Życie ptaków - ebook

PRZEDMOWA DO WYDANIA POLSKIEGO

Sir David Attenborough dzięki swym licznym podróżom miał okazję zobaczyć, jak zmienia się świat przyrody. Nie są to zmiany na lepsze, o czym dobrze wiemy. Mało kto miał jednak okazję obserwować te zmiany przez pół wieku i to na przełomie wieków, w których rozwój cywilizacji nabrał szaleńczego tempa.

Tym razem z zaciekawieniem nastolatka ten niezwykle doświadczony przyrodnik opowiada nam o ptakach. Zabiera nas na wszystkie kontynenty, w najdziksze zakątki i pokazuje życie ptaków. Przedstawia je nam z nieukrywaną radością. Od koliberków po strusie i od stepówek po albatrosy. Ich gody, trudy życia, niezwykłe kształty, feerię barw, różnorodność przystosowań do najdziwniejszych pokarmów, sposobów rozmnażania się i wędrówek – szybkich jak u jerzyków, dalekich jak u rybitwy popielatej i pieszych jak w przypadku pingwinów cesarskich. Bogactwo faktów, sposób opowiadania zawodowego narratora, kwieciste opisy i cudowne zdjęcia składają się na niezwykłą całość. Tłumaczyłem oba wydania tej książki. Pierwsze przed ćwierćwieczem i drugie teraz. Inni wydawcy i inne formy, w międzyczasie zmieniły się nazwy ptaków, naukowe i polskie, ale sir David Attenborough pozostał ten sam, będąc klasą sam dla siebie. Tę książkę trzeba smakować, celebrować i wracać do niej, by jeszcze lepiej pojąć, jak niezwykłe istoty żyją obok nas.

Andrzej G. Kruszewicz
dyrektor Warszawskiego ZOO, ornitolog, podróżnikWPROWADZENIE

Nietrudno zrozumieć, dlaczego jest tak wielu prawdziwych miłośników ptaków. Przecież one są cudowne, urocze i można je spotkać wszędzie. Zachowują się w charakterystyczny dla siebie sposób, który łatwo zidentyfikować. Są ptaki odważne i płochliwe, delikatne i brutalne, wierne i niewierne. Wiele z nich odgrywa swoje życiowe role na oczach nas wszystkich. Ptaki są częścią naszego świata, ale w mgnieniu oka o własnych siłach wznoszą się w powietrze i czują w nim zupełnie swobodnie, o czym my możemy jedynie śnić. Ptaki są także zawsze obecnym łącznikiem między naturą a naszym zamkniętym za murami światem. Nic więc dziwnego w tym, że ludzie badali ptaki z o wiele większą uwagą niż w przypadku jakiejkolwiek innej grupy zwierząt i z ogromnym zapałem.

Pierwszym zadaniem ornitologii było nadanie ptakom nazw. Każda społeczność lub narodowość miała własne, często bardzo szczegółowe nazwy ptaków. Szwedzki przyrodnik Karol Linneusz zaproponował w XVIII wieku jednorodne nazewnictwo dla wszystkich istot żywych, opierając się na nazwach nadanych dawniej przez przyrodników greckich i rzymskich. System ten, rozbudowany i rozwinięty przez współczesnych biologów, obowiązuje na całym świecie po dziś dzień. Obecnie, po dwustu pięćdziesięciu latach w niektórych językach świata ustala się nazwy dla wszystkich gatunków ptaków, których jest niemal dziesięć tysięcy. Muzea i inne naukowe instytucje zebrały olbrzymie zbiory, w których przechowuje się tuziny, a nawet setki okazów poszczególnych gatunków, z których każdy jest starannie spreparowany i utrwalony, a także dokładnie zmierzony i opisany. Wytworzenie doskonałych lornetek sprawiło, że analiza szczegółów ubarwienia ptaków stała się możliwa także w warunkach terenowych, sprzyjał temu także rozwój fotografii. Teraz, aby dokładnie rozpoznać gatunek ptaka i obejrzeć szczegóły jego ubarwienia, nie trzeba go zabijać. Współcześni ornitolodzy potrafią precyzyjnie określić obserwowany gatunek nawet na podstawie krótkiej zgłoski śpiewu, kilku piór, rzutu oka na detal upierzenia lub sylwetkę ptaka. Jest to sztuka, którą wielce podziwiam, ale której niestety nie udało mi się posiąść.

Książka jest jednak o czymś innym. Moja fascynacja ptakami wzięła się z obserwowania ich zachowań. Ornitolodzy wcześniej niż inni zoolodzy zwracają uwagę na ten aspekt biologii badanych przez siebie zwierząt. W czasie gdy myśliwi polujący na grubą zwierzynę nadal strzelali do antylop i wierzyli, że zdobycie największego trofeum jest czymś bardzo ważnym lub dyskutowali nad liczbą gatunków żyraf wydzielanych na podstawie wzorów plam na ich skórach, ornitolodzy zaczynali badać wędrówki ptaków. Aby prowadzić takie badania, niezbędne było indywidualne rozpoznawanie poszczególnych osobników. Jedną z technik, niemal niestosowaną do innych grup zwierząt, jest zakładanie obrączek na nogi ptaków. Jan Jakub Audubon już w 1820 roku zaczął zakładać kolorowe znaczki na nogi muchołówek gniazdujących na farmie jego rodziców w Pensylwanii. W ten sposób ustalił, że ptaki wracały z roku na rok, po odbyciu dalekiej wędrówki na południe dokładnie do tych samych budek lęgowych. Było to samo w sobie bardzo interesujące, ale to dopiero początek odkrywania niezwykłych zdolności ptaków.

Takie i podobne odkrycia wymagają długotrwałych badań i pojawiały się jeszcze przez wiele lat. U ptaków osobniki tej samej płci i tego samego gatunku są do siebie bardziej podobne niż u innych grup zwierząt. Naukowcy pracujący ze słoniami szybko uczą się rozpoznawać poszczególne osobniki na podstawie drobnych nieregularności w kształcie ich uszu. Szympansy mają twarze tak samo różnorodne i odmienne jak ludzie. Wieloryby można odróżniać na podstawie kształtu i układu białych i czarnych plam na płetwach ogonowych. Agresywnie nastawione samce lwów marszczą pyski w sposób bardzo charakterystyczny dla danego osobnika i można je po tym rozpoznać, ich grzywy i brody także mają unikatowy wygląd. Patrząc na grupkę wróbli, bardzo szybko przekonamy się, że odróżnienie od siebie dwóch samców jest praktycznie niemożliwe.

Gdy obserwujemy wróbla w swoim ogrodzie, mamy nieświadomą skłonność do zastanawiania się nad jego życiem rodzinnym. Wydaje się nam, że zawsze jest to ten sam wróbel, który zbierał przed chwilą robaki na trawniku. Bardzo rzadko zadajemy sobie pytanie, czy aby na pewno jest to ten sam ptak, który karmi pisklęta w gnieździe pod dachem. Zwyczajny obserwator nie ma możliwości założenia obrączek na nogi ptaków żyjących w jego ogrodzie. Jeśli ornitolog zacznie studiować życie rodzinne wróbli w jakiejś lokalnej społeczności i zaobrączkuje ptaki, to szybko odkryje tak skomplikowane powiązania pomiędzy ptakami, że gdyby dotyczyły one ludzi, to znalazłyby się na pierwszych stronach gazet.

Gdy obrączkowanie ptaków stało się popularną metodą badania wędrówek, zaczęto stosować także inne techniki. Małe nadajniki radiowe mocowano na grzbietach większych ptaków. Nadajnik w regularnych odstępach czasu wysyła sygnały do odbiornika zainstalowanego na satelicie krążącym wokół Ziemi, a potem sygnał jest przesyłany do stacji odbiorczej na Ziemi. W ten sposób można śledzić wędrówki ptaków. Dzięki tej metodzie stwierdzono, że albatrosy wędrują wiele tysięcy kilometrów w poszukiwaniu pokarmu i potem wracają na antarktyczną wyspę, gdzie cierpliwie czekają na nie pisklęta. Badając pingwiny, zmuszano je do połknięcia maleńkich czujników mierzących ciśnienie wody. Pracujące w żołądkach ptaków czujniki wykazały, że pingwiny królewskie potrafią nurkować w oceanie na głębokość kilkuset metrów, gdzie polują na ryby. Genetyczne badania DNA pozwoliły na ustalenie rzeczywistych, rodzinnych powiązań pomiędzy ptakami. Dzięki takim badaniom wykazano, że np. u australijskich chwostków mogą występować tak zawikłane powiązania socjalne pomiędzy osobnikami, iż ani jedno pisklę w gnieździe nie jest potomkiem karmiącego je samca. Badania nad zachowaniami ptaków stały się ostatnio nie tylko modne, ale także niezwykle fascynujące.

Fascynujące zjawiska są przedmiotem tej książki. Chociaż wiele specjalistycznych metod badawczych wymaga tak wielkiego zaangażowania, że może być stosowanych tylko przez zawodowych ornitologów, to jednak amatorzy walnie przyczyniają się do rozwoju wiedzy o zachowaniach ptaków. Wszędobylskość ptaków i ich fascynująca biologia sprawiły, że na całym świecie działa olbrzymia armia entuzjastów, którzy w trudnych terenowych warunkach spędzają mnóstwo czasu na obserwowaniu ptaków i gromadzeniu danych naukowych. Literatura na temat ptaków, opublikowana zarówno przez amatorów, jak i zawodowców jest wręcz imponująca, a każdy miesiąc przynosi setki nowych publikacji, które można odnaleźć w licznych specjalistycznych czasopismach gromadzonych w naukowych bibliotekach. Bez ogromnego zasobu wiedzy zebranej w postaci surowych danych i podsumowujących te dane naukowych analiz nie dałoby się napisać ani jednej strony tej książki. Mój dług wdzięczności wobec autorów tych publikacji jest ogromny. Niestety, nie podawałem indywidualnych źródeł pochodzenia cytowanych obserwacji, aby nie przeładowywać nimi tekstu książki i ułatwić jego czytanie. Z podobnej przyczyny nie podawałem naukowych nazw gatunków, o których wspominałem w tekście. Na końcu książki można jednak znaleźć indeks nazw, w którym są wymienione także naukowe nazwy ptaków.

