pan-Aves


Zleva doprava: ara hyacintový (Anodorhynchus hyacinthinus), zdroj: flickr.com (JMJ32); Gigantoraptor a Alectrosaurus, autor Luis V. Rey

Pterosauři mimo pan-Aves: odhalení konvergentní evoluce, nebo předpojatá kladistika?

1. Křehký rozsah pan-Aves

    Přestože o fylogenetice pan-avianů píšu často a rád (asi až moc často a až moc rád, protože spousta aspektů jejich biologie je nepochybně zajímavější než vytváření stromků), zatím se nestalo, že by díky nějaké nové fylogenetické studii nějaký dosavadní zástupce z pan-Aves vypadl.
    Na první pohled není zas tak překvapivé, že se to neděje: pan-Aves zahrnuje vše, co je blíže příbuzné žijícím ptáků než krokodýlům, a poznat, zda je něco spíš pták nebo spíš krokodýl, se zdá být triviální. To je ovšem naprostý omyl, se kterým rychle skoncuje už první náhled do fosilního záznamu. V dnešní době opeřených tyrannosaurů, megalosauroidů a ptakopánvých je docela lehké zapomenout na to, že ještě v 80. letech se ozývaly hlasy, podle nichž mají žijící krokodýli k ptákům daleko blíž než kterýkoli dinosaur (Martin et al. 1980; Whetstone & Whybrow 1983). Hypotéza vůbec nebyla tak šílená, jak se může zdát: autoři pro ni nějaké podpůrné osteologické znaky našli, což je samo o sobě velkým pokrokem oproti předchozí "pseudosuchianní" teorii, jež spojovala ptáky s ranými archosauriformy typu euparkerie čistě na základě toho, že tyto taxony nevykazovaly žádné "ne-ptačí" specializace. Jen se časem ukázalo, že těchto znaků není zdaleka tolik jako těch, které ptáky spojují s některými skupinami dinosaurů. Přesto známe dost fosilií na to, abychom mohli říct, že hranice mezi ptáky a krokodýly je daleko méně ostrá, než by srovnání aligátora a zebřičky mohlo naznačovat. Některé taxony z krokodýlí kmenové linie (= taxony, kteří jsou krokodýlům příbuzní blíže než kterékoli jiné žijící skupině) byli agilní dvojnožci; parakrokodylomorf Effigia je např. téměř k nerozeznání od teropodních dinosaurů z kladu Ornithomimidae (Nesbitt 2007), jejichž jméno znamená "imitátoři ptáků". I žijící krokodýli navíc klamou vzhledem: pod pancířem z osteodermů se skrývá pozoruhodně ptačí průtoková dýchací soustava se vzdušnými vaky (Sanders & Farmer 2012) a dokonce i jejich ektotermie ("studenokrevnost") může být druhotná (Seymour et al. 2004).
    Krokodýli a ptáci jsou si zkrátka stále velmi podobní a občas je proto obtížné určit, kterým z nich je nějaká fosilie bližší. Gauthier (1984, 1986) např. považoval taxony Ornithosuchidae a Euparkeria za nejbazálnější zástupce pan-Aves, tj. ptačí linie archosaurů. Časem se ale ukázalo, že ani jeden z nich sem ve skutečnosti nepatří; na ornitosuchidy dnes pohlížíme jako na nejbazálnější zástupce Crurotarsi, tedy krokodýlí linie (Nesbitt 2011) a Euparkeria dokonce stojí mimo archosauří korunní klad, takže má k ptákům fylogeneticky dál než krokodýli. Scleromochlus byl v různých dobách označován buď za primitivního dinosaura (Romer 1966), krokodylomorfa (Walker 1970), nejbližšího příbuzného pterosaurů (Nesbitt 2011), nebo nejbazálnějšího zástupce pan-Aves vůbec (Benton 1999).
    Ještě jeden taxon by se ale mohl z pan-Aves přesunout jinam – a přesun by to byl daleko významnější než v případech uvedených výše, protože se týká daleko rozmanitějšího taxonu s unikátní morfologií, který ve svém prostředí neměl po velkou část druhohor žádnou konkurenci. Řeč je samozřejmě o pterosaurech.

Jakému taxonu jsou pterosauři nejblíž příbuzní? Kandidáti jsou na obrázcích výše; pokud hypotéza navrhuje sesterský vztah mezi pterosaury a nějakou širší skupinou, snažil jsem se vybírat vždy co možná nejbazálnějšího zástupce této skupiny. Vlevo Scleromochlus, kterého většina fylogenetických analýz odkrývá jako nejbazálnějšího pterosauromorfa (např. Nesbitt 2011), na rekonstrukci Johna Sibbicka. Vpravo nahoře Erythrosuchus, raný archosauriform a jeden z nejbazálnějších zástupců sesterské skupiny pterosaurů podle alternativní hypotézy (např. Bennett 1996). Vpravo dole Hypuronector, nejranější zástupce skupiny Drepanosauromorpha (Renesto et al. 2010), což jsou pravděpodobně bazální (non-archosauriformní) archosauromorfové, minimálně jednou odkrytí jako sesterský taxon pterosaurů (Renesto & Binelli 2006). S blízkým příbuzenstvím hypuronektora a pterosaurů souhlasí i Dave Peters na reptileevolution.com, který je ale – mezi řadou jiných šílených výsledků – oba klade do lepidosauromorfů. (Modifikováno z novataxa.blogspot.com [vlevo] a upload.wikimedia.org [vpravo]) 

2. Pterosauři: pan-aviani, "prolacertiformové", nebo divné ještěrky?

    Před tím, než do paleontologie vstoupila fylogenetika, nebyla tato otázka nijak problematická. Pterosauři se prostě vyvinuli z neznámých "tekodontů" (Romer 1966). Ještě předtím se paleontologové pokoušeli ve fosilním záznamu hledat přímé předky pozdějších skupin – Huene (1914) v případě pterosaurů narazil na poměrně nadějného kandidáta v podobě již výše zmíněného skleromochla.
    Nástup kladistiky pohřbil jak vágní romerogramy, tak i hledání přímých předků. Vývoj to nicméně byl dlouhý a pozvolný. Pravděpodobně s prvním opravdu důkladným přezkoumáním pterosauří fylogenetické pozice přišel Wild (1978, 1983, 1984). Jak poznamenává Bennett (1996), tato práce vyšla dřív, než kladistika konečně rozřešila příbuzenské vztahy mezi různými skupinami sauropsidů. Wild ještě nevěděl, že většinu diapsidů lze rozdělit na lepidosauromorfy (hatérie, šupinatí a jejich vymřelí příbuzní) a archosauromorfy, uvnitř kterých stojí na bazální pozici Prolacerta, Mesochus a další taxony, zatímco Erythrosuchus nebo Proterochampsa jsou blíže příbuzní archosaurům sensu stricto, (dinosauři včetně ptáků a "pseudosuchové" včetně krokodýlů). Svrchnotriasoví pterosauři – Preondactylus, Peteinosaurus, Eudimorphodon – už přišli Wildovi příliš diverzifikovaní a odlišní od sebe navzájem, a proto usoudil, že skupina musela vzniknout už daleko dříve, zřejmě ve svrchním permu nebo spodním triasu. Pak ale nemohli být jejími předky "pseudosuchiani" (~ Crurotarsi bez žijících krokodýlů a jejich nejbližších příbuzných) ani "tekodonti" (~ Archosauriformes minus dinosauři, pterosauři, krokodýli a někteří pseudosuchiani), protože obě skupiny se údajně vyvíjely teprve ve svrchním triasu spolu s pterosaury. (Dnes víme, že to není pravda: k oddělení ptačí a krokodýlí větvě archosaurů a s tím i ke vzniku "pseudosuchianů" došlo skoro přesně na přelomu permu a triasu, z čehož vyplývá, že archosauriformové čili "tekodonti" musejí být permského stáří.) Wild (1978) proto navrhl, že se pterosauři oddělili přímo z "eosuchianů", což je nonmonofyletická směska bazálních lepidosauromorfů a archosauromorfů (Gauthier et al. 1988a), a později tuto hypotézu upřesnil s tím, že obzvlášť blízko zřejmě mají k "prolacertiformům" (což je opět nonmonofyletické uskupení, zahrnující bazální archosauromorfy stojící mimo Archosauriformes).
    Benton (1982, 1984, 1985) přišel s polo-kladistickou metodologií, která byla pro tuto dobu v paleontologii obratlovců poměrně běžná: své hypotézy už prezentoval formou stromků a každý uzel na nich podkládal výčtem synapomorfií, ale ještě numericky netestoval, zda jsou jeho stromky vzhledem k těmto znakům optimální. Benton přijal Wildovu hypotézu, podle níž pterosauři vyvinuli předočnicové okno konvergentně s archosauriformy, a zatímco některé synapomorfie kladu Archosauromorpha u pterosaurů našel, jiné jim chyběly a v některých případech dokonce skupina sdílela znaky s lepidosauromorfy (osifikovaná prsní kost, zvláštní způsob kloubení sternálních žeber). Celkem logickým závěrem tedy bylo, že pterosauři jsou sesterskou skupinou ke všem ostatním archosauromorfům; jak je ale uvedeno výše, algoritmicky jej Benton neotestoval.

