Kunstners fortolkning af pterosaur, der er beskrevet i den nye undersøgelse.Illustration: Zhang Yuan
Fjer var almindelige blandt dinosaurer, men forskerne er ikke sikker, hvis pels-lignende belægninger af pterosaurs—en gruppe af flyvende krybdyr,—var af samme slags, set på dinos og fugle eller noget helt andet. Opdagelsen af to udsøgte fossiler i Kina nu foreslår, pterosaurer var dækket af fjer, potentielt skubbe tilbage til oprindelsen af denne kritisk vigtige evolutionære funktion af 70 millioner år.
Pterosaurs levede mellem 230 millioner og 66 millioner år siden, og de var de første hvirveldyr at opnå ægte flagrende flugt. Disse gamle væsener levede sammen med dinosaurerne, og selv om de er ofte repræsenteret i medier og i film, forskerne faktisk ved meget lidt om dem. Fossile beviser antyder, at de var dækket i pycnofibres—en fuzzy, pels-lignende belægning—men palæontologer er opdelt på, hvorvidt disse belægninger, der var magen til den fjedrede hud belægninger ses på dinosaurer og fugle, eller hvis pterosaur pycnofibres repræsenteret noget andet helt.
Ny forskning udført af palæontologer fra Bristol Universitet, Nanjing Universitet, University College Cork, og flere andre institutioner, viser nu, at pterosaurs fremhævede ikke én, men fire forskellige typer af fjer. Den nye undersøgelse, der er offentliggjort i dag i Naturen, Økologi Og Evolution, foreslår pycnofibres er ægte fjer, skubbe tilbage oprindelse fjer med omkring 70 millioner år.
For at være klar, disse fjer, der ikke er som dem, vi ser på dagens fugle. I tilfælde af pterosaurer, tre af de fire fjer typer var filament-baseret, optræder som enten hår-lignende strukturer, bundter eller totter. Den fjerde art blev mere fortrolig ned fjer. Forfatterne til den nye undersøgelse, ledet af Michael Benton fra University of Bristol, sagde, at det primære formål med disse fjer, der blev til isolering, men de kunne også have været brugt til diskussion sensing, camouflage, og aerodynamik (men ikke fly).
Disse resultater er baseret på to fossile eksemplarer fundet på et site i Indre Mongoliet—et site, der også givet beviser for gamle søer, fisk, insekter, salamandre og dinosaurer. De to pterosaurer, som kan dateres tilbage til omkring 160 millioner til 165 millioner år siden, blev udvalgt til undersøgelsen, fordi de var usædvanligt velbevaret og “helt dækket af pels,” i ord af Benton. Hvad mere er, at fossiler var ikke belagt, hvilket betyder at forskerne ikke havde dækket dem i en beskyttende belægning som en lak. “Vi har brug for en ren overflade for vores undersøgelser,” Benton fortalte Gizmodo. De to arter er Anurognathids, en familie af pterosaurer. Begge er små, sandsynligvis unge, med wingspans ikke længere end 35 cm (90 cm). De to prøver er sandsynligt enten Jeholopterus ningchengensis eller Dendrorhynchoides curvidentatus.
De forskere, der anvendes fire forskellige teknikker til at studere fossiler, herunder konventionelle mikroskoper, scanning elektron mikroskoper, fluorescens-mikroskopi, og laser-stimuleret fluorescens billeddannelse. Sammen, disse teknikker, der gjorde det muligt for forskerne at studere de fine strukturer på mikroskopiske skalaer og peer inde fossiler sig selv. Det er bemærkelsesværdigt, at forskerne var i stand til at observere melanosomer—et trådløst organel, der syntetiserer melanin pigment—inde i fjerene, hvilket tyder på, at disse væsener havde en ingefær-brun farve.
Forskere havde tidligere foreslået eksistensen af kun en enkelt type af pycnofibre, men den nye undersøgelse tyder på tilstedeværelse af mindst fire. Forskerne nåede frem til denne konklusion efter at fokusere på områder inden for de fossile hvor de fjer, der ikke overlapper hinanden, og hvor de fjer strukturer var klart synlige. Ingen anatomiske beviser tyder på, at disse strukturer var en eller anden måde er forskellige fra dem, fugle, dinosaurer blev opdaget, førende forskere til at konkludere, at en enkelt evolutionære oprindelse af fjer, omkring 250 millioner år siden, længe før fremkomsten af fugle.