Mam nadzieję, że następne strony tej książki pokażą odrobinę głębokich fascynacji i przyjemności, jakie można znaleźć w rozpoznawaniu gatunków ptaków, odkrywaniu, co one robią i dlaczego to robią.ROZDZIAŁ 1
LATAĆ CZY NIE LATAĆ?

Drapieżca zatacza kręgi wysoko na niebie nad wznoszącym się stromo białym, wapiennym urwiskiem i leżącym poniżej zielonym lasem na wyspie Borneo. Większą część dnia spędza, siedząc nieruchomo w koronach drzew, gdzie niewiele zwierząt potrafi go dostrzec. Po południu, gdy słońce zmierza ku zachodowi i nie świeci już tak intensywnie, ptak z trzepotem skrzydeł leniwie wznosi się w powietrze i zaczyna lot patrolowy. Wpatruje się w ciemną szczelinę, która rozdziera krawędź jasnego urwiska. W głębi miliony nietoperzy są zawieszone pod sklepieniem jaskini tak, że z góry ich nie widać. W przeciwieństwie do jastrzębia, nie widzą zachodzącego słońca i nie kierują się intensywnością światła. Nie kierują się także spadkiem temperatury w jaskini, gdyż jest ona tam dość stabilna. Nietoperze orientują się jednakże w jakiś sposób, że na zewnątrz dzień się kończy i że wkrótce będą mogły wyruszyć na łowy do mrocznego lasu. Wykorzystując echolokację, przy pomocy ultradźwięków, będą poruszały się w ciemności. Potem w ciągu kilku minut zorganizują się w kolumny wędrowców. Niczym zjawy przelatują tuż nad skałami, by zbliżyć się do szczeliny jaskini i wylecieć na zewnątrz. Poza jaskinią słońce jest już niewidoczne, ale resztki jego światła pozwalają siedzącemu na krawędzi skał człowiekowi zobaczyć stada nietoperzy wylatujące na otwartą przestrzeń nad lasem.

Jastrząb obserwuje otoczenie. Nie wydaje się, aby mu się spieszyło. W jaskini jest tak wiele nietoperzy, że będą opuszczały ją jeszcze przez kilka minut. Ptak może wybrać najodpowiedniejszy dla siebie moment do ataku. Nagle podejmuje decyzję. Spada, przyspiesza, szybko uderzając skrzydłami, nurkuje w chmurę nietoperzy. Jednocześnie wysuwa nogi przed siebie i chwyta jednego z nietoperzy w ostre szpony. Czasami podnosi zdobycz do dzioba, jeszcze w locie.

Kiedy indziej kieruje się ze swoją zdobyczą w miejsce, gdzie zwykł się stołować.

Drapieżnik potrafi złapać dwa lub trzy nietoperze, zanim wszystkie wydostaną się z jaskini i zapadną ciemności. Choć jastrząb ma duże oczy, to jednak po pół godzinie nie widzi już dobrze i nie jest w stanie powtórzyć szybkiego, precyzyjnego ataku. Ma już jednak wystarczający łup. Nietoperze są z pewnością najzwinniejszymi i najzręczniejszymi latającymi ssakami, ale nie dorównują gackożerowi, dalekiemu kuzynowi jastrzębia. Jak długo trwa dzień, przestworza należą do ptaków, a nie do ssaków.

Przypuśćmy, że tego należało oczekiwać. Ptaki latały dużo wcześniej przed nietoperzami. Najstarszy nietoperz z wykopalisk pochodzi sprzed około 50 milionów lat, a ptaki latały najmniej sto milionów lat wcześniej, już w epoce dinozaurów. Nie były one jednak pierwszymi zwierzętami, które zdobyły przestworza. Wyprzedziły je insekty sprzed blisko 200 milionów lat. Niektóre z pierwszych owadów były olbrzymie i posiadały skrzydła o rozpiętości ponad 30 centymetrów. Z upływem lat zdolność latania ewoluowała w wiele różnych technik. Część potomków pionierskich lotników wyposażona była w dwie pary skrzydeł, inna tylko w jedną. Niektóre wytworzyły kontrolę żyroskopową stabilności, inne uderzały skrzydłami szybciej niż mogły temu sprostać mięśnie, co osiągnęły przez zaczepienie skrzydeł do wibrującej ściany chitynowego pancerza. Nie mogły jednak mieć dużych rozmiarów. Ciała owadów skonstruowane są w taki sposób, że nie mogą funkcjonować powyżej pewnych rozmiarów i nigdy już nie dorównały wielkością pierwszym gigantom. Kiedy pojawiły się ptaki, owady zostały prześcignięte i ta dominacja trwa do dziś.

