésszerűbb magyarázat, hogy a tollazatuk homológ mind a két nagy csoportnál (pteroszauruszok és ugye a dinoszauruszok illetve a még legközelebbi rokonaik). Sajnálatos módon a tollak nagyon nehezen maradnak meg, hiszen hihetetlenül érzékenyek és könnyen lebomlanak. A pikkelyek szintén nehezen fosszilizálódnak még úgy is, hogy sokkal ellenállóbb protein struktúrákból állnak és innen származhat az, hogy durván alulbecsülik egyesek azt, hogy mennyi dinoszaurusznak és közeli rokonuknak lehetett tolla. Fent áll a lehetőség, hogy olyan közeli rokonaik is szőrszerű tollakkal rendelkeztek amikről nem is sejtenénk, viszont soha nem fogjuk ezt megtudni "hála" annak a ténynek, hogy a tollak az állat pikkelyei közül vagy a pikkelyeiből is kinőhetnek. Tollak sokkal könnyebben elbomlanak, mint a pikkelyek, így ha egy állat egyszerre volt teljesen pikkelyes egy kevés vagy akár teljes tollazattal, a tollazat nem megfelelő körülmények között lebomlana a pikkelyek megmaradnának és azt feltételeznénk, hogy az állat testén egy szál toll sem volt fellelhető.

Egy bagolyfaj lába, egyszerre pikkelyes és tollas más madaraknál is akad ilyen a képen látható faj télen még vastagabb tollbundát növeszt pikkelyei fölé.

Szóval a dinoszauruszok és a pteroszauruszok bőrfüggelékei a tollak/prototollak/pycnofibresek (ki minek hívja) homológ képletek voltak. Egy tanulmány próbálta megmagyarázni, hogy ez hibás és a dinoszauruszok nem egy közös tollas őstől származnak arra támaszkodott, hogy a dinoszauruszok tollai és a pteroszauruszok pycnofibresei nem homológok. Mikor felvetették, hogy azok voltak, akkor arra jutottak, hogy a tollak még is alapvetőek voltak ezekben a csoportokban tehát önmagát cáfolta meg.

Szóval a legegyszerűbb magyarázat annak az ellentéte, amit ez a tanulmány megpróbált leírni de elbukott vele. Egy szóval a dinoszauruszok és a pteroszauruszok közös szálas struktúrákkal rendelkező őstől származnak. Tehát ezek a szálas struktúrák melyeket nyugodtan nevezhetünk tollaknak egy alap tulajdonságot jelenthettek az Avemetatarsaliakon belül és mindegyikük rendelkezhetett velük. Szóval amennyiben a toll az a dolog ami egy madarat madárrá tesz akkor az első Avemetatarsalia egyben az első madár és megoldottuk a kérdést? De ez azt jelentené hogy még a pteroszauruszok is madarak, de ez már most nem hangzik jól... ráadásul ez a cikk még folytatódik!

Ehhez a Scleromochlus-hoz hasonlíthatott a pteroszauruszok és a dinoszauruszok "tollas" őse.
Készítette: Mark Witton

Továbbá a melegvérűség szintén egy tipikus madártulajdonság, amivel a Linné féle rendszertan jellemzi a madarakat. Ez egy alapvető tulajdonság volt az Avemetatarsaliak között csak úgy, mint a tollak. Bár egy tanulmány született arról hogy a dinoszauruszok nem "normális" melegvérűek voltak, hanem mezotermek. Ez tulajdonképpen annyit jelent hogy "fél melegvérű" képes volt hőt termelni, de nem volt tökéletes a hőszabályzó képességük. Ez a tanulmány viszont szintén hibás volt: Nagy mértékben alulbecsülték ezeknek az állatoknak a növekedését. Mikor ezt újból elemezték és számításba vették növekedésük arányát kiderült hogy ezek az élőlények tipikus melegvérűek voltak. Ez annyit jelent megint, hogy az Avemetatarsaliak tartalmazzák a szükséges tulajdonságokat hogy a Linné féle rendszertan szerint madarak legyenek.

