Belangrijk: Voor het goed functioneren van nrc.nl maken wij gebruik van cookies (meer informatie).
Hiervoor hebben wij wel eerst je toestemming nodig. Klik op de groene knop als je hiermee akkoord gaat.

Vogels zijn onvolgroeide dinosauriërs

De schedel van een kerkuil. Let op de grote ogen en het bolle schedeldak.

Dinosauriërs kropen uit het ei met een korte snuitje, grote ogen en een bolle hersenpan. Vogels en krokodillen, hun naaste nog levende verwanten, doen dat nu nog steeds. Maar waar de schedels van volwassen krokodillen en dinosauriërs plat en langwerpig zijn, blijven vogelschedels steken in de kuikentijd. Vogels behouden hun enorme ogen en hersenen een leven lang. Ze zijn pedomorf, zou een bioloog zeggen. Die observatie kunnen Spaanse en Amerikaanse paleontologen nu ook met cijfers staven. Afgelopen zondag publiceerden zij een grote studie naar vogel- en dinosaurusschedels in Nature.

Het komt misschien als een verrassing, maar volgens de geldende taxonomische mores zijn vogels dinosauriërs, net zoals mensen zoogdieren zijn. Vogels stammen rechtstreeks af van een groep tweebenige, vleesetende roofdinosauriërs, de theropoden. Dat maakt de verschillen tussen vogelschedels en die van hun uitgestorven verwanten alleen maar interessanter: wanneer kregen vogels die jonge kop?

Een schedel van Herrerasaurus, een primitieve theropode, met daarop de 45 ijkpunten die Bhullar voor elke schedel bepaalde.

Om die vraag te beantwoorden, zocht Bhart-Anjan Bhullar samen met zijn collega’s naar foto’s en reconstructies krokodillen-, dinosaurus- en vogelschedels. Ze vertaalden de vorm en omtrek van bijna 50 schedels in digitale schedelprofielen, aan de hand van 45 verschillende ijkpunten. Waar mogelijk deden ze dat voor jonkies én volwassen dieren.

Alle schedels gingen hierna door de statistische molen. Het bewijs voor pedomorfie was overduidelijk. De dinosauriërs die nauw verwant zijn aan vogels, zoals de ‘oervogel’ Archaeopteryx, behoorden tot hetzelfde statistische cluster als de allerjongste dinosauriërs en krokodillen. De schedel van een volwassen Confuciusornis, de oudste vogel met een snavel, was qua vorm bijvoorbeeld nauwelijks te onderscheiden van een baby-Byronosaurus. Voor moderne vogels was dit effect nog sterker. Hun gezichten zijn nóg platter, hun ogen nóg boller.

De onderzoekers vonden aanwijzingen dat de pedomorfose van vogels in vier stappen verliep:

Het is niet zo dat kleine vogels of dino’s per se kinderlijker waren dan grote. Struisvogels (Struthio) en emoes (Dromaius) zijn dan wel de reuzen van het vogelrijk, ze hebben toch een kuikenkop. En Compsognathus had als piepkleine vleesetende dino een volwassen schedel.

Bhullar vond één onderdeel van de vogelschedel dat niet pedomorf is: de snavel. Het voorste puntje van het bovenkaakbeen groeit bij vogels veel verder uit dan bij dinosauriërs. Toen klauwen vleugels werden, gingen de voorouders van moderne vogels hun snavel gebruiken om voorwerpen vast te grijpen, vermoedt Bhullar.

Bronnen:
Uilenschedel door Didier Descouens
Bhullar, B., Marugán-Lobón, J., Racimo, F., Bever, G., Rowe, T., Norell, M., & Abzhanov, A. (2012). Birds have paedomorphic dinosaur skulls Nature DOI: 10.1038/nature11146

Geplaatst in:
Biologie
Evolutie
Paleontologie
Lees meer over:
Bhart-Anjan Bhullar
dinosaurus
fossielen
Harvard
Krokodil
pedomorf
schedel
vogels

19 reacties op 'Vogels zijn onvolgroeide dinosauriërs'

j.loerakker

pedomorf is een mooie term maar ik leerde op school nog de term neotenie te gebruiken. overigens is dit allemaal allang bekend maar het is wel heel mooi hoe dit alles zo mooi grafisch gequantificeerd is.