Jeśli nie wierzycie, przyjrzyjcie się muchołówce szarej, niegdyś pospolitej, a obecnie rzadkiej, która latem jest częstym gościem w ogrodach całej Europy. To trudny do określenia ptak, nieubarwiony jaskrawo, który na pewno zwróci naszą uwagę, gdy będzie w akcji. Zwykle siedzi wyprostowany, na odsłoniętej gałęzi drzewa i co kilka sekund zeskakuje, uderzając parokrotnie skrzydłami i wracając na tę samą gałąź. Gdy się przybliżymy, to w połowie jego wypadu możemy usłyszeć delikatne kłapnięcie. Jest to odgłos dzioba zamykającego się ze złapanym owadem. Ważki mogą lecieć zygzakiem i robić uniki, ale można mówić o ich dużym szczęściu, jeśli umkną, gdy ptak pojawi się w pobliżu. Pospolite muchy i gąsieniczkowate są łapane bez żadnego wysiłku. Ptak jest tak zręczny, że czasem powraca na swoją gałąź, zgrabnie trzymając kilka owadów w dziobie. Każdą ofiarą zajmuje się właściwie. Motyle pozbawia skrzydeł, gzy połyka w całości, natomiast pszczoły i osy, choć są tej samej wielkości i wyglądają podobnie do gzów, rozpoznaje i przed połknięciem unieszkodliwia energicznymi uderzeniami dzioba, tak że ich żądło zostaje oddzielone. Owady natknęły się na powietrznego oprawcę wiele lat temu.

Kiedy ptak po raz pierwszy zaznaczył swoją dominację w przestworzach? Odpowiedź na to pytanie znaleziono w zeszłym wieku w Bawarii, niedaleko Monachium. Na tym terenie jest duża liczba kopalni, w których był wydobywany, używany do budowy domów już od czasów rzymskich, piękny łupek wapienny o kremowym zabarwieniu. Jest on gładki, jednolity, drobnoziarnisty – w XIX wieku był używany do litografii. W niektórych miejscach dzieli się na cienkie płytki. Oddzielanie płytek jedna po drugiej, od góry bloku skalnego, jest jak otwieranie stron książki. Najwięcej jest, trzeba przyznać, kartek pustych, ale od czasu do czasu odsłaniają się zarysy doskonale zachowanego odcisku zwierzęcia – krewetki, ryby z zachowanymi żebrami i płetwami, kraba leżącego na końcu drogi, wyznaczonej odciskami jego nóg. Czasami wokół znaleziska znajdują się słabo widoczne, brązowawe plamy, pokazujące pozycje miękkich części, które się rozłożyły i zniknęły wkrótce po śmierci. Nawet takie kruche stworzenia jak meduzy pozostawiają delikatne linie.

Na podstawie skamieniałości łatwo wnioskować, w jakich warunkach powstawały skały wapienne. Dawno temu muł pokrywał dno płytkich zatok. Ląd oddalony był o kilka kilometrów, na północy i na południu, a rafa koralowa oddzielała zatokę od otwartego morza. Ponieważ wymiana wody z morzem była mała, intensywne parowanie w gorących promieniach słońca powodowało coraz większe zasolenie, tak że żadne zwierzę nie było w stanie zasiedlać takich zatok. Jednak czasem, podczas sztormu, duże masy wody przedostawały się przez rafę i przynosiły ze sobą morskie stworzenia.

Zdarzało się też, że jakieś zwierzę przeprawiające się od lądu wpadało do ciepłej, słonej wody. Można tu więc odkryć szczątki owadów – jętek, ważek, szarańczy, chrząszczy, os – obszerny przegląd, jak skomplikowane i wyrafinowane były narządy poruszania się w powietrzu również u owadów z tamtego odległego okresu. Wspaniale zachował się także szkielet małego, latającego gada – pterozaurusa, z delikatnym zarysem skóry skrzydeł, wyraźnie widocznym wokół wydłużonych cienkich palców.

Te cenne i piękne złoża były gromadzone i skrywane przez wieki. Dopiero w 1860 roku górnik pracujący niedaleko małej miejscowości Solnhofen rozbił blok skalny i dokonał niezwykłego i zdumiewającego odkrycia. Znalazł nieduże pióro, długości 15 cm, szerokości niespełna 6 cm i z zachowanymi wieloma szczegółami budowy. W wielu miejscach promienie pióra były oddzielone małymi kępkami od dudki. Chorągiewka po jednej stronie dudki była o połowę węższa niż po drugiej. Ta asymetria jest szczególnie ważna.

Lotki dzisiejszego ptaka mają właśnie taki kształt i układają się w skrzydle węższą częścią ku przodowi. Taka budowa świadczy o tym, że prastare pióro posiadało własności aerodynamiczne. Niewiele różni się ono od lotki, którą możemy dziś znaleźć podczas spacerów w terenie. Jednak to pióro musiał zgubić ptak przelatujący nad laguną 150 milionów lat temu!

Co to było za stworzenie? Oprócz ptaków, żadne inne zwierzę nie wytwarza piór. Oczywiste więc jest, że pióra są cechą charakterystyczną ptaków i pióro znalezione w Solnhofen należało do ptaka. Ale co to był za ptak? Nauka nie musiała długo czekać na odpowiedź. Już w następnym roku, w 1981, w kopalni oddalonej zaledwie kilka kilometrów od miejsca znalezienia pióra odkryto prawie kompletny szkielet. Był on wielkości szkieletu kurczaka, otoczony wyraźnymi odciskami piór.

Był to jednak bardzo dziwny ptak. Miał bardzo długi, złożony z kostnych kręgów ogon; przednie kończyny posiadały po trzy niezrośnięte palce, każdy zakończony pazurem; czaszka tego ptaka, jak później odkryto, miała kościste szczęki zaopatrzone w zęby, a nie rogowy dziób. Wyraźnie był to pół gad, pół ptak. Naukowiec, który opisywał to zwierzę, nazwał go Archaeopteryx od greckich słów oznaczających „pradawne skrzydło”. Od tego czasu odkryto wiele nowych okazów i dzięki temu posiadamy dużą wiedzę o anatomii tych pierwotnych stworzeń. Obecnie trwa dyskusja na temat szczegółów ich życia.

