Vogels stammen af van de dinosaurussen. Dat wist je misschien al wel, maar het klinkt simpeler dan het is. Van zo’n enorme dinosaurus verander je niet zomaar in een mus of een papegaai. Daarvoor is een lange evolutionaire weg afgelegd, waarbij grotere hersenen het keerpunt waren.
Langzaam maar zeker veranderde bij dinosaurussen de vorm en de grootte van de schedel. Amerikaanse onderzoekers laten in hun nieuwe studie zien hoe deze aanpassing de manier waarop vogels bewegen en hun snavel gebruiken om te eten, heeft veranderd. Het heeft de dieren geholpen om te evolueren tot de enorm uiteenlopende soorten die we vandaag de dag overal om ons heen zien.
Voordelen van flexibele schedels
Moderne vogels hebben – net als slangen en vissen – een schedel met een verhemelte en kaken die niet stijf en vast zijn zoals bij zoogdieren, schildpadden en niet-vogelachtige dinosauriërs. Hoofdonderzoeker Alec Wilken noemt zo’n flexibele schedel ‘beweeglijk’ en legt uit dat deze eigenschap het des te moeilijker maakt om uit te zoeken hoe de onderdelen samenwerken. “We kunnen het gewricht reconstrueren en van alle kanten bekijken, maar dat betekent nog niet dat je weet hoe het beweegt”, zegt Wilken. “Je moet ook nadenken over hoe spieren aan het gewricht trekken, welk soort draaiing ze veroorzaken en hoe andere gewrichten in het hoofd de beweeglijkheid juist beperken.”
Samen met wetenschapper Casey Holliday is Wilken al meer dan tien jaar de verandering van schedels, kaakspieren en eetmechanismen tijdens de overgang van dinosaurussen naar vogels aan het bestuderen. Het team begon met het maken van CT-scans van verschillende fossielen en skeletten van moderne vogels en verwante reptielen zoals alligators. Met deze gegevens bouwden ze vervolgens 3D-modellen om de mechanica van de schedels en kaken in actie te berekenen.
Craniale kinesis
Een van de belangrijkste verschillen tussen moderne vogels en andere dieren is dat ze ‘craniale kinesis’ hebben: het vermogen om niet alleen het gewricht tussen de boven- en onderkaak, maar ook andere delen van de schedel onafhankelijk van elkaar te bewegen. Dit geeft vogels een evolutionair voordeel. Ze zijn zo in staat om hun verhemelte groter te maken en meer soorten voedsel te eten. Ook kunnen ze hun snavel daardoor als multifunctioneel gereedschap gebruiken.
“Vogels hebben een extreem beweeglijk hoofd en dat komt hen heel goed uit”, vertelt Wilken. Papegaaien kunnen hun snavels bijvoorbeeld gebruiken om te klimmen. De extra kracht helpt veel vogels om noten en zaden te kraken. “Soms functioneert de snavel als vervanging van de hand bij het eten, maar de grote bewegingsvrijheid van het verhemelte is ook van groot belang om allerlei soorten voedsel naar binnen te werken en te overleven.”
Van dinosaurus naar vogel
Toen het team de gegevens van de 3D-modellen analyseerde, zagen ze dat er allerlei hoofdspieren verschoven bij niet-vogelachtige theropode dinosauriërs naarmate de hersen- en schedelgroottes toenamen. Deze veranderingen zorgden voor een grotere spierkracht, iets wat de craniale kinesis bevordert bij de meeste moderne vogels. “We zien een reeks veranderingen die hebben plaatsgevonden tijdens de overgang van dinosaurus naar vogel”, zegt Holliday. “Een groot deel ervan draait om de ontwikkeling van een relatief groot brein bij de vogels. Net als bij mensen zorgen grotere hersenen voor allerlei veranderingen in en om de schedel.”
Paleontologen ontdekken steeds meer details over de anatomie van dinosaurussen. Daardoor vervaagt de scheidslijn tussen hen en moderne vogels nog verder. Wetenschappers dachten vroeger dat veren typerend zijn voor vogels, maar nu weten we dat veel echte dinosaurussen ook veren hadden. Het talent om te vliegen evolueerde ook al meer dan eens. Verschillende dinosoorten konden immers ook vliegen.
Een flexibele schedel en verhemelte verschenen echter pas later op het toneel dan de overgangsvormen tussen dinosaurussen en vogels, zoals de Archaeopteryx. Holliday denkt dat dit een belangrijk onderscheid gaat worden. “Craniale kinesis is mogelijk een van de duidelijkste scheidslijnen tussen moderne vogels en hun meer dinosaurusachtige vogelvoorouders”, besluit hij.