Jan

Het is eenvoudig te verklaren, waarom alle dieren en dus ook de mens, iets weg hebben van elkaar. Zij zijn alle geschapen door God en die nam daar slechts zes dagen voor, toen moest Hij alweer rusten. Maandag, volgend op de rustdag, is Hij in het geheel niet meer op komen dagen. Wil je dan je werkstuk af krijgen, heb je geen andere keuze dan kopiëren, knippen en plakken. Dat weet elke middelbare scholier!

JoopArends

Vogels zijn (o.a.) zeer sterk visueel gespecialiseerde dieren, waardoor de grote ogen en daaraan verwante schedelaanpassingen verklaard kunnen worden. Het zou mij niet verbazen dat de functionele reden(en) van grote oogkassen en bolle hersenpan van jonge dinosauriërs inclusief jonge vogels te vinden zijn in de gemeenschappelijke vereisten en/of beperkingen van hun vroege ontwikkeling, en dat die vereisten andere zijn dan visuele specialisatie enz. In deze visie zou de relatief weinig veranderde schedelvorm van volwassen vogels toevallig maar ook opportuun genoemd kunnen worden.

Een andere vraag zou daarom kunnen luiden: waarom veranderen de schedels van volwassen dinosauriërs gedurende hun ontwikkeling in tegenstelling tot die van vogels? Waren de functionele eisen van bv. vroege dinosauriërs zodanig dat hun volwassen schedelvorm weinig veranderde, zoals bij vogels, of was dat niet meer dan een optie waarvan door de later onstane vogels (opnieuw?) handig gebruik gemaakt werd?

Zijn krokiddelen het resultaat van een kruising tussen kroketten en frikandellen? ;-)

Joost Blankevoort

Roept vragen op over de wijze waarop in een korte periode de meeste dinosauriërs zijn verdwenen. Blijkbaar hebben de vogelachtige dino’s zich weten te handhaven en alle overige soorten dinosauriërs niet. Vreemd.

godallemachtig

Ha Jan. Je hebt daar een geldig punt. Ik zou alleen wel duidelijk willen
maken dat De Schepper wel meer te doen heeft dan alleen maar
leven op aarde te creeren. En zijn namelijk miljarden planeten in het heelal waar leven geschapen kan en moet worden. En neem daarbij de afleiding van al die gebeden waar je dag en nacht mee gebombardeerd wordt, normaal gesproken van lui die speciale gunsten vragen en die denken
dat ik daarvoor tijd en belangstelling heb. Rusten is er al lang niet meer bij. Groeten, God.

godallemachtig

Het artiekel geeft geen antwoord op de vraag _waarom_ juist de vliegende
tak van de dinosaurus familie die neotene hoofdvorm heeft ontwikkeld.
Het lijkt mij voor de hand dat dit geen toeval is maar juist iets met het vliegen te maken heeft. Laat ik er een gooi naar doen. Een gewone dinosaurus-kop
is te zwaar om goed mee te kunnen vliegen. Wachten op de vele gunstige mutaties die onafhankelijk moeten plaatsvinden om zon dinosaurus kop om te vormen in een lichtgewicht vogelkopje duurt te lang. Mogelijk is een enkele mutatie echter voldoende om die dinosaurus kop halverwege in zijn ontwikkeling te stoppen, en kan daarmee de vereiste lichte en kleine kopvorm bereikt worden. Terzijde, jammer dat mijn voorgaande reactie
weggecensureerd was.

Vinay Sardjoe

Morfologisch onderzoek is interessant. Maar DNA-onderzoek is meer betrouwbaar. Ik raadt in ieder geval DNA-onderzoek aan om dit soort hypotheses te bewijzen. En daarnaast morfologisch onderzoek.

Albert Bakker

Ik was de term pedomorf/ pedomorfose/ pedomorfisme nog niet eerder tegengekomen, of in ieder geval me daarvan bewust, omdat het zo voor de hand ligt wat er mee bedoeld wordt. Neotenie wel. Maar naar ik nu (voorlopig) begrijp is pedomorfose is een algemenere term dan neotenie. Pedomorfose (en tegenhanger peramorfose) heeft betrekking op het vertonen van jeugdkenmerken van voorouders in een volwassen dier. Neotenie heeft betrekking op het (excessief) veel langer duren van een vroeg – jeugdig – groeistadium van een voorouder in een volwassen dier.

shakkarumpa

warrige opbouw:

de vraag “waarom” (causaliteit) wordt gesteld, om vervolgens niet te worden beantwoord.(slecht een statistisch verband/ontwikkeling wordt aangetoond)

“morfose” (het tegenovergestelde van morfie, dynmisch versus statisch) wordt onzorgvuldig gebruikt als term.

wel een leuk youtube filmpje ! (cynisch bedoeld)

liudger silva

Ook de mens vertoont foetalisatie.

Lucas Brouwers

@godallemachtig, Joost, Joop: Zeer terechte vragen! Ik heb deze ook aan Bhullar voorgelegd, en kreeg het volgende antwoord:

“As we noted, flight probably followed the evolution of paedomorphosis, and small size is required to be able to fly. However, this doesn’t address what may have selected for paedomorphosis in general. Obviously animals of a radically different size can exploit a range of ecological niches their ancestors can not, or can only transiently during their own ontogenies. Early stem-group birds clearly found a fruitful existence living the small-predator life. Moreover, after the end-Cretaceous extinction, everything above about 1 kg on land died, and only the small animals were left, including a couple of lineages of paedomorphic dinosaurs representing the ancestors of modern birds. In the now depauperate world, they were able to explosively radiate into the bewildering diversity of birds we see today.”

Er lopen dus een aantal dingen door elkaar: in de overgang van Guanlong-achtige schedels naar die van Archaeopteryx in de figuur hierboven (a) worden schedels pedomorf, (b) krimpt de lichaamsgrootte en (c) gaan voorouders van vogels zweven/vliegen. Deze ontwikkelingen zijn natuurlijk deels met elkaar vervlochten, waardoor de waarom-vraag niet zo makkelijk te beantwoorden is.

In de laatste alinea van hun artikel speculeren de onderzoekers over de rol die het gezichtsvermogen en het brein gespeeld heeft in de evolutie van vogels. In navolging van wat Joop suggereert, kan ik me voorstellen dat een kleine, op insecten jagende vogelouder gebaat is bij goed zicht. Ogen worden groter, alsmede de hersenen om die visuele input te verwerken (pedomorfose). Dat deze dieren uiteindelijk gaan vliegen/zweven heeft misschien niet zoveel te maken met hun pedomorfe kop, maar meer met hun leefwijze en kleine lichaamsgrootte? Maar dat is speculatie van mijn kant :).

@j.loerakker, Albert: Voor mij was de term ‘pedomorf’ ook nieuw, maar ik zoals ik het begrijp omvat het zowel neotenie als progenese (een versnelling van de seksuele rijping).

@shakkarumpa: Jammer dat je het YouTube filmpje niet leuk vond (oprecht bedoeld)!

gjsmeets

Pikant detail: de neotenie is een uitvinding van de anatoom Louis Bolk uit NL in de context van de kwestie intelligentie en ras (“blanke man is superieur,” etc.). Voor details zie De mens gemeten, over de geschiedenis van de intelligentietest (S. Gould, Amsterdam 1996).