Pewną wskazówką są pazury na palcach skrzydeł. Nieliczne ptaki mają jeszcze dziś podobne szpony. U niektórych łabędzi, kaczek, długoszponów i kilku innych ptaków są one ukryte pod upierzeniem. Skrzydłoszpon, ptak żyjący w Ameryce Południowej, podobny do gęsi, ma dwa wyraźne i łatwo zauważalne pazury, po jednym na każdym skrzydle, którymi straszy rywali, a niekiedy używa ich, jako broni, podczas walk terytorialnych w stosunku do innych samców. Prawdopodobnie jednak to hoacyny, żyjące w północnych regionach Ameryki Południowej, posługują się pazurami podobnie jak to czynił Archaeopteryx.

Hoacyny są mieszkańcami bagien, odżywiają się liśćmi i niezgrabnie, ciężko latają. Budują niewymyślne, płaskie gniazdo z gałęzi i składają do niego dwa lub trzy jaja. Młode, po wykluciu, mają na każdym skrzydle po dwa pazury. Kiedy pisklęta trochę podrosną, nabierają śmiałości i wspinają się w koronach drzew tworzących zarośla mangrowe, czepiając się gałęzi również pazurami skrzydłowymi. Przestraszone, na przykład pojawieniem się drapieżnika, dają nurka i dopiero po pewnym czasie wychodzą z wody i zaczynają się wspinać po drzewie do gniazda, używając pazurów skrzydłowych. Pazury te tracą dopiero po osiągnięciu dojrzałości. Być może Archaeopteryx, który pozostawał ze szponami skrzydłowymi do końca swojego życia, posługiwał się nimi podobnie jak pisklęta hoacyna. Chociaż nie odkryto w wapieniach z Solnhofen żadnych szczątków pni czy gałęzi, to czasami natrafiano na pozostałości roślin iglastych i palm, co świadczy, że las znajdował się niedaleko. Rzadkość znajdowania archeopteryksa w wykopaliskach sugeruje, że to zwierzę pojawiało się nad laguną sporadycznie. Raczej przemierzało lądy i lasy, które musiały być ich prawdziwym domem.

Są również inne wskazówki, że Archaeopteryx mieszkał na drzewie. Duże palce u nóg skierowane są do tyłu, tak jak u dzisiejszych ptaków, aby ułatwiały przytrzymywanie się gałęzi. Jego długi ogon również wskazuje na to, że należy do ptaka mieszkającego na drzewach. Był on wspaniale zachowany w wielu okazach, bez oznak zniszczenia końcówek, jak to musiałoby nastąpić, gdyby ptak więcej czasu spędzał na ziemi. Gdyby zwierzę mieszkało na wodzie, tak długi ogon mógłby być ciężarem wciągającym właściciela w toń i przyczyną jego utonięcia.

Czy Archaeopteryx używał skrzydeł jedynie jako narzędzia pomocniczego podczas zeskakiwania na niższe gałęzie, czy też, uderzając skrzydłami, był zdolny wznieść się w powietrze i lecieć? Jeśli potrafił fruwać, to powinien mieć rozwinięte mięśnie poruszające skrzydłami, przyczepione do klatki piersiowej. Nie odkryto żadnej podobnej kości, która mogłaby być miejscem przyczepu takich mięśni, ale nie świadczy to jednoznacznie, że ich na pewno nie było. Mogły one być przyczepione do części chrzęstnych, które szybko ulegają rozkładowi i w kopalnych okazach nie pozostaje po nich ślad. Ta sprawa pozostała wtedy niewyjaśniona. W 1992 roku miało miejsce kolejne odkrycie. Znaleziono nowy okaz, siódmy, niedaleko pierwszego odkrycia, w oddalonej zaledwie o kilka kilometrów kopalni. Był mniejszy od Archaeopteryxa i w sposób znaczny różnił się od niego, tak że przyjęto go za inny gatunek. Nazwany został Archaeopteryx bavarica. Miał coś, co nie występowało u pozostałych okazów, kostny mostek. Odkryto więcej niż tylko odpowiednik przyczepu mięśni. Prawdopodobnie odnaleziono praprzodka ptaków, który nie tylko potrafił podfruwać, ale również unosić się w powietrzu nad lasem i przelatywać nad laguną, w której kończyli żywot nieuważni rozbitkowie.

Nowsze badania z wykorzystaniem specjalnych prześwietleń rentgenowskich pokazały, że struktury kości widełkowych archeopteryksa były podobne do analogicznych kości ptaków współczesnych, a ich budowa najbardziej przypomina kości przepiórek i bażantów, zdolnych do gwałtownego podrywania się do lotu. Praptak nie mógł być jednak pierwszym zwierzęciem kręgowym, które potrafiło wzbić się w powietrze. Jego pióra miały budowę tak skomplikowaną, że prawdopodobnie były wynikiem długiej ewolucji, trwającej wiele tysięcy generacji.

