dinsdag 6 februari 2018

Dino, vogel?


Een vogel is een dinosauriër.

OK, wat betekent dat?

Vogels vormen een groep, één groep, en die groep, vogels, is een deel van de groep dinosauriërs.

Net als: een vleermuis is een zoogdier.

Dat vleermuizen zoogdieren zijn heeft sinds Linnaeus niemand betwijfeld. Vleermuizen hebben haar en zogen hun jongen, en dan hebben we twee duidelijke en onderscheidende eigenschappen gehad. Elke soort beest met haar dat de jongen zoogt is een zoogdier. Dus, de vleermuizen voldoen aan die definitie. De vleermuizen vormen een groep, één groep, en die groep, vleermuizen, is een deel van de groep zoogdieren, omdat de vleermuizen aan de omschrijving van zoogdieren voldoen.

Nu hebben we twee eigenschappen van levende vleermuizen gebruikt om te betogen dat vleermuizen zoofdieren zijn, maar wat als de vleermuizen uitgestorven zouden zijn? Stel .... Zouden we dan aan de hand van hun botjes ook tot de conclusie moeten of kunnen komen dat vleermuizen zoogdieren zijn? Ja, omdat de zoogdieren ook op hun botten te definiëren zijn. Zoogdieren zijn gewervelde dieren met één bot in hun onderkaak en drie botjes in hun middenoor. Fossiele vleermuizen voldoen hieraan, ook in het hypothetische geval dat de vleermuizen uitgestorven zouden zijn. Dus, omdat ze gewervelde dieren zijn met één bot in hun onderkaak en drie botjes in hun middenoor, zijn vleermuizen zoogdieren.

Dat is het recept: zoek onderscheidende kenmerken aan het skelet.

Vraag 1 is: wat zijn de onderscheidende kenmerken van het skelet van dinosauriërs?

En vraag 2 is: voldoen vogels daaraan?

We moeten ergens beginnen, en dat is bij de afdeling Diapsiden van de gewervelde viervoetige landbeesten. Diapsiden hebben twee openingen in hun schedel achter hun oog, allebei op een vaste plaats met steeds dezelfde schedelbotten eromheen. 

Figuur 2 Diapside schedel. De openingen zitten op een vaste plaats tussen de schedelbotten. De schedelbotten onder en achter het oog zijn:  jukbeen jugale j; wandbeen parietale p; postorbitale po; vierkantsbeen quadratum q; quadratojugale qj; slaapbeen squamosal sq. Figuur door Preto(m) - CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1017402

Fguur 3 De schedel van de brughagedis, met aan elke kant twee grote openingen achter de oogkas. Dit is een klassiek voorbeeld van een diapside schedel.
Dinosauriërs zijn een onderafdeling van de diapside beesten. Behalve twee openingen in de schedel achter het oog is er ook nog een opening in de schedel voor het oog, en een opening tussen de botten van de onderkaak.

Figuur 4 Massospondylus schedel, met de openingen aangegeven. Massospondylus is een vrij vroege plantenetende dino.

Bovendien staan dino's rechtop, in tgenstelling tot de vroege landbeesten onder de gewervelden en de hagedissen. Vroege landbeesten onder de  gewervelde dieren hadden hun poten opzij staan, en hun lijf hing tussen hun poten bij het lopen. Bij hagedissen hangt het lijf nog tussen de poten, en daarbij hoort lopen met een golfbeweging van het lijf. Het afzetten tegen de grond gebeurt dan met de spieren van het lijf. Boven je poten staan betekent dat je niet meer met een golfbeweging van het lijf loopt, maar vanuit je dijspieren. Er is dan ook een extra richel op het dijbeen voor spieraanhechting. Het skelet is anders bij beesten die bovenop hun poten rechtop staan, het pootgewricht is anders. Er is een kop op het dijbeen, en de kom waarin het dijbeen draait is anders dan bij hagedissen.

Figuur 5 De stand van de achterpoten bij hagedissen (links) en bij dinosauriërs (midden).

Bij dino's is er een kop op het dijbeen die draait in een kom gevormd door de drie bekkenbeenderen. De drie bekkenbeenderen (darmbeen, zitbeen, schaambeen) komen niet helemaal samen in één punt, bij dino's zit er een venster waar de drie bij elkaar komen.


Figuur 6 Het bekken bij dino's, twee vormen. Pubis = schaambeen, ilium = darmbeen,   ischium = zitbeen , acetabutum = kommetje voor heupgewricht, bij dino's  met opening.

Bovendien lopen dino's op hun achterpoten, en zijn de voorpoten vrij om iets te pakken. Sommige dino-groepen zijn later weer op vier poten gaan lopen. Vaak zijn de voorpoten nog korter dan de achterpoten.

Bovendien zit bij dino's het enkelgewricht tussen de voetwortelbeentjes, en niet tussen de onderbeenbotten en de voetwortelbeentjes (zoals bij zoogdieren).

Figuur 7 Schema van enkelgewricht dino's

Het scheenbeen (tibia, T) en het sprongbeen (astragale as) liggenin een rechte lijn, en het kuitbeen (fibula F) en het hielbeen (calcaneum ca) liggen ook in een rechte lijn. Het eigenlijke gewricht volgt op hielbeen / sprongbeen.

Figuur 8 Overzicht eigenschappen dino's, gedemonstreerd aan Eoraptor (boven) en Herrerasaurus (midden). Schedel met twee openingen achter het oog en een opening tussen oogkas en neusgat, en een opening in de onderkaak. Bekken met kom (acetabulum) voor de kop van het dijbeen. Bij dino's is daar een opening.  Achterpoot met gewricht na hielbeen / sprongbeen en lange overige voetwortelbeentjes. Figuur 6.12 uit Benton, 2015, Vertebrate Palaeontology
Figuur 9 Herrerasaurus (groot) en Eoraptor (klein) skeletten, plus een Plateosaurus schedel.

Dit zijn genoeg eigenschappen om mee te werken bij de vraag of een vogel een dino is, of vogels tot de groep dinosauriërs behoren.

Schedels van vogels zijn licht en compact, zodat we voor de openingen in de schedel eerst naar fossiele vogels moeten kijken. Heel informatief is Confuciusornis.

Figuur 10. Skelet van Confuciusornis en zijn schedel, met twee openingen achter de oogkas ee openng ervoor, en openingen in de onderkaak.
Confuciusornis is een geslacht vogels met vermoedelijk vier soorten, van 125 miljoen jaar oud. Het is een van de bekendste oude vogels: er zijn duizenden exemplaren gevonden zijn.  Confuciusnornis had een tandenloze bek en  is daarmee de oudst bekende vogel met een snavel; de staart is vrij kort. Het beest was ongeveer de maat van een houtduif.

De schedel van Confuciusornis bezat beide openingen achter de oogkas, een opening voor de oogkas, en openingen in de onderkaak. Bij moderne vogels is de schedel sterk vergroeid, en is er de mogelijkheid de bovensnavel op te klappen. De oogkas en de benedenste van de twee openingen zijn samengesmolten. De opening tussen neusgat en oogkas en de opening tussen de onderkaak botten zijn goed te zien.
Figuur 11  Vogelschedel, roodborstlijster Turdus migratorius (American robin)

Vogels, ook Confuciusornis, staan rechtop op hun poten, met een dijbeen met een duidelijke kop. Het bekken van Confuciusornis had een opening in de heupkom, net als moderne vogels dat hebben.

Figuur 12. Het bekken van een koereiger van opzij gezien. De heupkom is gemerkt met 5, de opening in de heupkom

Bij Confuciusornis zijn de middenvoetsbeentjes al vergroeid met sommige voetwortelbotjes, zodat er al een loopbeen is. Bij de huidige vogels zijn de voetwortelbeentjes vergroeid met de naastliggende botten, sprongbeen en hielbeen met scheenbeen en kuitbeen, en de overige met de middenvoetsbeentjes. Bij Archaeopteryx zijn hielbeen en sprongbeen nog onafhankelijk te zien.

Figuur 13 Vogelpoot anatomie. De knie is niet zichtbaar, ingebed in de veren of zelfs in het lijf.Het enkelgewricht zit tussen andere botten dan bij de mens. De verlengde middenvoetsbeentjes geven extra lengte aan de poot.

OK, Confuciusornis behoort tot de dinosauriërs. En Confuciusornis is een vogel. Moderne vogels hebben ook een diapside schedel met een opening voor hun oogkas, en een opening tussen de botten in hun onderkaak. En ze staan rechtop en hebben een opening in hun heupkom. En ze hebben het dino-enkelgewricht. Dus, moderne vogels zijn dino's.

En Caihong? Caihong behoort ook tot de dino's. Caihong heeft de openingen in de schedel en de poten van dino's. En hij heeft veren. Maar is Caihong een vogel?

Figuur 14. Schedel van Caihong juji, met duidelijke opening (twee zelfs) voor de oogkas, en kleine openigen achter de oogkas en in de onderkaak.

Is Caihong een vogel? Nee, maar het wordt er niet helderder op wat een vogel is.

*******************

Hu et al., 2018. A bony-crested Jurassic dinosaur with evidence of iridescent plumage highlights complexity in early paravian evolution. Nature Communications 9, Article number: 217 (2018) doi:10.1038/s41467-017-02515-y https://www.nature.com/articles/s41467-017-02515-y

 

Zie een gebakken kippenpoot voor de kop op het dijbeen



Herrerasaurus and Eoraptor skeletons, plus a Plateosaurus skull, North American Museum of Ancient Life. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Herrerasaurusskeleton.jpg

Vogelbekken uit:               Hamdy, 2015. Anatomical investigation on the appendicular skeleton of the cattle egret (Bubulcus ibis). Journal of experimental and clinical anatomy 14: 5-12








Hou et al, 1999. A diapsid skull in a new species of the primitive bird Confuciusornis. Nature 399: 679-682
Chiappe et al, 1999. Anatomy and Systematics of the Confuciusornithidae (Theropoda: Aves) from the Late Mesozoic of Northeastern China. Bulletin of the American Museum of Natural History 242.

Geen opmerkingen:

Een reactie posten