Ο κρυμμένος κανόνας για τα φτερά πτήσης και πώς θα μπορούσε να αποκαλύψει ποιοι δεινόσαυροι θα μπορούσαν να πετάξουν

By | February 13, 2024

Αυτό το άρθρο έχει ελεγχθεί σύμφωνα με τη διαδικασία σύνταξης και τις πολιτικές του Science X. Οι συντάκτες έχουν δώσει έμφαση στα ακόλουθα χαρακτηριστικά διασφαλίζοντας παράλληλα την αξιοπιστία του περιεχομένου:

επαληθευμένα γεγονότα

δημοσίευση με κριτές

αξιόπιστη πηγή

ξαναδιάβασε


Το φτερό, που τονίζει τα φτερά πτήσης, του Lark του Temminck. Πίστωση: Yossef Kiat

× Κλείσε


Το φτερό, που τονίζει τα φτερά πτήσης, του Lark του Temminck. Πίστωση: Yossef Kiat

Τα πουλιά μπορούν να πετάξουν, τουλάχιστον τα περισσότερα από αυτά. Τα πουλιά χωρίς πτήση, όπως οι πιγκουίνοι και οι στρουθοκάμηλοι, έχουν εξελίξει τρόπους ζωής που δεν απαιτούν πτήση. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν πολλά για το πώς διαφέρουν τα φτερά και τα φτερά των πτηνών που δεν πετούν από αυτά των αερομεταφερόμενων ξαδέλφων τους.

Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό PNAS, οι επιστήμονες εξέτασαν εκατοντάδες πουλιά σε συλλογές μουσείων και ανακάλυψαν μια σειρά από χαρακτηριστικά φτερών που έχουν κοινά όλα τα πουλιά που πετούν. Αυτοί οι «κανόνες» παρέχουν ενδείξεις για το πώς οι δεινόσαυροι, πρόγονοι των σύγχρονων πτηνών, εξέλιξαν για πρώτη φορά την ικανότητα να πετούν και ποιοι δεινόσαυροι ήταν ικανοί να πετάξουν.

Δεν έγιναν όλοι οι δεινόσαυροι πουλιά, αλλά όλα τα ζωντανά πουλιά είναι δεινόσαυροι. Τα πουλιά ανήκουν στην ομάδα των δεινοσαύρων που επέζησαν όταν ένας αστεροειδής χτύπησε τη Γη πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια. Πολύ πριν από την πρόσκρουση του αστεροειδούς, ορισμένα μέλη μιας ομάδας δεινοσαύρων που ονομάζονται Penneraptorans άρχισαν να αναπτύσσουν φτερά και την ικανότητα να πετούν.

Τα μέλη της ομάδας Penneraptoran άρχισαν να αναπτύσσουν φτερά πριν προλάβουν να πετάξουν. Ο αρχικός σκοπός των φτερών θα μπορούσε να ήταν η μόνωση ή η προσέλκυση συντρόφων. Για παράδειγμα, το Velociraptor είχε φτερά, αλλά δεν μπορούσε να πετάξει.

Φυσικά, οι επιστήμονες δεν μπορούν να πηδήξουν σε μια χρονομηχανή στην Κρητιδική για να δουν αν οι ταχύμετροι θα μπορούσαν να πετάξουν. Αντίθετα, οι παλαιοντολόγοι βασίζονται σε ενδείξεις στους απολιθωμένους σκελετούς των ζώων, όπως το μέγεθος και το σχήμα των οστών και των τριγώνων των χεριών/φτερών, καθώς και το σχήμα των διατηρημένων φτερών, για να προσδιορίσουν ποια είδη ήταν ικανά να πετάξουν με πραγματική δύναμη. Για παράδειγμα, τα μακρά κύρια φτερά στις άκρες των φτερών των πτηνών είναι ασύμμετρα στα πουλιά που μπορούν να πετάξουν, αλλά συμμετρικά στα πουλιά που δεν μπορούν.


Τα κύρια φτερά ενός πιγκουίνου. Πίστωση: Yossef Kiat

× Κλείσε


Τα κύρια φτερά ενός πιγκουίνου. Πίστωση: Yossef Kiat

Η αναζήτηση ενδείξεων σχετικά με την πτήση δεινοσαύρων οδήγησε σε μια συνεργασία μεταξύ του Jingmai O’Connor, παλαιοντολόγο στο Field Museum στο Σικάγο, και του Yosef Kiat, ενός μεταδιδακτορικού ερευνητή στο Field.