Ale dlaczego zaczął się ten proces? Dlaczego przodkowie praptaka dążyli do wytworzenia piór, nawet najprostszych? Odpowiedź zależy od tego, kim byli ci przodkowie.

Jedną możliwością jest to, że były to dinozaury. Duże podobieństwo praptaka do małych dinozaurów spowodowało, że jeden okaz przeleżał w muzeum przez wiele lat zakwalifikowany jako dinozaur i dopiero powtórne, wnikliwe badanie i odkrycie odcisków piór wokół przedniej kończyny spowodowało przemianowanie na archeopteryksa, czyli praptaka. Takie małe dinozaury prawdopodobnie były drapieżnikami i polowały w tamtych czasach na swoje ofiary. Aby być tak aktywne, zwierzę musi utrzymywać stałą temperaturę, co oznacza konieczność intensywnego, dostarczającego energię metabolizmu. Obecne, szybko poruszające się gady, takie jak jaszczurki i węże, zachowują kondycję poprzez wygrzewanie się w słońcu. Niektórzy uważają, że małe dinozaury, takie jak welociraptory, były zdolne generować własne, wewnętrzne ciepło, tak jak to czynią ssaki. Taka energia jest kosztowna, na wytworzenie jej potrzebne jest dostarczenie z pokarmem proporcjonalnie dużo więcej kalorii, jednakże są przy tym poważne korzyści. Powoduje to na przykład, że zwierzę może być aktywne i polować od wczesnego świtu, kiedy inne drapieżniki, konkurujące z nim, są jeszcze zimne i odrętwiałe. W tym przypadku ciepły, izolacyjny płaszcz mógłby być nieoceniony. Gady z tamtego okresu były pokryte łuską, podobnie jak niektóre dzisiejsze australijskie jaszczurki. Gdyby takie łuski wydłużyły się, w procesie ewolucji, i stały pierzaste, mogłyby być zaczątkiem piór chroniących przed utratą ciepła.

Teraz wyobraźmy sobie takie stworzenie z bardzo dużą ilością energii, usiłujące schwytać ofiarę, np. dużego owada. Potrafi ono dobrze odbić się tylnymi nogami, jak jaszczurka kryzowa z Australii, kiedy chce zwiększyć szybkość. Wtedy wolne są przednie kończyny. Gdyby były zakończone pierzastą łuską, takim prapiórem, mogłyby pomóc ptakowi utrzymywać się w powietrzu i łapać latające ofiary. W czasie ucieczki przed drapieżnikiem większe możliwości manewru również mają duże znaczenie.

Tak więc możliwe, że to ciepłokrwisty gad robił pierwsze kroki w sztuce latania. W powyższej teorii nie zgadza się jednak to, że zwierzę podczas biegu na tylnych kończynach, gdy starało się osiągnąć jak największą szybkość, nagle rozprostowywało kończyny przednie, które zwiększają opór powietrza – manewr ten nieuchronnie zwalniałby tempo biegu.

Oprócz tego, trzeba jeszcze zadać sobie pytanie, czy na pewno przodkowie archeopteryksa byli stałocieplnymi zwierzętami. Niektórzy naukowcy tak twierdzą. Poszukują potwierdzenia w różnych źródłach – w proporcji pomiędzy liczbą praptaków a liczbą ich potencjalnych ofiar, roślinożernych gadów; w strukturze mikroskopowej kości oraz w wielkości mózgu. Nie wszyscy jednak uważają takie dowody za wystarczające. Obecnie inni naukowcy twierdzą, że Archaeopteryx, tak jak dzisiejsze gady, nie potrafił wytwarzać samodzielnie ciepła i utrzymywać stałej temperatury ciała. Takie zwierzęta cechuje różne tempo wzrostu szkieletu kostnego w różnych porach roku. W konsekwencji, kości rozwijały się wyraźnie w koncentrycznie ułożone pierścienie, podobne do rocznych przyrostów pnia drzewa.

Takie przyrosty zostały zauważone w kościach znalezionych okazów. To wskazuje, że Archaeopteryx również nie wytwarzał własnej energii utrzymującej stałą temperaturę ciała. Ponieważ okazy archeopteryksa są rzadkie i bezcenne, żadna część znalezionych kości nie została sekcjonowana w celu potwierdzenia tej teorii. Mało prawdopodobne jest jednak, aby zmiennocieplna istota, poruszająca się po ziemi, dała początek upierzonym lotnikom. Zimnokrwiste zwierzę nie rozwijałoby izolacyjnego okrycia, jakim są pióra, i w ten sposób ograniczało możliwość nagrzania swojego ciała przez promienie słoneczne.

Istnieje inna hipoteza. Przypuśćmy, że prastary gad stało- lub zmiennocieplny zaczął się wspinać na drzewa za pomocą swoich czterech kończyn. Istnieją powody, dla których mógł to robić: w celu ucieczki przed dużym drapieżnikiem, znalezienia bezpiecznego miejsca dla swoich jaj, dotarcia do owadów, żyjących w koronie drzew, które były jego pożywieniem. Czasem, gdy był na jednym drzewie i chciał się dostać na inne, łatwiej mu było przeskoczyć na niższą gałąź sąsiedniego drzewa niż schodzić na ziemię, przebiec kilka czy kilkanaście metrów i wspiąć się na nie.

