Nowy opierzony dinozaur sugeruje,
że większość dinozaurów miała pióra

Oczywiście wiemy już, że ptaki są jedynymi żyjącymi potomkami dinozaurów – niektórzy biolodzy klasyfikują je jako dinozaury – ale w miarę jak cofamy się coraz dalej wstecz w ewolucję dinozaurów, zaczynamy odkrywać, że być może większość z nich miała pióropodobne twory. Jest to coś, co nazywamy „preadaptacją” – cecha, która mogła być dokooptowana później do innej użytecznej funkcji; w wypadku ptaków jest to lot ślizgowy, a potem lot. (Oczywiście, „preadaptacje” nie powstały dlatego, że będą użyteczne w przyszłości, ponieważ dobór naturalny nie przewiduje przyszłych potrzeb; tworzy cechy, które wzmacniają reprodukcję tu i teraz. Te cechy jednak mogą zostać wykorzystane do innych funkcji później, tak jak szczątkowe skrzydła pingwina zostały zmodyfikowane do pływania.)

Najwcześniejsze pióra, jak zobaczymy na okazie poniżej, są małymi, włóknistymi tworami, które występują obok łusek. W żaden sposób nie mogły się nadawać do latania ani do lotów ślizgowych, ale nie wyewoluowałyby, gdyby nie podnosiły reprodukcji zwierzęcia. Do czego służyły? Autorzy omawianego artykułu sugerują następujące możliwości (moje podkreślenie):

Niniejszy raport opisuje nowego dinozaura ptasiomiedniczego (Ornithischia), Kulindadromeus zabaikalicus, z rozmaitymi wypustkami nabłonkowymi, włącznie z zgrupowanymi włóknami, które interpretujemy jako ptasiopodobne pióra. Sugeruje to, że wszystkie Dinosauria mogły mieć pióra i że pióra powstały do izolacji [cieplnej] i sygnalizowania, a dopiero później zostały dokooptowane do latania.

Co więc odkryli? Badacze znaleźli na Syberii liczącą 150 milionów lat skamieniałość dinozaura ptasiomiedniczego. Bestia miała 1,5 metra długości, nie była więc duża. Ważne jest to, że był to dinosaur ptasiomiedniczy, nie zaś dinozaur teropod, a wszystkie nieźle zachowane dinozaury opierzony, jakie znajdowano poprzednio, były teropodami. Chociaż były już wcześniej sugestie, że niektóre dinozaury ptasiomiednicze miały twory podobne do piór, nie zachowały się one nawet w przybliżeniu tak dobrze, jak w tej nowej skamieniałości.

Odkrycie jest ważne, ponieważ dinozaury ptasiomiednicze są zupełnie inną grupą ewolucyjną niż teropody, które są gadziomiednicze (Saurischia). Te pierwsze były roślinożerne i miały miednicę taką jak ptaki. Mimo ich nazwy współczesne ptaki pochodzą z tej drugiej grupy, teropodów, mięsożernej podgrupy gadziomiedniczych. Tutaj jest drzewo genealogiczne dinozaurów, pokazujące te dwie różne grupy i różnice w budowie ich szkieletu. Proszę zauważyć, że ptaki („Aves”) pochodzą od teropodów:

Jeśli zarówno dinozaury gadziomiednicze, jak ptakomiednicze były opierzone, znaczy to albo, że obie grupy niezależnie wyewoluowały pióra, albo że odziedziczyły pióra (prawdopodobnie podstawowe włókna, które później wyewoluowały w pełnie upierzenie) od swojego wspólnego przodka. Ta ostatnia możliwość jest bardziej prawdopodobna, biorąc pod uwagę przypuszczalny rozwój złożoności upierzenia. Ale nawet gdyby ewolucja piór była niezależna w tych dwóch grupach, nadal sugeruje to, że większość dinozaurów, a nie tylko teropody, których potomkowie zostali ptakami, miały pióra. T. rex (teropod) mógł być pokryty puchem!