Jeden z raných názorů na fylogenetickou pozici pterosaurů, v tomto případě od Bentona (a) 1982, (b) 1984, (c) 1985. Všimněme si, jak dynamické období ve fylogenetice fosilních diapsidů to bylo: během pouhých tří let se práce jediného autora posunuly od romerogramů s bublinami, čárkovanými liniemi a otazníky, které vládly "evoluční systematice" od dob Simpsona a Romera, k moderním fylogenetickým stromům. První diagram nám toho ještě nic moc neukazuje, zbylé dva už ale plně rozeznávají dělení diapsidů na archosauromorfy a lepidosauromorfy, přičemž pterosauři jednoznačně zamířili na bázi první skupiny. (Modifikováno z Benton 1982: Figure 1, Benton 1984: Figure 2 a Benton 1985: Figure 4)

    Bentonovu sérii studií ale rychle zastínil nově se vynořující pohled na věc, související jak s "dinosauří renezancí", tak i vstupem algoritmické fylogenetiky do paleontologie. Podle něj pterosauři nejenže patří do Archosauriformes, ale i do korunního kladu Archosauria, a to konkrétně do jeho ptačí linie – pan-Aves – a mají tedy velice blízko k dinosaurům. Rozhodující pro široké přijetí této hypotézy byly dvě studie: Gauthierova gigantická dizertace, obsahující první velkoškálovou kladistickou analýzu diapsidů, která určila směřování oboru po následující roky (Gauthier 1984), a Padianova studie morfologie pterosauřích zadních končetin, podle níž byli pterosauři bipedi schopní obratného pohybu po zemi a na zemi také započala evoluce jejich letu (Padian 1984) – úplně stejná kombinace, která se sotva začínala prosazovat ve studiu ptačí evoluce. Gauthier (1984) dokonce ve své analýze odkryl pterosaury jako bližší příbuzné dinosaurů, než měl být Lagosuchus, a klad (Dinosauria + Pterosauria) pojmenoval Ornithotarsi. V pozdější analýze však tuto hypotézu i jméno zavrhl a lagosucha, pterosaury a dinosaura kladl do nerozřešené trichotomie (Gauthier 1986: Figure 7). Dnes víme, že pterosauři mají k dinosaurům dál než nejen "Lagosuchus" (= Marasuchus), ale i silesauridi nebo lagerpetidi (Nesbitt et al. 2010; Nesbitt 2011).
    Od doby Gauthierových přelomových studií vylezli pterosauři uvnitř ptačí větve archosaurů, a tedy v blízkosti dinosaurů, téměř v každé fylogenetické analýze (Sereno & Arcucci 1990; Sereno 1991; Juul 1994; Benton 1999, 2004; Nesbitt et al. 2010; Nesbitt 2011). Svou dřívější hypotézu o sesterském vztahu pterosaurů a všech zbylých archosauromorfů navíc brzy zavrhl i Benton (Benton & Clark 1988; Benton 1990). Zajímavější je ale samozřejmě sledovat výjimky, které se od tohoto pohledu odchýlily. Pravděpodobně prvním "narušitelem" byl Gardiner (1982) se svou bizarní hypotzézou "Haemothermia", podle níž jsou nejbližšími žijícími příbuznými ptáků savci a nikoli krokodýli. Gardiner vyznával zvláštní systematickou filozofii, podle níž by se měly nejprve rekonstruovat příbuzenské vztahy výhradně žijících taxonů a ty potom použít jako rámec, do nějž budou dosazovány fosilie – aniž by jim bylo povoleno na těchto vztazích cokoli změnit. O Gardinerově hypotéze, která především převracela na hlavu sto let amniotí systematiky, se ve své době dosti mluvilo i v souvislosti s dinosauřím původem ptáků (Thulborn 1984) a s pterosaury (Schoch 1984). Při dosazování fosilií totiž autor pterosaury zařadil do "kohorty" Aves v rámci "nadkohorty" Haemothermia, zatímco dinosauři i "tekodonti" zůstali v "nadkohortě" Archosauria (viz např. tady) Gauthier et al. (1988b) nicméně roztrhali na kousky každý podpůrný znak, který Gardiner pro "hémotermy" přinesl, a ukázali, že zahrnutí fosilií je v tomto případě zcela zásadní. Blízkému příbuzenství pterosaurů s dinosaury oponovalo na konci 80. a začátku 90. let mnoho dalších autorů, vždy ale nepřímo a bez kladistické analýzy (viz Bennett 1996:264 pro seznam citací). Argumentem jim byla hlavně kritika Padianovy teorie o evoluci pterosauřího letu či pochyby o homologii předočnicového okna pterosaurů a archosauriformů (např. Wellnhofer 1991).
    Bennett (1996) přišel s fylogenetickou analýzou archosauromorfů založenou na 126 morfologických znacích (jako outgroup byli použiti lepidosauromorfové jako celek), která pterosaury opět odkryla na jejich nyní už klasické pozici: klad (Pterosauria + Scleromochlus) byl sesterskou skupinou ke kladu ("Lagosuchus" + Dinosauria) v rámci ptačí linie archosaurů. Autor byl ovšem s tímto výsledkem nespokojený. Pterosaury a dinosauromorfy shlukovaly dohromady výhradně znaky zadních končetin související s pohybem po dvou nohou umístěných kolmo pod tělem. Odmyslíme-li si pohybové adaptace, pak už si nijak zvlášť podobné nejsou ani jejich zadní končetiny (u pterosaurů lýtková kost přirůstá k té holenní a nekontaktuje kotník, kosti hlezenní a patní srůstají se sebou navzájem a s tibií a prst V nejenže není redukovaný, ale dokonce protáhlý a specializovaný – u dinosaurů je tomu ve všech případech přesně naopak), natožpak ostatní části těla. Znaky, které se zdají být funkčně nezávislé, se u pterosaurů a dinosaurů neshodují. Proto Bennett přejel analýzu ještě s několika modifikacemi, při nichž znaky nohou sjednocující obě skupiny buď 1) kódoval tak, aby pterosauři měli samostatný znakový stav; 2) kódoval u pterosaurů jako "chybějící data"; nebo 3) odstranil. Všechny 3 modifikované analýzy vyprodukovaly tytéž dva nejúspornější stromy, v nichž pterosauři stáli na sesterské pozici ke kladu zahrnujícímu erytrosuchidy, proterochampsidy, euparkerii a archosaury – byli tedy nejbazálnějšími zástupci Archosauriformes hned po proterosuchidech.

Jeden ze dvou nejúspornějších kladogramů, který Bennett (1996) získal aplikací všech tří procedur popsaných výše (sporné znaky u pterosaurů kódovány jako autapomorfie, chybějící data, nebo zcela odstraněny). Druhý strom se lišil pouze pozicí parasuchů, kteří se stali sesterskou skupinou kladu (Suchia + pan-Aves); autor jej ale považoval za důsledek "destabilizace" analýzy způsobené zahrnutím skleromochla a k přetištění proto zvolil topologii, která vzešla z analýzy bez tohoto taxonu. Pterosauři stojí blízko báze Archosauriformes (Proterosuchidae + Archosauria) na obou stromech, tato jejich pozice ale není příliš pevná. (Zdroj: Bennett 2012: Figure 3)

    Přiblížit pterosaury o jeden uzel archosaurům (tak, aby si prohodili pozici s erytrosuchidy) nebo z nich udělat sesterský taxon kladu (Euparkeria + Archosauria) by stálo jen jeden krok navíc oproti nejúspornějšímu stromu, ale Bennett tyto výsledky zamítl, protože je podporuje méně jednoznačných synapomorfií a vyžadují více reverzálů u pterosaurů. Přemístění pterosaurů na pozici sesterskou ke zbytku Archosauromorpha, jako to navrhoval Benton (1985) a vlastně i Wild (1978), by už ale stálo 17 dalších kroků. Zajímavé je, že k pterosaurům se na bázi archosauriformů nepřesunul Scleromochlus, obvykle považovaný za jejich nejbližšího příbuzného (viz výše) – oba taxony totiž spojovaly opět jen znaky zadních končetin. Bennett (1996:302) toto téma uzavřel s poměrně silnými výroky: "Therefore, for the present analyses the sister-group relationship with the Erythrosuchidae + Proterochampsidae + Euparkeria + Archosauria seems to be the best supported hypothesis of relationships. [...] The results [...] form a strong argument against a pterosaur-dinosauromorph sister-group relationship and an Ornithodira in the sense of Gauthier (1984, 1986)."
    Jak ukazují citace uvedené výše, Bennettova hypotéza si velkou podporu nezískala a jeho argumenty na další roky zapadly. Ani potom ale nezůstala pterosauří pozice v pan-Aves nezpochybněna. Peters (2000) upravil tři různé datové matice (mezi nimi i tu Bennettovu), přidal kosesaura, longiskvamu a šarovipteryga – právě poukazování na divnou morfologii těchto taxonů je to nejbližší k vlastní teorii o původu ptáků, s čím kdy dokázal přijít BAND – a pterosauři mu vyšli uvnitř skupiny "Prolacertiformes" (zřejmě polyfyletické; viz Modesto & Sues 2004), tedy zhruba tam, kde je viděl Wild (1978). Peters je ale v archosauří paleontologii nechvalně známou postavou: legendárním se hlavně na Dinosaur Mailing Listu stal způsob, jímž získává data pro své analýzy a který by šlo nejlépe popsat jako "systematická pareidolie". Jak je skvěle patrné z jeho webu reptileevolution.com, hyperdetailní analýzy lo-res obrázků umožňují Petersovi nalézat na pterosauřích fosiliích fantastické laloky, výběžky na hlavách i ocase nebo třeba embrya v břišních dutinách, které tam nikdo jiný nevidí. To by ještě problém nebyl; problémem je až to, že tam prostě nejsou – jak ukáže nejen osobní přezkoumání fosilií, ale třeba i fotografie s jen o trochu vyšším rozlišením. V Prehistory Times to ukázal sám Bennett (2005), když vedle Petersových rekonstrukcí přetiskl detailní fotky fosilií, na nichž byly tyto rekonstrukce založeny – v jednom obzvlášť zábavném případě se Petersovo pterosauří mládě ukázalo být soustavou škrábanců od preparátora. A protože stejné metody autor použil i k získání osteologických dat do své analýzy, není divu, že Hone & Benton (2007) při jejím přezkoumání našli tolik chybných kódování, že se žádný závěr vyvozený z této matice nedal brát vážně. Své "prolacertiformní" pterosaury od té doby opustil i sám Peters, ovšem ve prospěch možnosti ještě nepravděpodobnější: pterosauři jsou podle ní lepidosauři a nejenže tak mají blíž k šupinatým (hadům, leguánům, varanům) než k ptákům či krokodýlům, ale mají k nim blíž než hatérie (!). Tuto hypotézu autor propaguje nejen na okraji recenzované literatury (viz např. Peters 2007), ale především na výše uvedeném webu. Ten díky šikovnému SEO okupuje přední pozice ve výsledcích vyhledávání mnoha pojmů souvisejících s evolucí amniot, na což Darren Naish na Tetrapod Zoology před nedávnem zareagoval článkem "Why the world has to ignore ReptileEvolution.com".
    Konečně posledními, kdo dokázali vyřadit pterosaury z pan-Aves pomocí fylogenetické analýzy, byli Renesto & Binelli (2006) ve své revizi drepanosauridů – podivné skupiny, která může stejně tak dobře spadat mezi bazální archosauromorfy jako úplně mimo klad (Archosauromorpha + Lepidosauromorpha). Druhou z těchto možností podpořil Senter (2004), a Renesto s Binellim zkusili, co se stane, když do jeho datové matice dosadí eudimorfodona coby zástupce ptakoještěrů. Eudimorphodon se skutečně družil právě s drepanosauridy, ale nijak s jejich pozicí nepohnul, což znamená, že se sám dostal mimo diapsidy – ze všech kdy navržených fylogenetických pozic je tahle suverénně nejextrémnější. Ptakoještěři by s ní měli k ptákům nejen dál než krokodýli, ale dokonce dál než šupinatí či hatérie. Renesto a Binelli sami tuto možnost nepovažovali za pravděpodobnou, a aktualizace Senterovy matice vyústilo v přenesení celé skupiny (Drepanosauridae + Pterosauria) na sesterskou pozici vůči archosauriformům. Fylogenetická pozice pterosaurů navíc ani nebyla hlavním tématem studie; autoři jen na podporu svého výsledku citují Bennetta (1996) – ne už ale Peterse (2000), s nímž se přitom shodovali ještě lépe. Do své další a podrobnější studie o drepanosauridech už Renesto et al. (2010) pterosaury nezahrnuli.
    Žádná z výše uvedených studií ale neměla příliš velký dopad. Není to přitom tak, že by je pterosaurologové ignorovali, naopak: přišli s vlastními protistudiemi. Hone & Benton (2007) už byli zmíněni výše; krom Peterse věnovali pár odstavců i Bennettovi (1996). Celá "re-analýza" jeho datasetu (který je vlastně bezproblémový, protože bez dalších úprav vyhazuje pterosaury uvnitř pan-Aves) sestávala z konstatování, že homologie by se neměly určovat a priori. Lepší kritiku Bennettovy práce dodali Nesbitt & Hone (2010), kteří údajné primitivní znaky ptakoještěrů (chybějící předočnicové a externí mandibulární okno, absence vroubkovaných zubů, absence čtvrtého chocholíku na femuru) přehodnotili podle nových objevů a zjistili, že ač je výskyt těchto znaků u báze pterosaurů často komplexní, nikdy zcela nechybí – a neodporují tak jejich zahrnutí do Archosauriformes a Archosauria. Pan-avianní pozici ptakoještěrů konečně odkryl i Nesbitt (2011) ve své loňské monstrózní analýze archosauriformů, a s jeho 412 znaky je těžké se přít.
    Otázkou tedy je, zda se Bennett (2012) nepouští do předem ztraceného boje, když opět oživuje myšlenku ptakoještěrů coby bazálních archosauriformů.

3. Inkongruence a kurzorialita

    Autor svou studii začíná sympaticky – ohlíží se zpět za svou studií z roku 1996 ve světle dnešního porovnávání morfologických a molekulárních fylogenezí. Právě díky případům, kdy jsou tyto zdroje dat ve vzájemném konfliktu, se totiž zrodily metody k rozeznávání inkongruencí v sadách morfologických dat – většinou je to totiž morfologie, která se v takových případech mýlí. Citování jsou dokonce i Scotland et al. (2003) a jejich návrh na to, aby se na morfologická data kladl menší důraz ve srovnání s molekulami, a – což se mi líbí – neděje se tak s pobouřením, ale implicitním souhlasem. Problém je v tom, že u fosilií je nám takové doporučení k ničemu, takže musíme zvolit složitější cestu: rozdělit morfologický dataset do oddílů, ty porovnat a dívat se přitom po případných inkongruencích.
    Bennett ukazuje, kdy takový postup pomohl. Naylor & Adams (2001) díky němu např. dokázali odhalit špatné kódování: jelikož jejich zubní znaky kódovaly jednu a tutéž věc různými způsoby, ve srovnání s ostatními znaky jí vlastně udělovali větší váhu, což způsobovalo inkongruenci jak s ostatní morfologií, tak i s molekulami. Nejzajímavější se mu ale zdají být případy, kdy rozdělení datasetu na oddíly (partitioning) umožnilo eliminovat vliv konvergentní evoluce, tedy nezávislých adaptací na stejné prostředí, které mohou být zaměněny za homologie. Přináší příklady z řad obojživelníků, parazitických vosiček a kachen, kde všude morfologické analýzy svedla na scestí konvergence, a cituje studii, která ukázala, jak takové případy rozpoznat (Wiens et al. 2003). Podle Wiense a spol. je situace podezřelá tehdy, když 1) taxony shlukované dohromady morfologickou fylogenetikou obývají stejné prostředí; 2) znaky, které je sjednocují dohromady, souvisejí s tímto prostředím; a 3) existují důkazy pro alternativní fylogenetickou hypotézu, v níž tyto taxony pohromadě nestojí – nejlépe pak molekulární. Poslední podmínka se u fosilií opět musí obejít, a to rozdělením morfologického datasetu do nezávislých oddílů, z nichž jeden vyhradíme "podezřelým" znakům a otestujeme, jak dobře se shoduje s těmi ostatními (individuálně i kolektivně).
    A právě to Bennett udělal s maticí ze své studie z roku 1996. 14 znaků zadních končetin, které jsou spojeny s rychlým, prstochodným (digitigrádním) pohybem po dvou nohách, byly vyčleněny do tzv. kurzoriálního oddílu. Zbytek matice byl rozdělen na kraniální oddíl (43 znaků), postkraniální oddíl (pouze osová kostra a – jsou-li přítomny – osteodermy; 14 znaků), oddíl předních končetin (včetně ramenního pletence; 22 znaků) a oddíl zadních končetin (včetně pánevního pletence a mimo znaky zahrnuté do kurzoriálního oddílu; 33 znaků). Bez jakýchkoli zásadních změn (opravy se dočkal pouze jeden znak u skleromochla) pak přistoupil k fylogenetické analýze. V některých ohledech je výhodou, že datové matice morfologických fylogenetických analýz bývají droboučké (Bennett analyzuje 126 znaků pro 19 taxonů; srovnejme to třeba s nedávnou molekulární studií fylogeneze Neoaves, která použila 539 526 znaků pro 33 taxonů) – aspoň je totiž možné provést hromady dílčích analýz, které by s většími datasety nebyly výpočetně a časově zvládnutelné. Bennett tedy analyzuje 1) všechny oddíly dohromady, 2) každý jeden oddíl zvlášť, 3) každé dva oddíly proti sobě, 4) každý jeden oddíl proti všem zbývajícím znakům a 5) analýzy 3, 4 ještě opakuje nad 14 různými verzemi datové matice, z nichž byl odstraněn 1 taxon "vyššího řádu" (autor tedy neumázaval jednotlivé pterosaury ani "prolacertiformy", ale jen tyto skupiny jako celek). Na závěr metodologické sekce ještě nastiňuje názvosloví, které bude v dalším textu používat (a já s ním). Ukazují se zde limity fylogenetické nomenklatury: definice sice zaručují, že taxon bude za všech okolností monofyletický, ale už mu nedokážou zajistit stabilní obsah. Občas je ale užitečné mít nějakou skupinu taxonů, která monofyletická být může a nemusí – jinými slovy, pojmenovávat spíše hypotézy než klady. Právě to Bennett dělá: pod jménem Ornithodira napříč svou studií rozumí hypotézu, že dinosauři, pterosauři a pár drobných mezilehlých taxonů (Lagerpetidae, Marasuchus, Silesauridae) mají blíž k sobě navzájem než ke kterémukoli jinému archosauromorfovi.
    Výsledky vypadají takto:

Pozice pterosaurů v rámci skupiny Archosauromorpha (lepidosauromorfové byli použiti jen jako outgroup). (A) kompletní dataset; (B) kraniální oddíl; (C) postkraniální oddíl; (D) oddíl předních končetin; (E) oddíl zadních končetin; (F) kurzoriální oddíl. (A) zachycuje konsenzus tří nejkratších stromů, zbylé kladogramy jsou 50% většinovým konsenzem z bootstrapové analýzy s 1000 pseudoreplikáty. Pořadí taxonů odshora dolů je schválně drženo stejné, aby šlo snáze porovnat topologické rozdíly. (Zdroj: Bennett 2012: Figure 1)