U niektórych dzisiaj żyjących zwierząt wykształciły się mechanizmy pozwalające na przedłużenie skoku. Zwierzęta lasów na wyspie Borneo wykorzystują 4 metody uzyskiwania dłuższych skoków. Duża, przypominająca wiewiórkę lotopałanka ma luźne płaty skóry rozpostarte pomiędzy przednimi i tylnymi kończynami, które u poruszającego się po pniu zwierzęcia wyglądają jak zbyt obszerne zimowe futro. Jak wielkie są te płaty luźnej skóry, można przekonać się, gdy ujrzy się ją przeskakującą z jednego drzewa na drugie. Zwierzę skacze z gałęzi w wolną przestrzeń pomiędzy drzewami i szeroko rozpościera wszystkie kończyny, pomiędzy którymi napinają się rozległe fałdy skóry, spełniające funkcję spadochronu. Jest to tak efektywny sposób poruszania się, że zwierzę może szybować w powietrzu na odległość nawet stu metrów. Co więcej, lotopałanka może podczas lotu skutecznie sterować za pomocą długiego, pierzastego ogona i zmieniając pozycję nóg, dzięki czemu zmienia się napięcie fałdów skórzastego spadochronu. W ten sposób zwierzak może precyzyjnie wylądować w wybranym przez siebie miejscu, na gałęzi lub przy wejściu do swojej dziupli lęgowej.

Mała, nadrzewna jaszczurka, zwana drako, szybuje w inny sposób. Jej żebra są bardzo wydłużone. Podczas gdy zwierzę odpoczywa na gałęzi, żebra umocowane ruchomo do kręgosłupa przylegają równolegle i ściśle do ciała. Kiedy zeskakuje, jej mięśnie brzuszne wysuwają żebra, leżące po obu stronach ciała, do przodu. Żebra, rozkładając się, wyglądają jak szerokie skrzydła – błyszczące i kolorowe. Te małe jaszczurki czują się w powietrzu na tyle pewnie, że niemal bez ustanku szybują z gałęzi na gałąź, atakując upatrzonego owada, który usiadł w ich zasięgu, lub przepędzając rywala ze swojego terytorium.

Następnym przykładem jest żaba zaopatrzona w szerokie płatki skóry pomiędzy palcami, które są na tyle duże, że szybujące w powietrzu zwierzę ma jakby cztery małe spadochrony łagodzące lądowanie. Znany jest nawet szybujący wąż, który skacząc w otchłań powietrzną, przyciska swój brzuch do kręgosłupa, tak że powstaje pod nim szerokie wgłębienie. Ciało węża jest przy tym skręcone w sprężysty zygzak, co razem daje wystarczającą powierzchnię do utrzymania ciała w powietrzu.

Wymienione stworzenia z Borneo pokazują korzyści z posiadania umiejętności wydłużania skoków. Wiele zwierząt bytujących na drzewach w innych lasach chętnie modyfikuje swoje ciało, aby takie umiejętności posiąść. Być może przodkowie praptaka przekształcili łuski w pióra, aby mieć możliwość unoszenia się w powietrzu.

Zarówno łuski, jak i pióra zbudowane są z podobnego materiału rogowego i są wytworem struktur znajdujących się w skórze. Nawet najmniejsze wydłużenie takiej piórowej łuski mogłoby przynosić aerodynamiczne korzyści, tak więc nietrudno przyjąć, że pierwotne gady wydłużały łuski na barkach, kończynach przednich i ogonie, aby osiągnąć dłuższe i bardziej precyzyjne skoki. Stopniowo postępowało wydłużanie i utrwalanie się tych struktur. Pojawiła się centralnie położona dudka, której przedłużeniem jest stosina. Po jej obu stronach włókniste promienie wykształciły haczyki łączące się z haczykami innych promieni w powierzchnie chorągiewek, skutecznie zatrzymujących powietrze. Są one tak skonstruowane, że po przerwaniu łatwo je naprawić, łącząc dziobem dwie krawędzie, podobnie jak zamyka się zamek błyskawiczny.

Od czasu pierwszego odkrycia praptaka, przez ponad wiek wapienne skały z Solnhofen pozostawały jedynym świadectwem początków historii ptaków. Niespodziewanie w 1995 roku, w północno-wschodniej części Chin, w prowincji Liaoning, doszło do kolejnego, nadzwyczajnego odkrycia. W iłołupkach, powstałych na dnie wielkiego jeziora, znaleziono skamieniałości pochodzące sprzed około 120 milionów lat, czyli około 30 milionów lat po czasach praptaków. W prastarych pokładach odnaleziono wiele ryb, żab, krokodyli i małych prymitywnych ssaków. Wśród gadów znajdował się jeden mały dinozaur, nazwany sinozauropteryksem lub inaczej chińskim smoko-ptakiem. Miał on na głowie, szyi i wzdłuż kręgosłupa włóknisty meszek. Nie wszyscy naukowcy zaakceptowali interpretację, że były to prymitywne pióra. Niestety, nie wykazują one zarówno asymetrii, jak i zdolności do sczepiania się i wytwarzania powierzchni pełniącej aerodynamiczną funkcję. Czy pokrywały one ciało zwierzęcia dostatecznie grubo i obficie, aby stanowić dobrą ochronę przed utratą ciepła istoty ciepłokrwistej, a może stanowiły tylko ozdobę sinozauropteryksa? Niestety, nie ma jeszcze przekonujących odpowiedzi na te pytania. Może zwierzę to pochodzi od pierwotnych gadów, u których wytworzyły się pierzaste łuski, pojawiło się przed archeopteryksem i w nieznany sposób przetrwało dłużej niż on.