Wróćmy jednak i zobaczmy, co mówi artykuł. Nowy artykuł w “Science” Pascala Godefroita i in. (odnośnik i link poniżej, brak możliwości darmowego ściągnięcia) donosi o znalezieniu odcisków piór i łusek na dinozaurze ptasiomiedniczym nazwanym Kulindadromeus zabaikalicus (było tam sześć czaszek i wiele kości). Główny z autorów podaje pochodzenie tej nazwy w notatce typu “nowości i opinie” w „National Geographic”:

Imię tego dinozaura znaczy w zasadzie “Biegający dinosaur znad rzeki Kulinda”. Kraj Zabajkalski jest regionem na Syberii, gdzie go znaleziono (co wyjaśnia jego nazwę gatunkową, zabaikalicus).

“Były tam jeziora i wulkany, mnóstwo wulkanów” – mówi Godefroit. Roślinożerne dinozaury prawdopodobnie umierały i opadały na dno jeziora, gdzie następujący wkrótce potem wybuch wulkanu pokrywał ich zwłoki drobnym popiołem. To zachowało odciski piór wraz ze skamieniałymi kośćmi.

“Nie wiemy, jak wielkie jest to złoże skamieniałości, ale prawdopodobnie znajdziemy więcej, kiedy tam wrócimy” – mówi” Godefroit.

Autorzy artykułu pracują w czterech krajach – Rosji, Islandii, Belgii i Wielkiej Brytanii – pokazując raz jeszcze międzynarodowy charakter nauki. Ponieważ chciałbym, żeby moi czytelnicy umieli śledzić przynajmniej część artykułów naukowych, przytoczę tutaj streszczenie, które nie jest zbyt techniczne:

Sterszczenie:

Złoża ze środkowej jury i wczesnej kredy z północnowschodnich Chin dostarczyły różnych opierzonych dinozaurów teropodów. Włókniste twory nabłonkowe opisywano także u dinozaurów ptasiomiedniczych, ale nadal jest przedmiotem kontrowersji, czy te włókna można uważać za część ewolucyjnego rozwoju piór. Tutaj opisujemy nowego dinozaura z kladu Neornitischa z okresu jury z Syberii, z małymi łuskami wokół kończyn tylnych, większymi, dachówkowymi łuskami wokół ogona, monowłóknami wokół głowy i tułowia oraz bardziej skomplikowanymi, przypominającymi pióra tworami wokół  kości ramiennej, kości udowej i kości piszczelowej. Odkrycie tych rozgałęziających się struktur nabłonkowych poza teropodami sugeruje, że pióropodobne twory koegzystowały z łuskami i były potencjalnie szeroko rozprzestrzenione w całym kladzie dinozaurów; pióra mogły być obecne u najwcześniejszych dinozaurów.

Tutaj jest ilustracja z artykułu, która pokazuje rekonstrukcję szkieletu; skala, która dotyczy kości, wynosi 1 cm.

Czaszka także ze skalą 1 cm:

Rekonstrukcja autorów pokazująca puchowe, włókniste “pióra”:

I bardziej kolorowa rekonstrukcja z “National Geographic”. Kolory są oczywiście wytworem wyobraźni:

Tutaj jest odcisk łusek z kończyny (kość piszczelowa i stęp):

Duże, łukowate łuski na ogonie (B i C):

Poniżej są “pióra” na kościach kończyny przedniej (kość ramienna i części kości promiennej i kości łokciowej). B. pokazuje powiększenie obramowanego białą linią prostokąta z “A”, z włóknistymi strukturami wyrastającymi ze “struktur złożonych”, a C jest rysunkiem interpretacyjnym. Autorzy piszą:

Występują one w grupach po sześć lub siedem włókien, które schodzą się dośrodkowo i wyrastają z centralnych regionów płytki podstawowej. Pojedyncze włókna mają 10 do 15 mm długości. Te, które są na kości ramiennej są szersze (0,2 do 0,4 mm) i prostsze niż te, które znajdują się przy kości udowej (0,1 do 0,2 mm). Te grupy włókien … przypominają pióra puchowe u niektórych współczesnych ras kur, takich jak Silkie, które nie mają barbules.

Fakt, że pióra wydają się wyrastać z przypominających łuski tworów, sugeruje, jak od dawna zakładali biolodzy, że pióra wyewoluowały z łusek, chociaż autorzy piszą, że “łuski” na nogach i stopach ptaków nie są łuskami, które przetrwały po gadzich przodkach, ale wyewoluowały z powrotem z piór! Ponieważ łuski z pewnością poprzedzają pióra w zapisie kopalnym, pokazuje to, że prawdziwie nowe twory zawierające niewątpliwie nową informację genetyczną, mogą ewoluować (a potem zostać utracone, powracając, jak na nogach ptaków, do formy łusek). Obala to częsty zarzut kreacjonistów, że nowa informacja genetyczna nie może wyewoluować (widzieliśmy dzisiaj taki zarzut jednego z komentatorów).

Tutaj jest kilka “monowłókien” wokół klatki piersiowej. Są rozmieszczone szeroko wokół głowy, szyi i tułowia:

Powiększenie powyższego (w prostokącie), pokazujące włókna:

Tutaj jest najważniejszy akapit z artykułu:

. . . twory na skórze u ptasiomiedniczych, już opisane u psitakozaura i tianyulonga, mogą być homologiczne do „protopiór” u nie-ptasich teropodów. W każdym razie wskazuje to, że te twory podobne do protopiór były prawdopodobnie szeroko rozpowszechnione u dinozaurów, możliwe  nawet, że u najwcześniejszych członków tego kladu. Ponadto, zdolność do tworzenia prostych monowłókien i bardziej złożonych struktur jest potencjalnie zagnieżdżona w kladzie archozauromorfów…

Oto końcowe akapity z artykułu w “National Geographic”:

“To rzeczywiście znaczy, że obecnie możemy mieć pewność, iż pióra nie były tylko wynalazkiem ptaków i ich najbliższych krewnych, ale wyewoluowały znacznie wcześniej w historii dinozaurów” – dodaje [Godefroit]. – „Sądzę, że wspólny przodek dinozaurów prawdopodobnie miał pióra i że wszystkie dinozaury miały jakiś rodzaj piór, tak jak wszystkie ssaki mają jakiś rodzaj włosów”.

Godefroit sądzi jednak, że największe dinozaury miały najmniej piór, ponieważ nie potrzebowały ich do ocieplenia: “Tak samo jak słonie w Afryce nie potrzebują futra” –powiedział.

Sugeruje to, że pióra wyewoluowały u najmniejszych dinozaurów jako izolacja cieplna, a największe po prostu je utraciły, tak jak słonie, które wyewoluowały ze znacznie mniejszych zwierząt, straciły sierść (chociaż ich krewni, mamuty, w zimniejszym klimacie, albo jej nie utraciły, albo na nowo wyewoluowały). Podoba mi się koncepcja, że pióra dawały tym stworzeniom izolację cieplną, chociaż funkcja sygnalizowania (która oznacza, że pióra prawdopodobnie były kolorowe i mogły mieć różne kolory u różnych gatunków), nie jest wykluczona.

________________

Godefroit, P., S. M. Sinitsa, D. Dhouailly, Y. L. Bolotsky, A. V. Sizov, M. E. McNamara, M. J. Benton, and P. Spagna. 2014. A Jurassic ornithischian dinosaur from Siberia with both feathers and scales. 2014.  Science 345:451-455.

A new feathered dinosaur suggests that most dinosaurs had feathers

Why Evolution Is True, 27 lipca 2014

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska