Le affascinanti strutture delle code dei primi pterosauri
Scopri come le pinne della coda dei pterosauri aiutavano a volare e mostravano bellezza.
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Indice
I pterosauri sono stati i primi vertebrati a volare usando la propria forza. Sono comparsi molto prima degli uccelli e dei pipistrelli. I primi pterosauri non erano come i conosciuti pterodattili. Avevano invece code lunghe e rigide, un po' simili a quelle di alcuni dinosauri, come il Velociraptor. Alcune di queste code avevano strutture di tessuto morbido chiamate vane all'estremità. Queste vane potrebbero aver aiutato i pterosauri a volare meglio e a mantenersi stabili in aria.
Strutture della coda nei primi pterosauri
I primi pterosauri, che avevano code lunghe, avevano molti tipi diversi di vane. Tuttavia, man mano che i pterosauri si evolvavano nelle forme che riconosciamo oggi, le loro code diventavano più corte e le vane scomparivano. Alcuni scienziati pensano che queste vane giocassero un ruolo nelle esibizioni, come attirare partner o allontanare rivali. A differenza degli aerei, gli animali volanti non hanno bisogno di superfici verticali per aiutarli a girare. Il loro controllo deriva piuttosto da una combinazione di battito d'ali e movimenti del corpo.
Le vane potrebbero aver aiutato a guidare i pterosauri in Volo. Le code dei primi pterosauri erano lunghe e rigide, suggerendo che usassero le loro code per controllare i movimenti in aria. Questo è simile a come alcuni dinosauri terrestri usavano le loro code per mantenere l'equilibrio e cambiare rapidamente direzione. Anche se le vane sulle code potevano essere utili per controllare il volo, presentavano anche delle sfide. Se le vane si muovevano troppo in aria, potrebbe rendere il volo più difficile a meno che non fossero mantenute in forma sotto certe condizioni.
Il design delle vane
Le vane della coda avevano caratteristiche che aiutavano a ridurre il tremolio, che può rallentare e rendere instabile il volo. Queste vane contenevano strutture interne spesse e uniformemente distanziate che fornivano supporto, simile alle costole di un'ala di aereo. Tuttavia, alcuni scienziati pensano che queste strutture fossero più flessibili e fatte di cartilagine.
Nuove tecniche di imaging hanno permesso agli scienziati di esaminare da vicino le vane della coda di alcuni fossili di pterosauri. In questo studio, i ricercatori hanno esaminato oltre 100 resti di pterosauri per trovare vane ben conservate usando luci ultraviolette. Hanno trovato quattro esemplari eccezionali in cui le vane erano abbastanza chiare da mostrare dettagli sulle loro strutture. Queste vane della coda erano uniche nella forma, assomigliando a diamanti, e costituivano una parte significativa della lunghezza totale della coda.
Le vane della coda non erano sempre visibili alla luce normale, ma usando un imaging speciale i ricercatori hanno potuto vedere dettagli nascosti. Questo imaging ha mostrato che le vane avevano tessuti molli e ha rivelato caratteristiche strutturali affascinanti che prima erano sconosciute.
Struttura e funzione delle vane
I ricercatori hanno notato che le vane della coda di queste antiche creature erano complesse, presentando strutture interne che agivano insieme per creare rigidità. Sono stati identificati due principali tipi di strutture all'interno delle vane. Strutture più spesse, simili a tubi, fornivano un forte telaio, mentre fibre più sottili si incrociavano con queste parti più spesse per offrire equilibrio e stabilità.
Questo assetto aiutava a mantenere le vane da piegarsi troppo durante il volo, il che avrebbe reso il volo più difficile e meno efficiente. Garantiva che anche mentre volavano a velocità elevate o si muovevano rapidamente, la vena della coda rimanesse efficace. Invece di piegarsi o tremolare, le vane potevano resistere alle forze che agivano su di esse, permettendo al pterosauro di controllare i suoi movimenti in modo fluido.
Funzioni di esibizione e controllo
Oltre ad aiutare nel volo, le vane della coda probabilmente servivano anche a scopi legati all'esibizione della bellezza. Le varie forme e i cambiamenti durante la loro vita suggerivano che queste strutture erano importanti per l'esibizione personale. Man mano che i pterosauri si evolvavano per diventare più corti e avere forme corporee diverse, le loro vane della coda probabilmente diventavano meno critiche sia per il controllo durante il volo che per le esibizioni, mentre altre caratteristiche corporee iniziavano a assumere quei ruoli, come le loro ali e grandi teschi.
Lo studio ha offerto spunti interessanti su come le vane della coda potrebbero essere cambiate nel tempo. Invece di evolversi da pezzi separati come le scaglie, probabilmente si sono sviluppate da una struttura unica e unificata, riempita di tessuto sotto uno strato esterno. Questo potrebbe assomigliare alle strutture della coda viste in certi mammiferi, come le balene, che hanno code piegate e forti.
Spunti evolutivi sulle vane
I risultati suggeriscono che le vane della coda dei primi pterosauri si sono sviluppate attraverso una serie di cambiamenti nel tempo. Le forme di queste vane sono iniziate con forme arrotondate e si sono spostate verso forme più appuntite durante la crescita. Questo schema di sviluppo è simile ai cambiamenti osservati nelle code delle balene mentre crescono, suggerendo che diversi animali potrebbero aver evoluto strutture simili attraverso percorsi biologici condivisi.
In generale, queste antiche creature volanti avevano una miscela impressionante di design e utilità nelle loro code. Le varie adattamenti delle loro vane mostrano come i pterosauri siano riusciti a combinare estetica e funzione, rendendoli dei volatori straordinari nel loro tempo.
Metodi di esame e risultati
I ricercatori hanno utilizzato tecniche avanzate di imaging per studiare fossili di pterosauri provenienti da diversi luoghi. Si sono concentrati su campioni che mostrassero vane ben conservate. Il processo ha coinvolto l'uso di luce ultravioletta per rivelare dettagli che potrebbero non essere visibili in condizioni di illuminazione normali.
I risultati dell'imaging hanno mostrato contorni chiari delle vane, permettendo agli scienziati di analizzarne la struttura più da vicino. Esaminando questi fossili, i ricercatori hanno raccolto informazioni preziose sulle caratteristiche fisiche e sul significato evolutivo delle vane della coda nei pterosauri.
Lo studio ha fornito nuove intuizioni su come queste antiche creature potrebbero aver vissuto e si siano adattate nel corso di milioni di anni. Le informazioni ottenute potrebbero aiutare gli scienziati a capire meglio la biologia dei pterosauri e le loro uniche adattazioni per il volo.
Conclusione
In sintesi, i pterosauri erano creature straordinarie che hanno sviluppato adattamenti unici per il volo alimentato. Le loro vane della coda hanno avuto ruoli significativi nel controllo del volo e possibilmente nelle esibizioni visive. Man mano che questi animali si evolvavano, le loro strutture della coda cambiavano, riflettendo le loro adattazioni nel tempo.
Grazie a tecniche di imaging moderne, i ricercatori hanno scoperto nuovi dettagli sulle vane della coda, mostrando le loro complesse strutture interne e funzioni. Queste scoperte rivelano come i pterosauri siano stati in grado di ottenere un volo efficace e mantenere stabilità in aria, evidenziando il notevole percorso evolutivo di questi antichi vertebrati.
I pterosauri rimangono un argomento affascinante di studio, offrendo spunti sulla storia del volo e sulla diversità della vita che un tempo popolava la Terra. L'esplorazione continua dei loro fossili continua a fare luce sulla loro biologia e sugli ecosistemi che abitavano.
Titolo: New soft tissue data of pterosaur tail vane reveals sophisticated, dynamic tensioning usage and expands its evolutionary origins
Estratto: Pterosaurs were the first vertebrates to achieve powered flight. Early pterosaurs had long stiff tails with a mobile base that could shift their center of mass, potentially benefiting flight control. These tails ended in a tall, thin soft tissue vane that would compromise aerodynamic control and efficiency if it fluttered during flight like a flag in the wind. Maintaining stiffness in the vane would have been crucial in early pterosaur flight, but how this was achieved has been unclear, especially since vanes were lost in later pterosaurs and are absent in birds and bats. Here we use Laser-Stimulated Fluorescence imaging to reveal a cross-linking lattice within the tail vanes of early pterosaurs. The lattice supported a sophisticated dynamic tensioning system used to maintain vane stiffness, allowing the whole tail to augment flight control and the vane to function as a display structure.
Autori: Michael Pittman, N. Jagielska, T. G. Kaye, M. B. Habib, T. Hirasawa
Ultimo aggiornamento: 2024-07-03 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.01.601487
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.01.601487.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.