Neptačí dinosauři v soukromí - Kloakální, vnitřní anatomie rodu Psittacosaurus

Výzkum ichnofosilií a jiných stop po záležitostech paleoekologie vyhynulých živočichů patří k hodnotným odvětím jejich zkoumání a v současné době, s použitím nových technologií a postupů, zažívá stále větší rozmach. Spolu s ním úzce souvisí přesnější rekonstrukce velkého množství prehistorických druhů a tedy také kompletnější obraz pravěkého života a paleoekosystémů, ve kterých existoval a rozvíjel se po miliony let. Komplexně potom anatomii a paleoekologii známe u mnohých širších skupin, převážně obratlovců (Vertebrata). Mezi nimi potom, s jasnozřivou předvídavostí, poznáváme do hloubky neptačí dinosaury (Dinosauria), u kterých byl za posledních několik desetiletí učiněn velký postup, co se týče výzkumu jejich vnější i vnitřní anatomie včetně rekonstrukcí orgánových soustav, mozku, svalů, kožních derivátů i smyslů. K rekonstrukcím celkového životního stylu těchto živočichů přispívá i výzkum jejich fosilních fekálií, lépe spíše koprolitů, které představují fosilizované výměšky jejich metabolismu s mnohdy i se zkamenělými zbytky původní potravy. A k účelům vyměšování a rozmnožování museli mít uzpůsobený také tělesný vývod, kterým, pro plazy (Sauropsida) a ptáky (Aves) a případně i některé další skupiny, je kloaka. Anatomie této části těla je také předmětem výzkumu britských a amerických paleontologů, protože jde o důležitý orgán pro rozmnožování i pochopení trávicího systému dinosaurů a také, protože šlo zaživa o měkkou tkáň, její skutečnou podobu u této skupiny neznáme. Výsledky jejich výzkumu byly publikovány v průběhu tohoto týdne v magazínu Current Biology a mohou rozšířit naše povědomí i o dalších měkkých tkáních a rozmnožování těchto živočichů.

Přestože by se to na první pohled mohlo zdát nevhodné pro správné fungování rozmnožovacích i vylučovacích cyklů, kloaka se v evoluci osvědčila jako způsob, jak kombinovat dvě možnosti do jediné části těla. Její evoluční převahu dnes ukazuje vysoký počet ptáků a plazů a v minulosti ještě vyšší počty jejich vyhynulých příbuzných, včetně dinosaurů, jako je tento Afrovenator abakensis ze střední jury, geologických věků bathon až oxford před 167 až 161 miliony let, Nigeru, jehož tělní výstup fungoval na stejném principu. Kredit: Nobu Tamura, převzato z jeho blogu

Neptačí dinosauři prosadili už na počátku svého vývoje velice úspěšný obecný morfotyp jejich těla, který se dá, při jistých mezích, srovnat s podobně úspěšným morfotypem současných i vyhynulých krokodýlů (Crocodylia), a dozvídáme se o něm stále více informací s výzkumem jejich kosterních pozůstatků a vzácnějších otiscích pernatého integumentu, měkkých tkání a dokonce i vnitřních orgánů (nemluvě o nechvalně známých exemplářích typu “dinosauřích mumií” rodů Brachylophosaurus, Edmontosaurus i některých dalších). Přes velice široké znalosti o této skupině živočichů nám je stále mnoho údajů skryto a prozatím o nich můžeme pouze diskutovat a říct, které jsou více či méně pravděpodobné. Velkou pomocí je nám v tomto ohledu srovnávací anatomie, protože žijící dinosauři ve formě ptáků nám mohou o jejich vyhynulých předcích a příbuzných mnoho informací napovědět. K přesným rekonstrukcím v odvětví paleoartu také výrazně přispívají dokonale zachovalé exempláře druhohorních neptačích dinosaurů s patrnými stopami po měkkých tkáních včetně veškerého svalstva. Mezi ně řadíme například většinu slavných opeřených dinosaurů, jako rody Sinosauropteryx, Microraptor, Sinornithosaurus nebo Beipiaosaurus, ale také některé další z jiných koutů světa a méně kompletní, přesto obsahující hodnotné detaily na svých kostech. S přesnějšími vnějšími rekonstrukcemi také souvisí přesnější rekonstrukce jejich vnitřní anatomie, polohy orgánů, jejich tvaru a velikosti, jak bylo zmíněno v úvodu.

Občasně profanovaných tématem je v tomto ohledu také rekonstrukce jejich trávícího traktu, protože, jak je u živočichů poměrně obecným pravidlem, je často zmíněno, že u masožravých dinosaurů byl obecně kratší než u býložravých. Tyto jevy se také často projevily na zbytcích potravy při defekaci, v dinosauřích koprolitech jsou u karnivorních druhů objeveny spíše pozůstatky kostí strávené potravy, zatímco u jejich herbivorních příbuzných jde o nezpracovaná semena, jehličí a podobné rostlinné elementy.