De megint itt a probléma, ez azt jelenti hogy a Pterosaurusok, Sauropodák, Stegosaurusok és a Ceratopsiák mind madarak és ezzel sokan nem értenének egyet. Talán az első madár az az állat volt amely rendelkezett evezőtollas szárnyakkal és képes volt saját erejével repülni? Nyilván ezt a képességet későbbiekben néhány faj elveszíthetné, de ezek olyan tulajdonságok lehetnek amiket az első madár fejlesztett ki nem? Sajnos itt is az a probléma hogy más a filogenetikus rendszertant figyelembe véve például az Euornithesek is rendelkeztek ilyen tulajdonságokkal, de nem igazi madarak a pontos filogenetikus rendszerezés szerint még, ha a Linné féle rendszerezésbe bele is illenének madárnak, mint a összes többi Avemetatarsalia.

Lehet hogy maga a nevük rejti azt a titkot hogy Mik a madarak? Aves-ezt a nevet kapták  Linnétől a madarak ez a szó a latin avis szóból ered aminek az eredeti jelentése(proto-indo-európai eredetű egyébként) "az ami tollas"  ez azt jelzi hogy a tollak azok amik a madarakat leginkább megkülönböztetik a többi állattól a Linné féle rendszertan szerint tehát megint csak arra jutunk az első Avemetatarsalia az első madár lehet ez szerint a rendszerezés szerint.

Végül: A probléma nem abból adódik, hogy valaki választ keres arra hogy valójában mik is a madarak a Linné féle rendszerezés szerint. A probléma az, hogy Linné kizárólag a ma élő lényekre találta ki a rendszerezését és ha olyan állatok jönnek szóba amelyek már kihaltak ezt teljesen felforgatják és tulajdonképpen besorolhatatlanok lesznek és használhatatlanná teszik ezt. Minél jobban megértjük hogy az élőlények, hogy fejlődtek annál nagyobb lesz a káosz ebben a rendszerezésben.

Például a modern filogenetikus rendszerezésben már nem létezik olyan csoport hogy prokarióták vagy egysejtűek és a hüllők sem csak egy evolúciós ágat képviselnek és a hüllőkön belül az egyik ágon ott a madarak. Bizony a madarak a valóságban hüllők, amit az iskolában tanultál elavult.

A valódi probléma abban is rejlik, hogy megpróbáljuk keresni a modern rendszertan csoportjai között azokat az állatokat amik a ma élő madarak tulajdonságait jellemzik, mert valljuk be ez a csoport melyek a madarak előfutárai voltak egy nagyon komplex csoport a modern rendszertan alapján sok-sok nagyon változatos ággal. Modern madarakat a filogenetikus rendszertan az Avemetatarsaliakon belül a Neornithesekhez teszi ez a rendszertan pontos és nagyszerű.

Az Archeopteryx nem az első madár: nem ez volt az első melegvérű ebben a csoportban, nem az első ami repülni tudott, nem az első aminek összetett felépítésű tollai-vagy egyáltalán tollai voltak. Az Archeopteryx csak azért fontos mert rámondhatjuk: ez az állat világított rá az evolúció létére mint egy "átmeneti forma", de valójában nem egyedi. De már többet ismerünk az evolúciójuk történetéről hogy csodáljuk ezt. És minden pillanatban amikor látunk egy mai dinoszauruszt (egy madarat) emlékeztet minket ennek a csoportnak a lenyűgöző sikertörténetére.

Szóval mik a madarak?

A Linné féle rendszertanban bármi ami filogenetikus rendszertanban található Avemetatarsalia és a Neornithes (valódi madarak) klád közé esik. Hogy mit nevezel annak a Linné féle rendszertan szerint, kizárólag tőled függ. (elavult, de sajnos használt rendszerezés)

A modern filogenetikus rendszertan szerint a  Neornithesek a valódi madarak. (modern, pontos rendszerezés)





Források:
https://www.livescience.com/51162-dinosaurs-warm-blooded-growth-rates.html
http://markwitton-com.blogspot.hu/2014/08/scleromochlus-taylori-more-than-just.html
http://www.eartharchives.org/articles/what-are-birds