    Analýza celého datasetu hypotézu Ornithodira stále podporuje; na tom se nic nezměnilo. Podíváme-li se na jednotlivé oddíly, zjistíme, že ji podporuje pouze kurzoriální oddíl. Postkraniální oddíl a oddíl zadních končetin nám o pterosauří pozici nic moc neříkají, protože většina archosauriformů v nich formuje jednu velkou polytomii, a kraniální oddíl spolu s oddílem předních končetin hypotéze Ornithodira vyloženě odporují, jelikož kladou pterosaury mimo korunní klad archosaurů. Neshodnou se sice, zda jsou pterosauři bazálnější (= od archosaurů vzdálenější) než erytrosuchidi, ale je vidět, že podpora pro pan-avianní pterosauři je zcela tažena znaky kurzoriálního oddílu. Jediný významný rozdíl mezi bootstrapovými stromy a nejkratšími stromy (které otištěny nejsou) najdeme u postkraniálního oddílu, kde se na striktním konsenzu dvou nejkratších stromů objevuje klad (Pterosauria + Scleromochlus) v sesterském vztahu ke kladu (Euparkeria + Archosauria). Nepřekvapí tedy, že kurzoriální oddíl byl na hladině významnosti α = 0,01 inkongruentní právě s oddílem předních končetin a lebky. Bennett zmiňuje, že na rozdíl od Naylora a Adamse (2001) neaplikuje Bonferroniho korekci, protože nehledá známky inkongruence obecně, ale chce jen "demonstrovat" nesoulad kurzoriálních znaků s ostatními daty (což nehezky zavání biasem, ale budiž). Ten se navíc skutečně omezuje jen na pozici pterosaurů; jakmile je odstraníme, všechna inkongruence zmizí. Odstranění žádného z 13 ostatních taxonů takový efekt nemělo.
    Bennett uznává, že svévolné odstranění či překódování 11 znaků podporujících hypotézu Ornithodira v jeho analýze z roku 1996 je těžké metodologicky ospravedlnit, a proto byl při výběru znaků do svého kurzoriálního oddílu opatrnější. Použil seznam znaků, které podle Padiana (1980, 1983) korelují s aktivním, digitigrádním pohybem po dvou nohou – od dob Seeleyho (1901) byla Padianova dizertace (Padian 1980) první prací, která právě takový pohyb pro pterosaury navrhla. Jak Bennett konstatuje, Padian předpokládal, že pterosauři byli ve všech aspektech své biologie v zásadě podobní ptákům, a jeho pohled byl vlastně aplikací Ostromových teorií o původu ptačího letu na pterosaury. Padian (1980, 1983) přišel se seznamem 9 znaků, které měly s aktivním, běhavým pohybem korelovat:
  • stehenní kost lehce prohnutá do oblouku
  • holenní kost delší než stehenní
  • stehenní kost se dvěma kondyly (mediálním a laterálním), odděleným výrazným interkondylárním žlábkem
  • redukovaná lýtková kost přirostlá ke kosti holenní
  • mezotarzální stavba kotníku
  • kompaktní nárt (metatarzus) ve spojení s našlapováním na prsty (digitigrádní postoj)
  • nárt protáhlý v porovnání s holenní kostí
  • "chodidlo" symetrické podle středové osy
  • redukce postranních prstů zadní končetiny
    Všechny tyto znaky Bennett (1996, 2012) do svých analýz zahrnul, přičemž mezotarzální kloub rozkódoval na řadu dalších znaků a kompaktní nárt oddělil od digitigrádního pohybu. Výsledkem je, že Padianův seznam odpovídá plným 14 znakům v matici (což je ještě víc než oněch 11, které Bennett shledal podezřelými v původní studii), které jsou nyní vyčleněny do kurzoriálního oddílu.

4. Konvergence, "pseudokonvergence" a pochybná kódování

    Autor ukazuje, že přijmeme-li Padianovu hypotézu o pterosaurech coby prstochodných dvounožcích (která se přitom od 80. let dočkala výrazné kritiky; dnes je mainstreamovou teorií pterosauří kvadrupedie), pak jsme splnili 1. kritérium Wiense a spol. (2003): pterosauři i dinosauři obývali prostředí selektující pro hbitý digitigrádní pohyb po dvou. Stejně tak je naplněno i 2. kritérium, protože analýzy individuálních oddílů ukazují, že pterosaury staví vedle dinosaurů právě znaky kurzoriálního oddílu. Konečně analýzy znaků z předních končetin, lebky a částečně i postkraniální osové kostry ukazují, že pterosauři a dinosauři si blízce příbuzní nejsou, takže odškrtnout si můžeme i 3. podmínku. Pterosauři jsou fylogeneticky dinosaurům poměrně vzdálení a analýzy ukazující opak uvedla v omyl konvergence. Problém je ovšem právě v tom, co už bylo uvedeno výše: pterosauři prstochodní bipedi zřejmě nebyli, a pak je těžko mohou s dinosaury sjednocovat znaky související s prstochodnou bipedií. Rozsáhlé důkazy ze sérií stop (především ichnotaxonu Pteraichnus) ukazuje, že pterosauři se po zemi pohybovali po všech čtyřech a našlapovali křídelními prsty plus celým chodidlem končetin zadních (Unwin 1997; Mazin et al. 2003; viz i článek Marka Wittona na pterosaur.net). Znamená to, že protože pterosauři a dinosauři neměli na čem konvergovat, nemusíme se o pan-avianní pozici první skupiny bát?
    Podle Bennetta ne. To, že dané znaky nevznikly konvergentní evolucí, ještě neznamená, že nejsou homoplastické. A právě tady mě Bennett trochu ztrácí. Ačkoli výše uvedené konstatování je nepochybně pravdivé, bez konvergentní evoluce už nemáme pádný důvod k víře, že homoplastické jsou. Autor jde navíc dál a upravuje si kritéria Wiense a spol. pro případy, kdy jsou dvě skupiny chybně sjednocovány morfologickými znaky, které byly selektovány v odlišných prostředích pro odlišné funkce – což Bennett nazývá "pseudokonvergencí". Naneštěstí to působí trochu jako násilné napasování dat na předem přijatý závěr. Bennett zde navíc dělá reklamu své hypotéze, podle níž pterosauří let začal skákáním v korunách stromů (Bennett 1997) – abych byl ale k autorovi férový, minimálně jeho pozorování, že zadní nohy pterosaurů byly adaptovány ke skokům, je skutečně podpořeno řadou dalších studií (Habib 2008; Witton & Habib 2010). Jeho reformulace podmínek Wiense a spol. pro případy "pseudokonvergence" mu každopádně umožňuje konstatovat, že stavba zadních končetin pterosaurů je s tou dinosauří homoplastická tak jako tak, ať už byla selektována pro přeskakování větví nebo běhavý pohyb po zemi.
    V další části práce Bennett posouvá text skoro až do osobní roviny, když popisuje, jak mu trvalo několik let, než pochopil, co Benton (1999) v reakci na jeho studii z roku 1996 myslel svým návrhem, že "each rejected character should have been retested on specimens for homology or non-homology and a precise anatomical conclusion given". Nakonec si to v e-mailu s Bentonem vyjasnili, a Bennett se tedy pokusil vyzkoumat, zda se pod povrchní podobností pterosaurů a dinosaurů ve výše zmíněných 14 znacích náhodou neskrývají nenápadné známky nezávislé evoluce. Nejprve ale chtěl přezkoumat, zda jsou tyto znaky vůbec nezávislé – zda náhodou jednu věc neváží vícenásobným kódováním. Došel k závěru, že ano: jejich odvozené znakové stavy buď zpevňují koleno a kotník a omezují jejich rotaci, což umožňuje ustát namáhání způsobené skákáním nebo během; nebo zvyšují délku končetin, což se opět může hodit pro běh a skoky; nebo jde o vedlejší efekty prvních dvou případů. Ze 14 znaků mu 9 vyšlo jako vzájemně korelovaných a tím pádem přiřazujících větší váhu jedinému znaku základnímu. Autor je ale ještě podrobně reviduje jeden po druhém, kombinuje a reformuluje do nové datové matice.
    Zakřivení stehenní kosti do oblouku je patrné u odvozených, na zemi zjevně docela obratných pterosaurů typu dsungariptera, u těch bazálních ale zas tolik ne. Bennett tady cituje eudimorfodona a karniadaktyla, ale i anurognátidy, s čímž mám problém. Ačkoli je autor nazývá sesterskou skupinou všech dalších pterosaurů, tuto pozici podporují prakticky výhradně analýzy Kellnerova datasetu (Kellner 2003; Wang et al. 2008), který – jak už jsem o tom na blogu několikrát psal – je už skoro deset let jednou ze dvou soupeřících datových matic, na nichž pterosauří fylogenetické studie obvykle stavějí. Fylogenetické analýzy založené na Unwinově datasetu (např. Lü et al. 2009) ani rozbory kombinující oba zdroje dat (Andres et al. 2010) nic takového neodhalili, a Andres a spol. dokonce silně podpořili hypotézu, že anurognátidi mají ve skutečnosti velice blízko k odvozeným pterodaktyloidům. Bennett se v této pasáži ovšem dopouští ještě něčeho daleko horšího:
Because of that, plus the fact that it is not clear how much bowing is enough to warrant coding a taxon as exhibiting the derived state, plus the fact that any femoral bowing evolved pseudoconvergently in dinosaurs and pterosaurs, bowing will be ignored and the character simplified to: ‘Femoral shaft curvature. States: 0 = not markedly sigmoid; 1 = sigmoid’, with the Proterochampsidae, Euparkeria, Parasuchia, and Suchia coded 1 and the remaining taxa coded 0.

Bennett 2012:8 (online preprint); zvýraznění je moje
    Stejná formulace se opakuje ještě při diskuzi o redukované lýtkové kosti nebo prodloužení kostí zadních končetin. Odkud ale Bennett bere tu nebetyčnou jistotu? Normální postup je samozřejmě nechat analýzu otestovat a) vzájemný vztah dinosaurů a pterosaurů plus b) ancestrální stav příslušného znaku (což se může udělat buď najednou, jako u parsimonie, nebo odděleně, jako v parametrických analýzách), a až podle toho rozhodnout, zda je pro obě skupiny homoplastický. Bennett ale místo toho homoplazii předpokládá ještě před analýzou, a to dokonce o stupínek extrémněji, než to udělala třeba často kritizovaná kladistická studie z pera BANDitů (James & Pourtless 2009). Zatímco James a Pourtless předpoklad homoplazie začlenili "jen" do kódování znaků (= řídili se jím tedy při rozhodování, zda pro ten či onen taxon napsat do příslušného sloupce nulu nebo jedničku), Bennett jej vtahuje přímo do definování znaků. Předpokládá, co má otestovat.
    Lepší už jsou jeho argumenty ohledně stavby kolenního kloubu. V zásadě navrhuje nahradit dichotomii "stehenní kost s dvěma kondyly na distální části" / "bez dvou kondylů na distální části" informativnějším dělením na tři znakové stavy. Není totiž dvoukondylové koleno jako dvoukondylové koleno: jeden typ má distální konec stehenní kosti téměř oválný, s příčnou šířkou méně než dvakrát přesahující anteroposteriorní délku, nese tři kondyly (krom mediálního a laterálního ještě fibulární) a proximální konec holenní kosti (trojúhelníkovitě tvarovaný) nesrůstá s proximální částí kosti lýtkové; zatímco druhý typ má distální konec femuru ve tvaru písmene D s příčnou šířkou zhruba dvakrát tak velkou jako anteroposteriorní délka, nese jen dva kondyly a proximální části holenní a lýtkové kosti srůstají do kloubící plošky zhruba obdélníkového tvaru. Stejný postup autor aplikuje u mezotarzálního kotníkového kloubu. I ten je možno rozdělit na dva znakové stavy, odpovídající dvěma odlišným morfotypům. V jednom z nich hlezenní kost (astragalus) a patní kostí (kalkaneem) nesrůstají se sebou navzájem ani s holenní a/nebo lýtkovou kostí, příčná šírka obou elementů je zhruba dvakrát tak velká jako jejich anteroposteriorní délka, na boční části proximálního kloubícího povrchu kotníkového kloubu se podílí výhradně patní kost a mezi hlezenní a patní kostí na jedné straně a prostředními nártními kosti (metatarzály) na straně druhé se klene mezera nezaplněná žádnými kostěnými elementy. V druhém typu astragalus a kalkaneum srůstají dohromady a s holenní kostí (a to už poměrně brzy v ontogenezi), čímž se stávají jejími distálními kondyly; příčná šířka astragalokalkanea je přibližně stejná jako jeho délka; patní kost tvoří jen zadní půlku laterálního kondylu holenní kosti (který zde máme místo kloubícího povrchu – je zřejmé, že srůstem kotníkových kostí s lýtkem nám kotníkový kloub jako takový zaniká) a dva klínovitě tvarované distální tarzály zakrývají celou šířku astragalokalkanea.

(Je asi zřejmé, že Bennett vytvořil příšerně složitý slepenec mnoha znaků, které nejsou zjevně závislé. Mickey Mortimer využil svých encyklopedických znalostí teropodí anatomie a fylogenetiky a ukázal, že nakódovat pro takový znak herrerasaura – jakožto jednoho z nejranějších dinosaurů vůbec docela relevantního – by bylo zhola nemožné: některé z dílčích podmínek splňuje, jiné ne).

    Obruba ("flange") na spodní straně hlezenní kosti údajně zákonitě chybí u všech odvozených mezotarzálních kotníků, a tak opět dodává tomuto znaku nepatřičnou váhu. OK, to bych ještě bral – ale místo toho, aby Bennett znak úplně vyřadil nebo jej shrnul pod rozšířenou formulaci mezotarzálního kloubu, začíná kouzlit s kódováním úplně jako BANDiti. To není urážka, Bennettovy metody mi zde skutečně velmi připomínají postup, který zvolili James & Pourtless (2009) při svém kladistickém "testu" dinosauřího původu ptáků: autoři všechny znaky sjednocující ptáky s teropody kódovali jako "?", což je chybné až nepoctivé – toto kódování je obvykle vyhrazeno znakům, jejichž stav nejsme zjistit, typicky z důvodu absence příslušného fosilního materiálu.
[...] though it is coded as present in Euparkeria, Parasuchia, Suchia and Ornithosuchidae in addition to ornithodirans sensu Gauthier, with respect to ornithodirans sensu Gauthier, its absence functions as unintentional additional weighting of Char. 115. Although the formulation will remain unchanged, ‘Ventral flange of astragalus. States: 0 = present; 1 = absent’, the coding will be modified such that Marasuchus, Dinosauria, Scleromochlus and the Pterosauria are coded X in order to remove the weighting.