«Ο Yosef, ένας ορνιθολόγος, μελετούσε χαρακτηριστικά όπως τον αριθμό των διαφορετικών τύπων φτερών σε σχέση με το μήκος του οστού του βραχίονα στο οποίο συνδέονται και τον βαθμό ασυμμετρίας των φτερών πτήσης των πτηνών», είπε ο O’Connor. συνεργάτης του μουσείου. επιμελήτρια απολιθωμάτων ερπετών, με ειδίκευση στους ξυπνητές νωρίς.

«Μέσω της συνεργασίας μας, ο Yosef είναι σε θέση να παρακολουθήσει αυτά τα χαρακτηριστικά σε απολιθώματα ηλικίας 160 έως 120 εκατομμυρίων ετών και ως εκ τούτου να μελετήσει την πρώιμη εξελικτική ιστορία των φτερών».

Ο Kiat ανέλαβε μια μελέτη για τα φτερά κάθε τάξης ζωντανών πτηνών, εξετάζοντας δείγματα 346 διαφορετικών ειδών που φυλάσσονται σε μουσεία σε όλο τον κόσμο. Παρατηρώντας τα φτερά και τα φτερά των κολιμπρί, γερακιών, πιγκουίνων και πελεκάνων, παρατήρησε μια σειρά από σταθερά χαρακτηριστικά μεταξύ των ειδών που μπορούν να πετάξουν.

Για παράδειγμα, εκτός από τα ασύμμετρα φτερά, όλα τα ιπτάμενα πτηνά είχαν από εννέα έως 11 κύρια φτερά. Μεταξύ των πτηνών που δεν πετούν, ο αριθμός ποικίλλει πολύ: οι πιγκουίνοι έχουν περισσότερους από 40, ενώ οι emus δεν έχουν κανένα. Αυτός είναι ένας απατηλά απλός κανόνας που φαίνεται να περνά απαρατήρητος από τους επιστήμονες.

“Είναι πραγματικά εκπληκτικό το γεγονός ότι με τόσα πολλά στυλ πτήσης που μπορούν να βρεθούν στα σύγχρονα πουλιά, όλα μοιράζονται αυτό το χαρακτηριστικό ότι έχουν από εννέα έως 11 κύρια φτερά”, λέει ο Kiat. «Και εξεπλάγην που κανείς δεν φαινόταν να το είχε βρει αυτό πριν».


Απολίθωμα που δείχνει το φτερό και τα φτερά του προϊστορικού πουλιού Confuciusornis. Πίστωση: Yossef Kiat

× Κλείσε


Απολίθωμα που δείχνει το φτερό και τα φτερά του προϊστορικού πουλιού Confuciusornis. Πίστωση: Yossef Kiat

Εφαρμόζοντας τις πληροφορίες σχετικά με τον αριθμό των πρωταρχικών φτερών στο συνολικό οικογενειακό δέντρο των πτηνών, οι Kiat και O’Connor διαπίστωσαν επίσης ότι χρειάζεται πολύς χρόνος για τα πουλιά να αναπτύξουν διαφορετικούς αριθμούς πρωταρχικών φτερών. “Αυτό το χαρακτηριστικό αλλάζει μόνο μετά από πολύ μεγάλες γεωλογικές περιόδους”, λέει ο O’Connor. «Χρειάζεται πολύς χρόνος για να δράσει η εξέλιξη σε αυτό το χαρακτηριστικό και να το τροποποιήσει».

Εκτός από τα σύγχρονα πουλιά, οι ερευνητές εξέτασαν επίσης 65 απολιθώματα που αντιπροσωπεύουν 35 διαφορετικά είδη φτερωτών δεινοσαύρων και εξαφανισμένων πτηνών. Εφαρμόζοντας ευρήματα από σύγχρονα πτηνά, οι ερευνητές μπόρεσαν να επεκτείνουν πληροφορίες από απολιθώματα. «Βασικά, μπορείτε να δείτε την επικάλυψη στον αριθμό των πρωταρχικών φτερών και το σχήμα αυτών των φτερών για να προσδιορίσετε εάν ένα απολιθωμένο πουλί θα μπορούσε να πετάξει και αν οι πρόγονοί του μπορούσαν να πετάξουν», λέει ο O’Connor.

Για παράδειγμα, οι ερευνητές μελέτησαν τον φτερωτό δεινόσαυρο Caudipteryx. Το Caudipteryx είχε εννέα κύρια φτερά, αλλά αυτά τα φτερά είναι σχεδόν συμμετρικά και οι αναλογίες των φτερών του θα έκαναν αδύνατη την πτήση. Οι ερευνητές είπαν ότι ήταν πιθανό ότι ο Caudipteryx είχε έναν πρόγονο που μπορούσε να πετάξει, αλλά αυτό το χαρακτηριστικό είχε χαθεί μέχρι τη στιγμή που ο Caudipteryx έφτασε στη σκηνή.