Thomas Broerse

Pedomorfie is de gemakkelijkste vorm van evolutie, het lichaam hoeft er niets voor te doen. Blijkbaar is de huidige vorm van vogels dus functioneel bepaald. Deze functionele vorm is ook een vorm die gemakkelijk in een ei past. Dinosauriers en krokodillen moeten deze vorm na geboorte snel verlaten: met een brede lange bek is het makkelijker prooien te grijpen of te grazen.

Geert

Op twee zinnen bijt ik mijn tanden stuk: “Vogels behouden hun enorme ogen en hersenen een leven lang.” – voor zover mij bekend, hebben talrijke vogelsoorten helemaal geen grote ogen. En wat is ‘groot’, in relatie tot wat?

“Het komt misschien als een verrassing, maar volgens de geldende taxonomische mores zijn vogels dinosauriërs, net zoals mensen zoogdieren zijn.” – dit begrijp ik niet. Mensen waren – ook weer volgens uw ‘geldende taxonomische mores’ niet altijd al zoogdieren, maar stammen ook weer van iets anders af. Zoogdieren ontwikkelden zich aan het einde van het Krijt, ongeveer (graag ruim nemen) in dezelfde periode toen vogels zich van dino’s gingen afscheiden. Bovendien: akkoord, niet iedere lezer zal het weten, maar om nu een ‘verrassing’ te noemen… Het wordt al decennialang geopperd (en inmiddels door sommige wetenschappers overigens ook weer weerlegd).

J414

De reden is dat deze Darwinistische evolutie nooit heeft plaatsgevonden. Wat men ziet is slechts variatie in reeds bestaande soorten. Er is geen enkel bewijs dat vogels een gemeenschappelijke voorouder hebben met hagedissen.

Lucas Brouwers

@Geert: Over uw eerste vraag, vogelhersens en -ogen zijn relatief groot voor hun schedels, ten opzichte van krokodillen en andere dinosauriërs. Neem de overgang van Guanlong naar Archaeopteryx in de figuur hierboven. In Archaeopteryx zijn de hersens gekanteld, en beslaan ze een groter gedeelte van de schedel dan in Guanlong. Ook aan het schedeldak is dat te zien (helemaal rechtsboven): die wordt in de loop van de vogelevolutie steeds groter.

Over uw tweede vraag: het idee dat vogels dinosauriërs zijn is nóg ouder dan u suggereert. De Britse bioloog Thomas Huxley opperde het voor het eerst in 1868, een paar jaar nadat Darwin zijn Origin of Species publiceerde. Maar Huxley stond alleen: de algemene opvatting was lang dat dinosauriërs en vogels aparte evolutionaire afstammingslijnen vormen. Vanaf de jaren ’70 is het tij gaan keren (deze periode wordt door paleontologen liefkozend de (‘Dinosaur Renaissance’) genoemd). Sinds de ontdekking van tientallen fossielen van gevederde dinosauriërs in de jaren ’90 staat het als een paal boven water: vogels stammen rechtstreeks van dinosauriërs af.

Voor mij (en u) is dat misschien geen verrassing, maar ik geloof niet dat dit besef reeds is doorgedrongen tot het grote publiek, vandaar deze paragraaf.

Ruud Harmsen

Jan schreef:
===
Maandag, volgend op de rustdag, is Hij in het geheel niet meer op komen dagen.
/===

Onjuist, de Bijbelse sabbath was op zaterdag en zondag ik de eerste dag van de week. Waarom de meeste christenen hebben gemeend dat te moeten veranderen, heb ik nooit begrepen.

Ruud Harmsen

Spelfoutje: “per sé” moet zijn ‘per se’, zonder accent, omdat het Latijn is en geen Frans.
Referentie: http://woordenlijst.org/zoek/?q=per+se+&w=w

Lucas Brouwers

@Ruud: Dank, ik heb het gecorrigeerd!

Reageer op 'Vogels zijn onvolgroeide dinosauriërs'

Op deze site gelden onze huisregels. U kunt een gravatar gebruiken.