Bennett 2012:9 (online preprint)
    Všimněme si, že autorovi je úplně jedno, kde všude ještě spodní příruba astragalu chybí, jeho zajímají jen pterosauromorfové a dinosauromorfové. Místo toho, aby znak prostě vyřadil, ponechává si jej, ale kóduje pro obě skupiny "missing data" – otazníková aféra se tedy opakuje a zase jednou někdo předstírá, že data chybí tam, kde nechybí. Stejného zacházení se ještě dočká znak číslo 87, což je ve skutečnosti znakový komplex popsatelný nejlépe jako "krokodýlí stavba kotníku" – kódovaný buď jako chybějící (0), nebo jako přítomný (1). Podle Bennetta tento znak kóduje totéž, jako pět znaků spjatých s mezotarzálním kotníkem, akorát že opačně: taxon, který má u jednoho znaku 0, bude mít v tom druhém 1 a naopak. S tím sice není nic v nepořádku – o moc víc než různé variace na mezotarzální a krurotarzální čili "krokodýlí" typ kotníku u archosauriformů skutečně nenajdeme (Benton 2004) –, ale místo aby se autor duplicity zbavil, zbytečný znak si ponechává a opět dává pterosaurům, skleromochlovi a dinosauriformům "missing data". Podobnou věc Bennett provádí ještě s dvěma dalšími kotníkovými znaky (posteriorní rýha na hlezenní kosti, relativní příčná šířka 4. distálního tarzálu), zde je ovšem jeho odůvodnění ještě kouzelnější: protože byly kódovány jako přítomné pouze u Ornithodira, je jasné, že musejí nepatřičně vážit nějaký jiný, už použitý znak. Pouhá informace o tom, u jakých taxonů se znak vyskytuje, nám zjevně dokáže říct, jaký je jeho vztah k dalším znakům. Stavba kotníkového kloubu končí jako znakový megakomplex se 4 stavy: "primitivně mezotarzální" kotník raných archosauriformů (viz Benton 2004) je 0, krurotarzální kotník krokodýlí větve archosaurů 1, pokročile mezotarzální kotník dinosauriformů a skleromochla 2 a pokročile mezotarzální kotník pterosaurů 3. Bennett tady vlastně nedělá nic sofistikovanějšího než ve své analýze z roku 1996: stále dává pterosaurům vlastní, autapomorfický znakový stav pro znaky, které by je jinak sjednocovaly s dinosaury. Akorát se snaží, aby to vypadalo trochu méně arbitrárně.
    Znaky související s ptačí nohou autor opět shrnuje do jednoho komplexu. Otázkou je, zda je to nutně správně: eliminovat korelující znaky je jistě ušlechtilý cíl, jeden však musí nutně váhat nad tím, zda např. počet funkčních (váhu nesoucích) prstů a způsob našlapování (digitigrádní verzus plantigrádní) jsou skutečně natolik závislé na sobě navzájem, že je neospravedlnitelné držet je v matici zvlášť. (Pro srovnání: Lagerpeton, Marasuchus a Tawa jsou všichni digitigrádní, bipední dinosauromorfové, první taxon byl ale funkčně dvouprstý [Sereno & Arcucci 1994], druhý tříprstý [Arcucci 1997] a třetí čtyřprstý (Nesbitt et al. 2009a; Brusatte et al. 2010: Electronic Supplementary Material].) Bennett každopádně opět dělí nohu do dvou základních typů, z nichž jeden je funkčně pětiprstý, prstochodný, s kompaktním nártem, téměř shodnými délkami metatarzálů I až IV, a kontaktem mezi distálními tarzály a všemi pěti metatarzály; a ten druhý je funkčně tříprstý, digitigrádní, s metatarzály II až IV o rozdílné délce a mezerou mezi prostředními metatarzály a kostí hlezenní. Stojí za zmínku, že navzdory vší snaze o odstranění "nepatřičného vážení" jde už o druhý znak, kde v popisu jednotlivých stavů najdeme typ kontaktu mezi metatarzály a distálními tarzály.
    Už jsem zmínil, že na znaky týkajících se vzájemných proporcí kostí zadní končetiny, a tedy i jejího celkového prodloužení, byl opět aplikován příšerný ne-argument, že se u dinosaurů a pterosaurů "evolved convergently or pseudoconvergently" (Bennett 2012:10). Proto – a taky proto, že jde jen o další adaptaci na běhání a/nebo skákání – je autor z matice vyřadil. Z celého kurzoriálního oddílu o 14 znacích mu tak nakonec zbylo znaků pět:
  • zakřivení stehenní kosti
  • koleno s dvěma kondyly na distální části stehenní kosti
  • kotníkový kloub
  • ventrální obruba hlezenní kosti
  • celková morfologie nohy a postura
    Asi těžko překvapí, že analýza čtyř původních oddílů spolu s takto osekaným oddílem kurzoriálním už nám pan-avianní pterosaury nevyhodí. Jak nejúspornější stromy (jsou 4 a mají podezřele vysoký konzistenční index: 0,71*), tak i většinový konsenzus z bootstrapových pseudoreplikátů ukazují pterosaury mimo pan-Aves i Archosauria (viz níže).

*Konzistenční index (CI) udává míru homoplazie; jde o poměr mezi počtem kroků na ideálním stromě bez homoplazie a na skutečném nejúspornějším kladogramu. Pokud CI = 1, v analýze žádná homoplazie není, což při analýzách většího než směšně malého počtu znaků zpravidla není možné a naznačuje to, že autor si znaky pečlivě vybral tak, aby seděly na předem přijatou hypotézou. S tím, jak se CI blíží nule, množství homoplazie roste. 0,71 je pořád poměrně hodně a vyvolává to jisté podezření: Nesbitt (2011) měl ve své analýze archosauriformů CI = 0,375.

Analýza opraveného datasetu, v němž bylo 14 znaků kurzoriálního oddílu poslepováno do 5 nových znaků. (A) striktní konsenzus 4 nejúspornějších stromů. (B) 50% většinový konsenzus z 1000 bootstrapových pseudoreplikátů. Do jak archaických časů se vracíme s datovou maticí, na níž je analýza založena, ukazují např. pan-avianní ornitosuchidi: toto příbuzenství bylo vyvráceno krátce po Gauthierovi (1986) a dnes je Ornithosuchidae považováno za nejbazálnějšího člena Crurotarsi, tedy krokodýlí větve archosaurů, kam patří i Suchia a Parasuchia. Pterosauři už nejsou archosauři, ale (...dramatická pouza...) za jakou cenu? (Zdroj: Bennett 2012: Figure 2)

    Bennett má v záloze ještě jedno překvapení, i když jej zmiňuje spíš jen tak mimochodem. Přichystal si totiž ještě matici rozšířenou, ve které ke své nynější, opravené matici přidává ještě 18 znaků od Bentona (1999) a Renesta a Binneliho (2006). S nimi celkový počet znaků narůstá na 144; toto číslo je ale podvod, neboť některé znaky byly kompletně umazány a Bennettovi se nechtělo matici přečíslovávat, takže je nahradil pomlčkami. Co se týče pozice pterosaurů, změnila se jen tím, že podle rozšířené matice je ještě o uzel bazálnější: pterosauři jsou od archosaurů ještě dál než erytrosuchidi a stávají se tedy nejbazálnějšími archosauriformy hned po proterosuchidech – jinými slovy, dostávají se na úplně stejnou pozici, ve které je měl Bennett (1996).

5. Jak dostat pterosaury z pan-Aves a racionalizovat si nedostatek znaků

    Nový a zrevidovaný kurzoriální oddíl už není inkongruentní se zbytkem dat, protože z něj zmizel (ačkoli přesnější by možno bylo říct "byl vymlácen") veškerý signál podporují blízké příbuzenství pterosaurů a dinosaurů. Bennett je v pasážích diskutujících výsledky analýzy viditelně nadšený: když "prokázal", že jeho analýzu z roku '96 svedly na scestí homoplazie, současně tím prokázal i zavádějící vliv homoplazií na analýzy Gauthiera (1984, 1986) a Serena (1991; Sereno & Arcucci 1990), z nichž svou matici vystavěl, a potažmo i novější rozbory jiných autorů, kteří také stavěli na znacích z těchto studií (Benton 1999; Hone & Benton 2007; Nesbitt et al. 2009b; Nesbitt 2011). Řada z těchto analýz (Benton 1999; Nesbitt et al. 2009b) se dále provinila tím, že jako outgroup používala euparkerii – která, přijmeme-li bazálně archosauriformní postavení pterosaurů, ve skutečnosti leží uvnitř kladu Dinosauria + Pterosauria, ne vně – a nezahrnula znaky, které pterosaury s bazálními archosauriformy sjednocují, jako třeba zuby na kosti patrové. (Zde je dobré připomenout, že znaky sjednocující cokoli s parafyletickým uskupením typu "bazálních archosauriformů" musejí být nutně pleziomorfie; snad by bylo vhodnější mluvit v tomto případě o zahrnutí znaků, které pterosaury nesjednocují s dinosaury). Podle Bennetta jsou tato pochybení natolik vážná, že znemožňují samotné odhalení problému: kdyby Nesbitt nebo další otestovali své datasety na inkongruenci, asi by žádnou podstatnou nenašli.
    Což jej přivádí k další kritice nynějších fylogenetických analýz, kde už mě ztrácí zcela – a evidentně ztratil i Mickeyho Mortimera. Nejprve si přezíravě odfrkne nad předpokladem, že analýza s více daty je lepší analýza, což ještě samo o sobě tak pohoršlivé není. Zrovna parsimonii, která stále dinosauří paleontologii a morfologické fylogenetice obecně navzdory dostupnosti lepších metod dominuje, hrozí riziko sklouznutí do Felsensteinovy zóny statistické nekonzistence, v níž přidání dalších dat jen sníží šanci dosáhnout správného výsledku. (V souvislosti s morfologií se o tom moc nemluví, ale vyloučit to nelze ani tam: viz Wiens & Hollingsworth 2000.) Dál si Bennett stěžuje, že navýšení počtu znaků se většinou dosahuje "atomizací" morfologie: dělením celků na stále menší a podle jeho názoru irelevantnější znaky. Jako příklad uvádí právě Nesbitta (2011), mou oblíbenou práci, která má na léta dopředu zajištěnou pozici standardní referenční práce pro fylogenezi archosauriformů. Jen z hlezenní a patní kosti Nesbitt nashromáždil 30 znaků a Bennett jeden z nich cituje coby ukázku jejich irelevance:
[...] for example the shape of the anteromedial corner of the astragalus: acute or obtuse. It is absurd that the angle of the corner, a few degrees this way or that has the same weight in an analysis as the presence of an antorbital fenestra, a calcaneal tuber or a pteroid bone.

Bennett 2012:11 (online preprint)
    Jinak řečeno, Bennett se chce vrátit zpátky do dob, kdy systematici rozpoznávali "důležité" znaky od "nedůležitých" a podle toho jim přikládali patřičnou váhu. Ve svých maticích to tak konec konců dělá; několik přechodů mezi znakovými stavy označuje za ireverzibilní, včetně např. vzniku předočnicového okna (M. Mortimer ještě jednou: "Who knew alligators were impossible?"). Osobně jsem velkým příznivcem vážení znaků, ale v té formě, v jaké se vyskytuje v dnešních parametrických analýzách: odhadnout (nebo samplovat) hodnotu (hodnoty) parametru určujícího tvar Γ-rozdělení pro rychlost evoluce znaků, převést výsledné rozdělení na omezený počet diskrétních kategorií, spočítat pravděpodobnost znaku pod každou z těchto kategorií a tyto pravděpodobnosti sečíst. Provedením sumace přes jednotlivé kategorie eliminujeme potřebu spekulovat o tom, který znak se vyvíjí pomaleji a který rychleji (= kterému můžeme víc věřit), jak tak rád činí Bennett.
    Autor se také chlubí tím, že jeho rozšířený dataset zahrnuje i znaky, které nesouvisejí s kurzorialitou a přesto byly vydávány za podporu kladu (Pterosauria + Dinosauria), nebo znaky, které Renesto & Binelli (2006) odkryli coby synapomorfie pterosaurů s drepanosauridy. Ani jedna z případných non-kurzoriálních synapomorfií Ornithodira – lebka delší než 50% délky předkřížové části páteře, zvětšené drápy na prvních třech prstech ruky – nevykompenzovala množství pleziomorfií stahujících pterosaury na bázi Archosauriformes. Argumentuje také, že i další typické znaky ornitodirů, jako třeba zvýšený počet křížových obratlů, mohou být klidně pseudokonvergence. Dinosaurům i pterosaurům mohl větší počet křížových obratlů zpevňovat napojení zadních končetin na páteř, ale zatímco dinosauři toto zpěvnění využili při bipedním pohybu a hlavně pak běhu, kvadrupedním pterosaurům mělo opět pomoci ve skákání ze stromu na strom. Evoluční scénáře, kterými Bennett odvysvětluje "pseudokonvergentní" dlouhý preacetabulární výběžek kyčelní kosti a zvětšené unguály na prstech ruky I-III, potom skutečně dávají vzpomenout na doby dávno minulé:
The `Kiplingesque' stories are going back to their prephylogenetic position: to represent the primary tracks of phylogeny, identified prior to analysis.

Zrzavý 2001:161
6. Závěr

    Z výše uvedeného je asi jasné, že mě Bennett o nové pozici pro pterosaury nepřesvědčil a vyškrtnout je z blogu nazvaného pan-Aves nepřiměl. Stejně jako M. Mortimer jsem příznivcem alternativního přístupu, totiž shromáždit tolik dat, kolik je jen možné, třeba i tou kritizovanou "atomizací" morfologie. Morfologické znaky si fylogenetik nejprve musí sám vymezit – nejsou někde pohodlně "předpřipravené" jako ty molekulární – a je samozřejmě potřeba dávat si pozor na to, aby datová matice nepřetékala korelovanými znaky kódujícími několikrát jednu věc pod různými jmény. To, co předvádí Bennett, je ale druhý extrém: problém určitě nevyřešíme slepováním znaků do obrovských a složitých znakových komplexů, navíc prováděném na základě pochybných evolučních scénářů o konvergentní evoluci či adaptivním významu a doplněném ještě pochybnějšími předpoklady o ireverzibilitě některých obzvlášť "zásadních" znaků. Bennettových pochybení je o to větší škoda, že problém identifikovaný v jeho původní datové matici – veškeré znaky spojující pterosaury s dinosauromorfy tak či onak souvisejí s kurzorialitou – je reálný, zajímavý a jistou nervozitu ohledně pterosauřího postavení v pan-Aves nepochybně vyvolává. Problém spočívá v tom, že ohnout celou analýzu podle předem přijatého předpokladu, že pterosauři do pan-Aves nepatří, lze jen stěží uznat za objektivní test hypotézy a upřímný pokus eliminovat inkongruenci v datové matici.
    Na takových pokusech přitom samo o sobě není nic špatného a osobně bych byl přímo nadšen, kdyby se testy kongruence a sofistikovanější analýzy obecně (včetně např. porovnávání výsledků parsimonie a parametrických metod) objevovaly ve fylogenetice vymřelých archosaurů častěji. Mnoho nešvarů, které Bennett tepe, je bezesporu skutečných: volba outgroup často znemožňuje férové testování některých hypotéz. Vezmeme-li aspoň na chvíli vážně Petersovy spekulace, pak ani lepidosauromorfové nepředstavují bezpečnou outgroup, a hledání fylogenetické pozice pterosaurů se rázem stává problémem velkoškálové fylogeneze sauropsidů, k jehož rozřešení jsou nutné celé nové sady znaků. Otázkou ale je, zda pterosaury s dinosaury skutečně nesjednocují žádné jiné znaky než ty související s kurzorialitou. Nesbitt (2011) šest takových uvádí a pro nadřazené klady typu archosaurů či archosaurů plus euparkerie (do nichž pterosauři patří v pan-avianní hypotéze, ale ne v té Bennettově) lze najít i některé další. Zjištění, že monofylii Ornithodira nepodporují jiné znaky než ty kurzoriální, tedy může být platné jen pro Bennettovu matici – a být tedy artefaktem její malé velikosti. To ale nezjistíme, dokud matici nerozšíříme, a právě tomu se autor vehementně brání. Nezbývá tedy než počkat na studii, v níž budou testy inkongruence a jiné sofistikované metody aplikovány na matici podstatně rozsáhlejší a objektivněji kódovanou, než je ta Bennettova.

Zdroje:

0 komentářů:

Okomentovat

Povolené tagy:
- <b>tučně</b> = tučně
- <i>kurzíva</i> = kurzíva
- <a href="http://pan-aves.blogspot.com/">pan-Aves</a> = pan-Aves
Podporuje $\mathrm{\LaTeX}$ pro matematické vzorce.