Se stavbou trávící soustavy u neptačích dinosaurů samozřejmě souvisí i stavba jejího vývodu - kloaky. Tento otvor najdeme i u současných plazů a ptáků na spodní straně těla v pánevním regionu a je společným ústím také vylučovací a rozmnožovací soustavy. Jeho stavba se liší a existují různé morfologické variace u jednotlivých, tato partie je u většiny neptačích dinosaurů neznámá, ačkoliv existují hodnotné výjimky jako rody Scipionyx z Itálie nebo Mirischia z východní Brazílie.

Jejímu výzkumu se rozhodl věnovat výzkumný tým složený z amerických a britských paleontologů v čele s Jakobem Vintherem z bristolské univerzity. Její stavba by, podle autorů nové studie, mohla výrazně pomoci rekonstruovat i průběh rozmnožovacích procesů mezi jednotlivými skupinami. Jako předmět výzkumu byl rod Psittacosaurus, jeho blíže nepopsaný druh, ze spodní křídy Číny a to konkrétně exemplář SMF R 4970. Tento samý exemplář již dříve poskytl hodnotné informace ohledně zbarvení toho druhu dinosaura, výzkumu pernatého integumentu a také znalostem jeho měkkých tkání.

Publikované výsledky mají vazbu na studii stejného exempláře z konce minulého roku, nicméně v určitých rysech se rozcházejí a tato studie je spíše doplňujícím pokračovatelem té předchozí.

Dle práce z minulého roku si na fosilii tohoto psitakosaura můžeme, samozřejmě při bližším srovnání, vidět detaily na kloakálním vývodu, které odpovídají více současným krokodýlům. Byly zde nalezeny struktury šupin ukazující na poměrně širokou varietu čtyřúhelníkových tvarů, narozdíl ptáků, kteří zde mají hladkou a nepříliš konturovanou plošku, kloaka je podlouhlá a také její ústí je poměrně podlouhlé. Jelikož je jedinec subadultní, v době smrti 6 až 7 let starý, nebylo přesně určitelné pohlaví, nicméně existuje možnost, že šlo o dospívajícího samce.

Vintherova práce se nicméně zaměřila na vnější anatomii tohoto otvoru s tím, že částečně zasáhla do vnitřní. Nadále studovala vnější utvářen kloaky tohoto druhu, kde objevila, že zmíněné šupiny v jejím okolí jsou pokryty silnou vrstvou melaninu. Toto barvivo bylo přítomné i u některých dalších neptačích dinosaurů, u kterých byla barva rozpoznána, nicméně v oblasti zadní části těla v okolí kloaky nebylo pozorováno.

Dle interpretace autorů, byl zde přítomen pro pravděpodobně stejný účel jako u dnešních paviánů a mandrilů (Papionini), což by podporovalo názor, že jde o mladého a dospívajícího samce. Psitakosauři tedy mohli mít řitní otvor opatřen výraznými barvami pro upoutání pozornosti samic a u tohoto jedince nebyl dostatečně vyvinutý, protože nebyl pohlavně dospělý.

Poukazují také na možnost, že ve stejné oblasti byly pachové žlázy už pro stejný účel či pro vymezení svého teritoria. I tato možnost je pravděpodobná, protože i současní krokodýli tyto žlázy mají, a právě jejich kloaka je s tou psitakosauří oprávněně srovnávána. Nicméně, stav fosilie nelze tuto domněnku potvrdit.

Je tedy pravděpodobné, že Psittacosaurus i další neptačí dinosauři měli oblast kloaky určenou k rozmnožovacím cyklům i z jiného důvodu, než, že zde byly uloženy jejich genitálie. Zdá se jako pravděpodobná možnost, že okolí tohoto otvoru pod kořenem ocasu bylo určeno také pro vnitrodruhovou signalizaci a samci některých druhů neptačích dinosaurů mohli mít i výrazné barvy či pachové žlázy, které pomáhaly upoutat pozornost samic.

Obecně lze říct, že autoři studie přišli se zajímavou myšlenkou, která není zcestná. U mnoha neptačích dinosaurů nebyl přítomen pygostyl, u současných ptáků srostlé kosti ocasních obratlů s upevněním často výrazných ocasních per, a tedy mohla být výrazná zbarvení v oblasti kloaky alternativou a navíc praktickým využitím. Nicméně, je pravděpodobné, že, přestože se u psitakosaurů tyto struktury vyskytovaly, nebyly přítomny u všech druhů a například velcí sauropodi (Sauropoda) se patrně obešli bez nich.

Nicméně, studie přinesla zajímavé doplnění dřívějšího výzkumu a omezuji ji pouze fosilní záznam a stav zachování zkoumaných exemplářů.