DR KAS HAMMAN - WAAR KOM VOËLS VANDAAN

WAAR KOM VOËLS VANDAAN?

Deur: Dr Kas Hamman

Voëls is van die mees opvallende en diverse moderne werweldier-groepe. Al ooit gewonder hoe voëls ontstaan en ontwikkel het en waar hulle in die sogenaamde boom van die lewe inpas? Oor die afgelope drie dekades is daar ‘n rykdom van fossiel ontdekkings gemaak wat interessante nuwe insigte na vore gebring het oor hoe voëls ontstaan het en waarom hulle so ongelooflik suksesvol feitlik alle ekologiese nisse denkbaar beset het. Voëls het deur ‘n lang proses van evolusie uit die Theropoda dinosourusse ontwikkel tydens die laat Jura-tydperk 165 tot 150 miljoen jaar gelede. Voëls behoort aan die Klas Aves, is tweebenige,

Uitbeelding van ‘n Archeopteryx lithographica fossiel

warmbloedig, eierlêende werweldiere, wat oorwegend bedek word deur vere. Die voorste ledemate is meesal vlerke en die skeletbene is oorwegend hol van binne om gewig te beperk. Vandag se voëls verskil in grootte van die piepklein Helenakolibrie (Mellisuga helenae), ’n spesie van die familie kolibries, die kleinste voël ter wêreld, tot groot voëls soos volstruise, emoes en die uitgestorwe 3 meter hoë olifantsvoël wat in Madagaskar voorgekom het. Hierdie reuse vluglose voëls, wat geen vrees vir mense gehad het nie, is egter binne ‘n betreklike kort tydperk deur die eerste mense wat op dié eiland gevestig het uitgeroei. Dieselfde tragiese lot het ander vluglose eilandvoëls soos die dodo op Mauritius, die Moas op New Zeeland en verskeie endemiese eilandvoëls getref soos wat die mens afgeleë wêrelddele beset het en sy twyfelagtige stempel onomkeerbaar afgedruk het.

Debat oor die oorsprong van voëls In die 19de en 20ste eeue is die oorsprong van voëls vurig deur wetenskaplikes van daardie tyd gedebatteer. Die eerste aanduiding dat voëls uit reptiele ontwikkel het, was ‘n publikasie wat in 1861, slegs ‘n paar jaar nadat Darwin se bekende “The Origin of Species” verskyn het. In hierdie tyd is ‘n uitstekend bewaarde primitiewe voël-fossiel in Duitsland ontdek wat dateer uit die laat Jura-tydperk 150 miljoen jaar gelede. ‘n Britse wetenskaplike, Richard Owen, het die naam Archaeopteryx lithographica aan hierdie fossiel gegee. Die fossiel het ‘n merkwaardige mengsel van klassieke voël-kenmerke soos vere en vlerke getoon, maar ook duidelike reptiel-kenmerke soos skerp kloue aan die ledemate, ‘n lang benige stert, asook ander tipiese reptiel kenmerke.

Oor die volgende twee dekades het Thomas Henry Huxley, Owen se groot mededinger en Darwin se stoere vroeë ondersteuner, aangevoer dat Archaeopteryx merkwaardige ooreenkomste toon met klein dinosourusse soos Compsognathus en dat dit ‘n evolusionêre skakel tussen die groepe ondersteun. Hierdie siening het aanvanklik ‘n mate van steun gekry, maar het gedurende die vroeë 1900s grootliks steun verloor as gevolg van ‘n invloedryke boek deur ‘n Deense anatoom Gerhard Heilmann. Tot in die 1960s het die meerderheid wetenskaplikes Heilman se hipotese ondersteun, naamlik dat voëls uit ‘n uitgestorwe primitiewe reptielgroep met die naam ‘Thecodonts’ ontstaan het.

Die debat oor die oorsprong van voëls is het weer opgevlam in die 1960s tot 1980s, toe ‘n nuwe generasie paleontoloë leiding begin neem het van die ‘Dinosourus Renaissance’. John Ostrom ontdek fossiele van die duidelik voëlagtige dinosourus Deinonychus in weste van NoordAmerika, Robert Bakker en kollegas het aangevoer dat dié

dinosourusse vinnig gegroei en aktiewe metabolisme soos hedendaagse voëls gehad het. Deinonychus is ‘n genus van ‘n Theropod dinosaurus waarvan een spesie beskryf is naamlik Deinonychus antirrhopus. Hierdie spesie kon tot 3,4 meter lank word en het ongeveer 115–108 miljoen jaar gelede in die vroeë Kryt-tydperk geleef. Hierna is ‘n hele paar fossiele van voëlagtige dinosourus spesies in verskeie dele van die wêreld ontdek.