W chińskich pokładach znaleziono okazy jeszcze innego gatunku. Bardziej niż Archaeopteryx przypominały swoim wyglądem i budową prawdziwego ptaka. Były pokryte piórami, miały po trzy palce zakończone pazurem na każdej przedniej kończynie i były mniej więcej wielkości sroki. Część ogonowa kręgosłupa była jednak krótka, a najistotniejsze było to, że zamiast szczęk kostnych zaopatrzonych w zęby miały rogowy dziób. To było do tej pory największe ewolucyjne osiągnięcie w drodze do efektywnego latania, które powodowało nie tylko zmniejszenie ciężaru ciała, ale również przesuwało środek ciężkości ku tyłowi, co poprawiało zdolność utrzymywania równowagi przez zwierzę będące w powietrzu. Okazy te nazwano Confuciusornis, na cześć wielkiego, chińskiego filozofa Konfucjusza.

W następnych latach odkopano jeszcze kilkaset okazów tych fascynujących istot, niektóre z nich bardzo dobrze zachowane. Miały ciemną obwódkę, pokazującą rozmiary i kształt upierzonego korpusu zwierzęcia. Część z nich posiadała po dwa bardzo długie ślady na piórach ogona, sugerujące, że były to osobniki męskie i że już wtedy widoczne było zróżnicowanie płci. Tak liczne występowanie okazów nasuwa podejrzenie, że ptaki te żyły w dużych koloniach.

Młodsze skały w Australii, Hiszpanii, Argentynie i Ameryce Północnej dostarczają nam okazy bardziej zaawansowane w rozwoju. Te późniejsze gatunki miały konstrukcję ciała redukującą ciężar, charakterystyczną dla prawdziwych ptaków. Długi, kręgowy ogon został zredukowany do trójkątnej kości, położonej z tyłu za miednicą. Wnętrze kości długich w skrzydłach i nogach było wypełnione powietrzem, a konstrukcja kości wzmocniona ustawionymi poprzecznie beleczkami. Wiele okazów miało grzebień na mostku, do którego mogło być przyczepione więcej mięśni piersiowych. Wyrostki haczykowate łączyły żebra i czyniły klatkę piersiową mocniejszą. Odtąd już większość przedstawicieli gromady ptaków była wyraźnie i prawidłowo ukształtowana.

Sześćdziesiąt pięć milionów lat temu nastąpiła, niszcząca życie na Ziemi, zagadkowa do dziś katastrofa. Uważa się, że była ona związana z ciałem pozaziemskim, planetoidą lub kometą, które na skutek zderzenia z Ziemią wywołało eksplozję tak olbrzymią, że wytworzony gruz i pył zablokował dostęp promieni słonecznych – Ziemię spowiły ciemności, trwające prawdopodobnie przez wiele miesięcy. Ta katastrofa spowodowała całkowite wymarcie dinozaurów, ale już od pewnego czasu postępował spadek ich liczebności. Spotkało to również inne wielkie gady. Mozazaury i plezjozaury zniknęły z jezior i mórz, a pterozaur z nieboskłonu. Skutki katastrofy dotknęły również zdecydowaną większość ptaków. Jednakże kilka grup przeżyło, wśród nich przodkowie kaczek i gęsi, nurów i mew, a także ptaków brodzących, jak biegusy i brodźce. Otworzyły się przed nimi wielkie możliwości. Wielkie połacie Ziemi, zamieszkane jeszcze niedawno przez olbrzymie i różnorodne populacje zwierząt, stały się nagle puste i gotowe do powtórnego zasiedlenia. A w szczególności niebo nie było już zajęte przez fruwające gady. Przodkowie dzisiejszych ptaków starali się je zająć i dokonali tego w błyskawicznym tempie. W ciągu dziesięciu milionów lat powstały wszystkie rodzaje ptaków istniejących dzisiaj, z wyjątkiem małych nadrzewnych.

Na pięknym, wschodnim brytyjskim wybrzeżu, w Walton-on-the-Naze w hrabstwie Essex odkryto zadziwiające dowody takiego szybkiego i bujnego rozwoju. W gliniastych złogach, które powstały przed około 50 milionami lat, zachowało się ponad sześćset okazów pradawnych, wymarłych ptaków. Wśród nich są ptaki, które można by uznać za spokrewnione z dzisiejszymi kukułkami, papugami, sowami, jerzykami, jastrzębiami, mewami, zimorodkami i wieloma innymi rodzajami. Podobne ewolucyjne eksplozje miały miejsce na całym świecie. W Ameryce Północnej wielkie kolonie ptaków wodnych, uważanych za przodków dzisiejszych kaczek i gęsi, gniazdowały wzdłuż brzegów wielkich jezior, które zajmowały większą część obecnego stanu Wyoming. Kości i fragmenty skorup ich jaj, znajdujące się w tysiącach sztuk, z biegiem lat zostały połączone z piaskiem i przekształcone w pokłady piaskowca.