Disse påståede pterosaur fjer kan dateres tilbage til Midten Jurassic, omkring 160 millioner til 170 millioner år siden. Nogle af de ældste kendte fjer i de fossile record date tilbage til den samme periode, men forskellen her er, at forekomsten af disse fjer, og de dyr, de pyntet, blev sat ind på det evolutionære træ (altså en fylogenetisk analyse). Denne analyse forventes oprindelsen af fjer tilbage til den fælles forfader til pterosaurs og dinosaurer, nemlig ornithischians (plante-spise dinosaurer) og theropoder (to-benede kødædende dinosaurer og de forfædre af alle fugle)—en forgrening, der fandt sted i tidlig Trias, for omkring 250 millioner år siden.
“Vi ved nu, at fjer opstod længe før fugle, og for isolering. Hvad vi ikke ved er, at de sandsynligvis var en fælles struktur på tværs af alle dinosaurer, samt pterosaurer,” siger Benton. “Dette bringer deres oprindelse dybere i tiden til Begyndelsen af Trias, når livet var ved at komme fra ødelæggelsen af den Perm masseudryddelse.”
Palæontolog Armita Manafzadeh fra Brown University, der ikke er affilieret med den nye undersøgelse, siger forskerne’ tilgang til at studere disse fossiler var “bemærkelsesværdigt integrativ” og en “gold standard” for denne form for analyse.
“De brugte fire supplerende metoder til at analysere ikke kun formen, men også for cellulær og kemiske sammensætning af pycnofibers, der giver os et langt mere indgående forståelse af pterosaur integumentær [skin] strukturer end nogensinde før,” Manafzadeh fortalte Gizmodo. “Dette arbejde går til at vise os, at der syntetiserer forskellige metoder, der kan hjælpe os med at udtrække tidligere utilgængelige data fra fossiler—og også, at vi stadig har en masse til venstre for at lære om pterosaurer,” sagde hun.
“Jeg tror, at de viser en gang for alle, at pterosaurs havde fjer, ligesom fugle, og ligesom mange dinosaurer.”
Steve Brusatte, en palæontolog ved University of Bristol, der ikke var involveret i den nye undersøgelse sagde disse to nye fossiler er “utroligt” vigtigt.
“Jeg tror, at de viser en gang for alle, at pterosaurs havde fjer, ligesom fugle, og ligesom mange dinosaurer,” Brusatte fortalte Gizmodo. “Hvis du blot har kigget på de bløde strukturer på disse pterosaurer, og vidste ikke noget om det skelet, de var knyttet til, vil du tro, at de var fra en raptor dinosaur. Hvis pterosaurs havde fjer, der betyder, at fjer, som sandsynligvis ikke var en dinosaur innovation, men blev først udviklet i en dybere forfader på stamtræet. Vi er virkelig nødt til at reimagine verden af Mesozoikum, som er fyldt med mange typer af flagrende, fluffy væsener på jorden og i himlen.”
Benton forventer, at nogle pushback fra sine kolleger, men han siger, at hans hold er forskning taler for sig selv.
“Nogle vil sige, [pycnofibres] ikke hår eller fjer, men strimlet actinofrobrils (wing styrke fibre)—vi siger, de er ikke begrænset til vingerne, men over det hele,” sagde han. “Nogle vil sige, at vi tager fejl, og ingen af dem viser nogen forgrening—vi siger: kig på billederne og prøver, og kig efter flere prøver. Nogle vil sige, fjer opstod uafhængigt tre eller fire gange—pterosaurer, ornithischians, theropoder—vi sige: Vis os bevis for, at pterosaur fjer er faktisk anderledes på nogen måde fra andre.”
Hvis hans kritikere kan ikke give svar på noget af dette, Benton sagde den simpleste forklaring er den fælles oprindelse teori.
Manafzadeh sagde denne undersøgelse fremhæver nogle slående ligheder mellem pterosaur pycnofibres og dinosaur med fjer, men hun er ikke helt sikker på, at disse strukturer virkelig haft en evolutionær oprindelse.
“Det er fordi fylogenetiske analyser som denne er meget følsom over for, hvordan udfylde vores datasæt er—der er selvfølgelig begrænset af, hvad fossiler, vi har fundet, og hvor godt bevarede, at de er,” Manafzadeh fortalte Gizmodo. “Det vil være interessant at se, hvordan resultaterne af denne analyse ændre sig, efterhånden som flere og flere velbevarede, forskellige pterosaurs er beskrevet og medtaget i datasættet.”
Ja, på grund af denne analyse blev udført på bare to eksemplarer, det ville være godt at se lignende fossiler udgravet og undersøgt, og af forskellige grupper. Hvis Benton og hans kolleger har ret i, at der er en skabning eller andet sted i de fossile record, der var den første til at spire fjer—et eller andet sted i klipper, der er dateret til at være mindst 250 millioner år gamle.
[Natur, Økologi Og Evolution]
Dele Denne Historie