Επειδή χρειάζεται πολύς χρόνος για να αλλάξει ο αριθμός των πρωταρχικών φτερών, το Caudipteryx χωρίς πτήση διατήρησε και τα εννέα κύρια φτερά. Εν τω μεταξύ, τα φτερά άλλων φτερωτών απολιθωμάτων φάνηκαν έτοιμα να πετάξουν, συμπεριλαμβανομένων εκείνων του πρώτου γνωστού πουλιού, του Archeopteryx, και του Microraptor, ενός μικροσκοπικού, τετράπτερου δεινοσαύρου που δεν είναι άμεσος πρόγονος των σύγχρονων πτηνών.


Οι συλλογές Black Warblers in the Field Museum που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή τη μελέτη. Πίστωση: Yossef Kiat

× Κλείσε


Οι συλλογές Black Warblers in the Field Museum που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή τη μελέτη. Πίστωση: Yossef Kiat


Απολίθωμα που δείχνει τα φτερά και τα φτερά του δεινοσαύρου Microraptor. Πίστωση: Yossef Kiat

× Κλείσε


Απολίθωμα που δείχνει τα φτερά και τα φτερά του δεινοσαύρου Microraptor. Πίστωση: Yossef Kiat







Προχωρώντας περαιτέρω, αυτά τα δεδομένα θα μπορούσαν να ενημερώσουν τη συζήτηση μεταξύ των επιστημόνων για την προέλευση της πτήσης δεινοσαύρων. «Μόλις πρόσφατα οι επιστήμονες συνειδητοποίησαν ότι τα πουλιά δεν είναι οι μόνοι ιπτάμενοι δεινόσαυροι», λέει ο O’Connor.

“Και υπήρξαν συζητήσεις σχετικά με το εάν η πτήση εξελίχθηκε μόνο μία φορά σε δεινόσαυρους ή πολλές φορές. Τα αποτελέσματά μας φαίνεται να υποδηλώνουν ότι η πτήση εξελίχθηκε μόνο μία φορά στους δεινόσαυρους, αλλά πρέπει πραγματικά να αναγνωρίσουμε ότι η κατανόησή μας για την πτήση σε δεινόσαυρους μόλις αρχίζει και πιθανώς να μας λείπουν ακόμη μερικά από τα πρώτα βήματα στην εξέλιξη των φτερωτών φτερών.

“Η μελέτη μας, η οποία συνδυάζει παλαιοντολογικά δεδομένα που βασίζονται σε απολιθώματα εξαφανισμένων ειδών με πληροφορίες για τα πουλιά που ζουν σήμερα, παρέχει ενδιαφέρουσες πληροφορίες για τα φτερά και το φτέρωμα, μια από τις πιο ενδιαφέρουσες εξελικτικές καινοτομίες μεταξύ των σπονδυλωτών. Έτσι, μας βοηθά να μάθουμε περισσότερα για την εξέλιξη των αυτοί οι δεινόσαυροι και τονίζει τη σημασία της ενσωμάτωσης της γνώσης από διαφορετικές πηγές για την καλύτερη κατανόηση των εξελικτικών διαδικασιών», εξηγεί η Kiat.

«Οι δεινόσαυροι Theropod, συμπεριλαμβανομένων των πτηνών, είναι μια από τις πιο επιτυχημένες γενεαλογίες σπονδυλωτών στον πλανήτη μας», λέει ο O’Connor.

“Ένας από τους λόγους για τους οποίους είναι τόσο επιτυχημένοι είναι η πτήση τους. Ένας από τους άλλους λόγους είναι πιθανώς τα φτερά τους, επειδή υπάρχουν τόσο ευέλικτες δομές. Επομένως, οποιαδήποτε πληροφορία μπορεί να μας βοηθήσει να καταλάβουμε πώς αυτά τα δύο σημαντικά χαρακτηριστικά συνεξελίχθηκαν και οδήγησαν σε αυτή η τεράστια επιτυχία είναι πραγματικά σημαντική.

Περισσότερες πληροφορίες:
Kiat, Yosef et al, Λειτουργικοί περιορισμοί στον αριθμό και το σχήμα των φτερών πτήσης, Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών (2024). DOI: 10.1073/pnas.2306639121

Πληροφορίες περιοδικού:
Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *