Chiński dinozaur miał skrzydła jak nietoperz i pióra

Pełna nazwa brzmi Yi qi, co pochodzi z dialektu mandaryńskiego i znaczy “dziwne skrzydło”. Nazwa jest aluzją do najbardziej godnej uwagi cechy tego zwierzęcia, które było wielkości gołębia. Każda z jego górnych kończyn ma długi, kościany pręt wyrastający z nadgarstka. Wydaje się, że podpierał błonę, bardzo podobnie jak u latających wiewiórek lub nietoperzy.

Yi był dinozaurem ze skrzydłami jak nietoperz! Co za zdumiewające znalezisko!  

Do teraz zakładano, że prehistoryczne gady wzbijały się w powietrze na jeden z dwóch sposobów. Dinozaury robiły to przy pomocy piór. Wiele gatunków pokrywał izolujący puch, a kilka małych, drapieżnych gatunków rozwinęło go w prawdziwe, umożliwiające latanie pióra – długie, płaskie łopatki, które wyrastały z ich przednich kończyn (a czasami z tylnych). Z tych uskrzydlonych stworzeń powstały pierwsze ptaki. Tymczasem pterozaury wyewoluowały bardzo odmienny typ skrzydeł przez niezmierne przedłużenie czwartego palca, by wspierał błonę skóry i mięsień. (Pterozaury są często grupowane razem z dinozaurami, ale należą do całkowicie innej grupy.)

Te skrzydła wykluczały się wzajemnie: dinozaur albo pterozaur; upierzone albo błona ze skóry. Ale  Yi wybrał obie możliwości! Miał błoniaste skrzydła z pokryciem z piór na wiodącej krawędzi. Pokazuje to, że niektóre przynajmniej dinozaury niezależnie rozwinęły ten sam rodzaj skrzydeł, co pterozaury – niezwykły przypadek ewolucji zbieżnej.  

“To jest orzeźwiająco dziwaczne - mówi Daniel Ksepka z Bruce Museum, który nie brał udziału w tym badaniu. – Paleontolodzy będą rozmyślali o Yi qi przez długi czas i z pewnością możemy spodziewać się jakichś ciekawych badań budowy i funkcji tego skrzydła”.  

Wideo

Istnieje tylko jedna znana skamieniałość Yi. Farmer w chińskiej prowincji Hebei znalazł go osiem lat temu i wkrótce potem kupiło go Muzeum Przyrody Shandong Tianyu. Xing Xu i Xioating Zheng z uniwersytetu Linyi, którzy odkryli to stworzenie, zobaczyli go po raz pierwszy w 2009 r. i zaczęli nad nim pracować w 2013 r. Xu pamięta, że „wydawało mi się czymś specjalnym”.  

Kiedy zespół wydobył i zanalizował okaz, doszli do tego, że był to skansoriopteryks – grupa małych, opierzonych dinozaurów z bardzo długimi trzecimi palcami. Te gatunki miały reputację dobrych wspinaczy (ich nazwa znaczy „wspinające się skrzydło”), ale nie było dowodów, że ich pióra były wystarczająco dobre do lotów.

To samo stosowało się do Yi – jego pióra, pokrywające czaszkę, kark i kończyny, były sztywnymi włóknami zakończonymi rodzajem pędzelka. Bardzo różniły się od upierzenia zdolnych do lotu ptaków.  

Wtedy zespół zauważył dziwaczny pręt. Wystawał on z nadgarstków dinozaura i był dłuższy niż jego przedramię. Nie jest to palec, ale jego skład chemiczny ujawnił, że jest to istotnie kość lub kawałek utwardzonej chrząstki. Zespół nie miał pojęcia, co to mogłoby być. „Kiedy zobaczyłem tę kość, byłem naprawdę zdezorientowany – mówi Xu. – Nie ma niczego podobnego u żadnego innego dinozaura”.

Ale, jak zdał sobie z tego sprawę Corwin Sullivan z Chińskiej Akademii Nauk, istnieje coś porównywalnego u latających wiewiórek. Te gryzonie latają lotem ślizgowym z drzewa na drzewo przez rozpościeranie błony, która rozciąga się od ich nadgarstków do kostek kończyn dolnych. Rozpościerają tę błonę przez rozstawianie kończyn i wyciąganie długiego kawałka chrząstki, który sterczy z ich nadgarstków. Nietoperze mają podobną chrząstkę (zwaną ostrogą – calcar) na stopach, a pterozaury miały podobną kość (pteroid) na kończynach przednich.