Dinosourusse en die oorsprong van voëls

Daar is vandag onteenseglike bewyse dat voëls ontwikkel het van die Theropoda dinosourusse en meer spesifiek dat voëls deel is van die Maniraptora, ‘n groep Therapoda

Archeopteryx voorstellings gebaseer op fossieldata

Archeopteryx het vlerke met vere gehad net soos dié van ‘n moderne voël, en sy liggaam was bedek met vere. Die dier het egter die kop, kloue aan die punte van die vlerke en ‘n lang, benige stert van ‘n dinosourus gehad. Navorsing toon dat die Archeopteryx op tropiese woestyneilande geleef het en na sy vlieënde insekprooi geloop en waarskynlik ‘n fluit geluid gemaak het as deel van kommunikasie. Dit kon nie ver of vinnig gevlieg het nie aangesien dit nie sterk vliegspiere gehad het nie. In teenstelling met die skelette van primitiewe voëls, toon die skelet van ‘n duif ‘n duidelike verlenging van die borsbeen, waaraan die sterk vlerkspiere geanker word.

Skelet van Archeopteryx Skelet van ‘n moderne duif

dinosourusse wat ook die Dromaeosauridae- en die Oviraptoridae-families insluit. Soos heelwat meer nie voëlagtige Therapoda-dinosourusse ontdek is maar wat steeds nou aan voëls verwant was, het die komplekse verwantskap met Therapoda-dinosourusse duideliker geword. Onlangse ontdekkings in die Liaoning provinsie in Noordoos-China het onthul dat baie klein Therapoda-dinosourusse vere gehad het, maar nie noodwendig tot voëls ontwikkel het nie. Die primitiewe “voël”, Archaeopteryx lithographica, wat dateer uit die laat Jura-tydperk (165 tot 150 miljoen jaar gelede), is bekend as een van die eerste “verlore skakels” van die laat-19de eeu en het die evolusie teorie netjies ondersteun - selfs al word Archaeopteryx nie as ‘n direkte voorvader van moderne voëls beskou nie. ‘n Ander primitiewe voël is Confuciusornis, wat dateer uit die vroeë Kryt-tydperk 125 tot 120 miljoen jaar gelede. Dit is moontlik dat beide hierdie voëls latere vertakkings is van Protoavis texensis, alhoewel die fossiel wat wél gevind is nie in ‘n goeie toestand was nie. Ander primitiewe “voëls” wat dateer uit die Jura- en kryt-tydperke (201 tot 65 miljoen jaar gelede) sluit die Enantiornithes, Yanornis, Ichthyornis, Gansus en die Hesperornithiformes in wat ‘n groep lopende duikvoëls was wat amper soos dobbertjies en seeduikers gelyk het. Alhoewel die afgelope paar dekades heelwat vordering gemaak is om die evolusie van voëls meer akuraat uit te pluis, erken wetenskaplikes dat daar nog heelwat aanvullende navorsing nodig is.

Moderne voëls

Ten spyte van hul oorsprong, lyk voëls deesdae nie meer soos dinosourusse nie. Die skelet van voëls het met verloop van tyd ontwikkel en heelwat ligter geword as dié van Archeopteryx en Deinonychus. Die resultaat is dat moderne voëls veel minder energie nodig het om in die lug te bly as hul primitiewe voorsate. Op ‘n afstand lyk vandag se ryers waarskynlik baie na hoe Archaeopteryx 150 miljoen jaar gelede gelyk het. Deur ‘n lang proses van evolusie het moderne voëls kenmerke verloor wat algemeen was vir Archaeopteryx en sy tydgenote. Vandag se voëls het met enkele uitsonderings nie meer vlerkkloue, getande kake of beenagtige sterte nie, want dit maak geen funksionele bydrae tot volhoubare vlug nie. In plaas daarvan het die voorste ledemate sterk vliegspiere ontwikkel wat ondersteun word deur vlerkvere. ‘n Liggewig maar funksionele horingagtige bek het tande vervang, en die stert is gewoonlik kort, gespierd met ‘n groot verskeidenheid stertveer aanpassings. Afhangende van die klassifikasiestelsel wat gebruik word, is daar tans enige iets van 8800 tot 10 200 bekende voëlspesies. Wetenskaplikes beraam dat daar egter soveel as 18 000 spesies kan wees, wat dit naas visse die mees diverse Klas werweldiere maak. Moderne voëls se tipiese kenmerke is dat hulle deur vere bedek word, ‘n bek of snawel sonder tande

het, eiers met harde doppe lê, ‘n vinnige metabolisme het, ‘n hart met vier kamers het en ‘n ligte dog sterk skelet het. Soos soogdiere, is voëls warmbloedig. Die meeste voëls het voorste ledemate wat as vlerke aangepas is en die meerderheid spesies kan vlieg. Loop of vluglose voëls en veral sekere spesies endemies tot eilande, het hul vermoë om te vlieg verloor of nooit ontwikkel nie. Moderne voëls word in twee superorders ingedeel naamlik die Paleognathae (meestal voëls wat nie kan vlieg nie, soos volstruise, emoes, asook die uitgestorwe moas en olifantsvoël) en die ongelooflik diverse Neognathae, wat al die ander voëls insluit. Verskeie voëlspesies onderneem jaarlikse langafstand migrasies, terwyl ander korter migrasies na voedselbronne of broeiplekke onderneem. Voëls is sosiale diere en kommunikeer deur visuele tekens en deur middel van roepe en sang. Ander sosiale gedrag sluit ook in gesamentlike jag en broei-strategië, asook formasie-vlieg om energie te bespaar. Voëls is hoofsaaklik sosiaal monogaam, maar by sommige spesies paar van die individue met ander voëls in die omgewing. Broei-gedrag by sekere spesies is poliandrie (een wyfie paar met meer mannetjies) en by ander weer poligamie (een mannetjie paar met meer wyfies). Eiers word gewoonlik in ‘n nes gelê en een of beide die volwasse voëls broei daarop. Sommige voëls, byvoorbeeld koekoeke, is broeiparasiete wat hulle eiers in die neste van ander voëls lê, waarna die gasheervoëls dan die eiers uitbroei en die kuikens grootmaak. Ouersorg van variërende periodes na die kuikens uitgebroei het, is algemeen by die meerderheid voëls. Voëls is op verskillende wyses van nut vir die mens en is belangrike bronne van voedsel, byvoorbeeld hoenders, kalkoene en eende wat komersieël geteel word, terwyl ‘n groot verskeidenheid voëls wêreldwyd gejag word.

Sommige spesies, veral sangvoëls en papegaaie, is gewild as troeteldiere. Tradisioneel is ghwano (voëlmis) van veral eilande versamel om as misstof vir landboudoeleindes gebruik te word. Hierdie bronne is egter betreklik gou uitgeput en in die proses is vele eiland-broeiplekke van seevoëls vernietig of ernstig geïmpakteer. Voëls is teenwoordig in bykans alle aspekte van die menslike kultuur, soos geloof, die digkuns en mode tot musiek. Ongeveer 120-130 voëlspesies het sedert 1600 uitgesterf as gevolg van menslike aktiwiteite en honderde meer vóór dié tyd.

Pikkewyne

Pikkewyne kan nie vlieg nie maar gebruik hul voorste ledemate as uiters effektiewe swemvinne. Alhoewel die evolusionêre ontwikkeling van pikkewyne nog nie heeltemal uitgepluis is nie, is wetenskaplikes van mening dat pikkewyne, soos vlieënde voëls, ook terugdateer uit die Theropoda dinosourusse, maar waarskynlik die resultaat is van ‘n meer onlangse vertakking. Ornitoloë stem saam dat pikkewyne se naaste lewende verwantskap waarskynlik die albatros is. Pikkewyne kan nie vlieg nie omdat hulle oor tyd baie effektief by hul water habitat aangepas het en so hul vermoë om te vlieg verloor het. Soos ander voëls, broei pikkewyne op land. Pikkewyne is wél monogaam, d.w.s. ‘n sterk band tussen pare, maar sodra een sterf word ‘n nuwe verbintenis gevorm. Vandag kom die meerderheid pikkewyn-spesies in ‘n groot verskydenheid habitatte oorwegend in die suidelike halfrond voor.

Opsommend

Moderne voëls se ongelooflike verskeidenheid spesies het ontstaan oor ‘n 150 miljoen jaar evolusionêre reis, wat begin met hul vertakking van Theropod dinosourusse. Die proses het voortgegaan met die geleidelike ontwikkeling van ‘n liggaamsbou met ‘n vermoë om volhoubare vlug mooontlik te maak. Daar was twee duidelike radiasies van diversifikasie, waarvan die eerste in die jura- en kryttydperke plaasgevind het, toe klein geveerde en gevleuelde dinosourusse ontstaan het. Die tweede radiasie het plaasgevind na die massa uitwissing van Dinosaurusse 65 miljoen jaar gelede. Oorlewende spesies het die geleentheid benut om te floreer en vele oop nisse te vul. Die oorsprong van voëls en hul verskydenheid weerspieël interessante feite oor ‘n langsame evolusionêre geskiedenis wat dikwels onvoorspelbare paaie van evolusie geneem het, en hul vermoë om massauitwissings te oorleef wat ander groepe afgemaai het. Die onlangse toename in navorsing oor die evolusie van voëls is ‘n uitstekende voorbeeld van hoe fossieldata, morfologie, genetika, filogenie, en statistiese data gekombineer kan word om die oorsprong van voëls meer akkuraat uit te pluis.

Verwysings Feduccia A, Lingham-Soliar T, Hinchliffe JR (2005). “Do feathered dinosaurs exist? Testing the hypothesis on neontological and paleontological evidence” Journal of Morphology 266(2): 125-166. Gauthier, J (1986). “Saurischian Monophyly and the origin of birds”. In Padian K (red.). The Origin of Birds and the Evolution of Flight. Mem. California Acad. Sci 8. pp. 1–55. Martin l, Zhou M, & Feduccia A, (1996). Science 274(5290): 1164–1167. Early Adaptive Radiation of Birds: Evidence from Fossils from Northeastern China. Padian K & Chiappe LM (1997). “Bird Origins”. In Currie PJ & Padian K (red.). Encyclopedia of Dinosaurs. San Diego: Academic Press. pp. 41–96. Stephen L Brusatte, Jingmai K O’Connor, and Erich D Jarvis (2015). The Origin and Diversification of Birds. Current Biology 25, R888–R898, Elsevier Ltd All. Wikipedia (Current). The Origen of Birds. From the book by Gerhard Heilmann.