Pterodactylen en andere verwante gevleugelde reptielen die naast de dinosauriërs leefden, verbeterden gestaag hun vermogen om te vliegen en werden in de loop van miljoenen jaren de dodelijke meesters van de lucht.

Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Natuur heeft aangetoond dat pterosauriërs - een groep wezens die de eerste vliegende gewervelde dieren van de aarde werden - evolueerden om hun vliegprestaties te verbeteren gedurende hun 150 miljoen-jarige bestaan, voordat ze 66 miljoen jaar geleden tegelijk met de dinosauriërs uitstierven.

Wetenschappers van de universiteiten van Reading, Lincoln en Bristol hebben de meest gedetailleerde studie tot nu toe uitgevoerd naar hoe dieren evolueren om in de loop van de tijd beter geschikt te worden voor hun omgeving. Ze combineerden fossielengegevens met een nieuw vliegmodel op basis van de hedendaagse levende vogels om hun vluchtefficiëntie te meten en de hiaten in onze kennis van hun evolutionaire verhaal op te vullen.

Hierdoor konden de wetenschappers de geleidelijke evolutie van pterosauriërs volgen en aantonen dat ze in de loop van hun geschiedenis twee keer zo goed werden in vliegen. Het toonde ook aan dat hun evolutie werd veroorzaakt door consistente kleine verbeteringen over een lange periode, in plaats van plotselinge evolutionaire uitbarstingen zoals eerder was gesuggereerd.

Professor Chris Venditti, een evolutionair bioloog aan de Universiteit van Reading en hoofdauteur van de studie, gefinancierd door de Leverhulme Trust, zei, "Pterosauriërs waren een diverse groep gevleugelde hagedissen, met sommigen zo groot als mussen en anderen met de spanwijdte van een licht vliegtuig. Fans van de film Jurassic World zullen een dramatisering hebben gezien van hoe groot en dodelijk deze wezens zouden zijn geweest. Hun dieet bestond voornamelijk uit andere dieren, van insecten tot kleinere dinosaurussen.

"Ondanks dat hun uiteindelijke bekwaamheid in de lucht bekend is, de vraag of pterosauriërs beter werden in vliegen en of dit hen een voordeel gaf ten opzichte van hun voorouders, heeft wetenschappers tientallen jaren beziggehouden. Er zijn veel voorbeelden van hoe natuurlijke selectie werkt op relatief korte tijdschalen, maar tot nu toe was het erg moeilijk om aan te tonen of planten of dieren zich aanpassen om over een lange periode efficiënter te worden.

"Onze nieuwe methode heeft ons in staat gesteld om de evolutie op lange termijn op een geheel nieuwe manier te bestuderen, en beantwoord deze vraag uiteindelijk door de wezens in verschillende stadia van hun evolutionaire reeks over vele miljoenen jaren te vergelijken."

Pterosauriërs evolueerden van landdieren en kwamen voor het eerst naar voren als vliegers in de vroege Trias-periode, ongeveer 245 miljoen jaar geleden. De eerste fossielen zijn van 25 miljoen jaar later.

De wetenschappers volgden veranderingen in de vluchtefficiëntie van pterosauriërs door fossielen te gebruiken om hun spanwijdte en lichaamsgrootte in verschillende stadia te meten. Hun nieuwe model op basis van levende vogels werd toegepast op de gegevens van 75 pterosauriërsoorten, waaruit bleek dat pterosauriërs gedurende miljoenen jaren geleidelijk beter werden in vliegen.

De modellen toonden aan dat pterosauriërs hun lichaamsvorm en grootte aanpasten om 50% minder energie te verbruiken bij het vliegen over hun 150 miljoen jaar durende geschiedenis. Ze toonden aan dat de wezens 10 keer in massa toenamen, sommigen zullen uiteindelijk meer dan 300 kg wegen.

De nieuwe methode onthulde ook dat één groep pterosauriërs - azhdarchoïden - een uitzondering op de regel was. Wetenschappers zijn het oneens over hoe goed deze dieren vlogen, maar de nieuwe studie toonde aan dat ze tijdens hun bestaan ​​niet beter werden.

De vergrote omvang van azhdarchoïden leek in plaats daarvan hun overlevingsvoordeel te bieden, met één dier - Quetzlcoatlus - dat tot de hoogte van een giraf groeit.

Dr. Joanna Baker, evolutionair bioloog en co-auteur aan de Universiteit van Reading zei:"Dit is uniek bewijs dat hoewel deze dieren competente vliegers waren, ze brachten waarschijnlijk een groot deel van hun tijd op de grond door. Zeer efficiënte vlucht bood hen waarschijnlijk niet veel voordeel, en onze bevinding dat ze kleinere vleugels hadden voor hun lichaamsgrootte, komt overeen met fossiel bewijs voor hun verminderde afhankelijkheid van vluchten."

Professor Stuart Humphries, biofysicus en auteur van de Universiteit van Lincoln merkte op:"Een van de weinige dingen die de afgelopen 300 miljoen jaar niet zijn veranderd, zijn de natuurwetten, dus het was geweldig om die wetten te gebruiken om de evolutie van de vlucht bij deze verbazingwekkende dieren te begrijpen."

Professor Mike Benton van de Universiteit van Bristol zei:"Tot voor kort, paleontologen konden de anatomie van wezens beschrijven op basis van hun fossielen en hun functies uitwerken. Het is nu echt spannend om de operationele efficiëntie van uitgestorven dieren te kunnen berekenen, en vervolgens om ze te vergelijken door hun evolutie om te zien hoe de efficiëntie is veranderd. We hoeven niet alleen met verbazing naar de fossielen te kijken, maar kunnen echt grip krijgen op wat ze ons vertellen."