Wszystkie te struktury wykonują to samo: podpierają błonę, która utrzymuje ich właścicieli w powietrzu. Pręt nadgarstkowy Yi niemal z pewnością pełnił tę samą rolę. „Jest to jedyne prawdopodobne wyjaśnienie” – mówi Xu. Znalazł także kilka śladów czegoś, co wyglądało jak płaskie błony wokół prętów i palców obu kończyn przednich. Są niepodobne do niczego, co widziano u innych dinozaurów.

“Ta ‘kość’ wydaje się być dokładnie tym, co oni mówią i wykonali odpowiednie badania, żeby wykazać, że nie jest niczym innym” – mówi Michael Benton z University of Bristol. „A więc tak, to wydaje się rzeczywiste i cóż to za dalsze rozszerzenie możliwości latania u Paraves!” (Jest to grupa dinozaurów, która obejmuje skansoriopteryksy, znakomitości takie jak Velociraptor i wszystkie ptaki.)

Ale Yi “niekoniecznie jest tak dziwaczny, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka, w sensie ewolucyjnym” – mówi Michael Habib z University of Southern California. „Żyjące ptaki mają istotnie błonę wokół kończyn przednich, włącznie z dobrze rozwiniętą błoną z przodu łokci o nazwie propatagium. Te części skrzydła pokrywają pióra, zasłaniając miękką tkankę”. Yi po prostu rozciągnął te błoniaste części przy pomocy swojej dziwacznej dodatkowej kości.

Na razie zespół nie umie zrozumieć, jak trzymał swoje pręty nadgarstkowe, a więc nie może zrekonstruować prawdziwego kształtu ani możliwości rozpostartego skrzydła. Jest to zasadnicze. Szeroka błona utrzymałaby Yi stabilnie w powietrzu i pozwoliłaby mu na bezpieczne wzbicie się i lądowanie. Z węższą błoną musiałby bardzo często machać skrzydłami, by utrzymać się w powietrzu, a także wzbijać się przy znacznej szybkości.

“Yi mógł poruszać się w powietrzu przy pomocy kombinacji machania skrzydłami i lotu ślizgowego, chociaż prawdopodobnie polegał bardziej na ślizgu” – mówi Xu, który planuje poszukiwanie dalszych okazów. „Pozostaje wiele pytań w sprawie tego dziwacznego dinozaura”.

Tymczasem to odkrycie przypomina nam, że ewolucja lotu u ptaków i innych dinozaurów nie była prostą historią. Pod koniec okresu jurajskiego, kiedy żył Yi, istniały najrozmaitsze dinozaury o różnych kształtach, rozmiarach i liczbie skrzydeł. To był świat „nie całkiem ptaków” i „prawie ptaków” – a teraz jeszcze dinozaury ze skrzydłami nietoperza! „Co za wspaniała epoka eksperymentów!” – mówi Ksepka.

„Może to być również dowód, że lot wyewoluował wiele razy u dinozaurów – być może trzy razy lub więcej” – dodaje Habib.

Odnośnik: Xu, Zheng, Sullivan, Wang, Xing, Wang, Zhang, O’Connor, Zhang & Pan. 2015. A bizarre Jurassic maniraptoran theropod with preserved evidence of membranous wings. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature14423

PS: Jest jeszcze jedna dziwna rzecz uYi. Jego skrzydła zachowały ślady melanosomów – małych woreczków barwnika. Samo w sobie nie jest to niezwykłe; kilku naukowców używało melanosomów do zrekonstruowania kolorów skamieniałych piór. Ale Yi ma jedne z największych melanosomów, jakie kiedykolwiek widziano. „Musiałem sprawdzać dwa razy, żeby upewnić się, że nie odczytałem źle pomiarów” mówi Ksepka.

Chinese dinosaur had bat like wings and feathers

Not Exactly Rocket Science, 29 kwietnia 2015

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska