Od lat 90. ubiegłego wieku paleontolodzy są podzieleni na dwa obozy. Większość z nich uważa, że teoria pochodzenia ptaków od dinozaurów jest niepodważalna, podczas gdy mniejsza część coraz bardziej w nią wątpi i dostarcza nowych dowodów, że jest inaczej. Walka nie ustała od prawie 20 lat. Dwa nowe odkrycia ponownie stawiają naukowców po przeciwnych stronach barykady.
Punkt widzenia uznany przez oficjalną naukę jest taki, że ptaki wyewoluowały z dwunożnych teropodów około 150 milionów lat temu.
Rzeczywiście, dinozaury i ptaki mają wiele podobieństw. Na przykład, wśród starożytnych skamieniałości istnieją przypominające ptaki dyno z piórami, a nawet czterema skrzydłami, zachowujące się jak ptasie i tak dalej.
Głównym argumentem zwolenników teorii są właśnie podobieństwa (tkanki szkieletowe, morfologiczne i miękkie) - nieustannie odnajdywane „przejściowe powiązania”, a także autorytet, jaki teoria automatycznie zdobywała na przestrzeni lat.
Skamielina jednego z tych „przejściowych ogniw” została niedawno odkryta w basenie Junggar w północno-zachodnich Chinach. Badanie zostało przeprowadzone przez grupę paleontologów pod kierownictwem Jamesa Clarka z George Washington University i Xing Xu z Chińskiego Instytutu Paleontologii i Paleoantropologii Kręgowców.
Dinozaur o długiej szyi, przypominający nieco strusia, został nazwany Limusaurus inextricabilis, co oznacza mniej więcej tak: „jaszczurka bagienna, która nie mogła uciec”. Ma od 156 do 161 mln lat (a przynajmniej tyle wynosi wiek złóż, w których znaleziono szczątki kopalne), długość ciała zwierzęcia nie przekraczała 1,7 metra.
Według wielu naukowców ten dinozaur jest naprawdę wyjątkowym znaleziskiem, ponieważ pokazuje, jak palce teropodów mogły przekształcić się w skrzydła.
Jaszczurka należy do jurajskich ceratozaurów (wczesnych teropodów). Największym przedstawicielem tego rodzaju jest Ceratosaurus nasicornis, osiągał on długość 8 metrów, a także posiadał charakterystyczny róg nosowy (L inextricabilis go nie posiada). Wiele ceratozaurów miało również krótkie „ramiona” i guzowate palce bez ostrych pazurów.
Film promocyjny:
L. inextricabilis, daleki krewny ukochanego Tyrannosaurus rex, był raczej niezwykłym stworzeniem: nie miał zębów (być może zamiast tego miał dziób) i ogólnie jadł wyłącznie pokarmy roślinne. Być może jego tors był również pokryty prymitywnymi piórami, ale nie ma na to wiarygodnych dowodów. Nawiasem mówiąc, jest to również jedyny ceratozaur znaleziony w Azji Wschodniej.
Jednak najciekawsze w nim nie jest wcale to, a jego „palce”.
Wyjaśnijmy: w „rękach” teropodów, podobnie jak w skrzydłach ptaków, znajdują się po trzy palce, które dostali od jakiegoś wspólnego przodka o pięciu palcach.
Dawno, dawno temu zniknął piąty palec (licząc od analogu naszego kciuka). To był kolejny krok w rozwoju pędzla.
Co więcej, z pozostałych czterech dinozaury „wzięły” od przodka, mówiąc względnie, pierwszy, drugi i trzeci palec (miało to miejsce w czasach dilofozaurów). Jednocześnie u ptaków skrzydła składają się z drugiego, trzeciego i czwartego palca tego samego czteropalczastego przodka (naukowcy oceniają po ich kształcie). Jak mogło do tego dojść?
Ta dziwna prawidłowość od dawna prześladowała paleontologów, którzy nie potrafili znaleźć dla niej porządnego wytłumaczenia. W końcu (jeśli uważacie, że ptaki wywodzą się od dinozaurów) okazuje się, że ptaki jakoś musiały stracić pierwszy palec i wyhodować sobie czwarty (wtedy okaże się zestaw 2-3-4).
I teraz wkracza L inextricabilis, który ma cztery palce (1-4), ale pierwszy z nich jest znacznie zmniejszony, podczas gdy drugi, przeciwnie, jest niezwykle powiększony z powodu kości śródręcza. Ta kość jest bardzo podobna do kości pierwszego palca u wczesnych przodków pięciopalczastych.
Te dwa fakty wskazują, że wcześniejsi paleontolodzy na całym świecie źle zinterpretowali to, co widzieli, i za 1-2-3 wzięli 2-3-4 palce jaszczurów (to znaczy, że drugi został błędnie uznany za pierwszy i tak dalej) - piszą naukowcy w artykule opublikowanym w czasopiśmie Natura.
W tym przypadku wszystko staje się znacznie prostsze: wczesne teropody straciły pierwszy i piąty palec i przekazały zestaw drugiego, trzeciego i czwartego ptakom.
„Prawdopodobnie znaleźliśmy jakąś formę przejściową, która między innymi mieści się w określonych ramach czasowych” - mówi Clark.
Uważa, że znalezisko nie zakończy kontrowersji wokół pochodzenia palców-skrzydeł, ale nadal pomoże zrozumieć tę kwestię.
Jednak niektórym naukowcom to wystarczy. „To najlepszy dowód, jaki mogliśmy uzyskać” - mówi dr Jack Conrad z Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej.
Są tacy, dla których nowe odkrycia nie są cenne, wśród nich Gunter Wagner z Yale. Całkowicie wierzy, że obserwowane 2-3-4 palce ptaka nie są takie i podaje następujące dane.
W trakcie rozwoju zarodka kształt palców ptaków determinuje wiele czynników (tkanka, lokalizacja, wpływ genów). Jeśli tkanka jest gotowa, aby stać się drugim palcem, a bombardujące ją geny wymagają do wzrostu pierwszego, to tak będzie (pierwszy wyrośnie w miejsce drugiego). Eksperyment wykazał, że dzieje się tak u współczesnych ptaków przez cały czas.
„Skamielina ceratozaura może być jednym z przejściowych ogniw, ale czy jego drugi, trzeci i czwarty palec są takie, nie można powiedzieć z całkowitą pewnością” - dodaje Wagner. (W końcu współcześni naukowcy nie są w stanie prześledzić rozwoju palców dinozaurów z embrionu.)
Jest jeszcze jedna wątpliwość. Prawdopodobnie pojawienie się niezwykłego czteropalczastego pędzla L. inextricabilis wynikało z jego stylu życia i było charakterystyczne tylko dla tego gatunku.
Przecież nie wiadomo, dlaczego L inextricabilis potrzebował takich „rąk”. T. Rex chwytał zdobycz przednimi łapami, ale L inextricabilis był roślinożercą. Clar, Xu i ich koledzy nie podjęli jeszcze decyzji w tej sprawie.
„Biorąc pod uwagę ich morfologię, nie można ich było chwytać tak, jak innych teropodów. Być może potrzebował ich, aby się wyprostowali, kiedy leżał”- mówi Xu.
Podsumowując wstępny wniosek, możemy powiedzieć, że nie wszystko jest tak proste i jasne, jak byśmy chcieli, nawet w tym konkretnym opracowaniu. Cóż możemy powiedzieć o całej teorii ewolucji ptaków!
Argumenty przeciwników teorii pochodzenia ptaków od dinozaurów są jak dotąd izolowane, ale nie mniej ważne. Niektórzy naukowcy twierdzą, że pióra dinozaurów wcale nie są piórami, inni, że mogą pojawiać się i znikać, a jeszcze inni, że różnice w budowie anatomicznej dinozaurów i ptaków są tak silne, że nie można ich uznać za jedną gałąź ewolucji.
Ta ostatnia obejmuje grupę naukowców z University of Oregon (Oregon State University).
Naukowcy twierdzą, że współczesne ptaki nie mogą być bezpośrednimi potomkami mięsożernych dinozaurów, ponieważ, w przeciwieństwie do prawie wszystkich zwierząt lądowych, kość udowa ptaków (a także żebra i mostek) jest unieruchomiona.
W artykule opublikowanym w Journal of Morphology naukowcy piszą, że ta różnica jest kluczowa.
Paleontolodzy praktycznie nie operują nowymi danymi, spierając się głównie o te już istniejące. Od dawna wiadomo, że biodra ptaków nie mogą się poruszać, zmuszając je do biegania kosztem kolan. Niedawno odkryto również, że takie ustawienie kości, a także otaczających je mięśni i płuc, chroni ptaki przed zapadnięciem się głównego narządu układu oddechowego i worków powietrznych.
Ptaki stałocieplne potrzebują około 20 razy więcej tlenu niż gady zimnokrwiste. Dlatego przeobrażono ich płuca (układ oddechowy ptaków uważany jest za najbardziej złożony ze wszystkich kręgowców), a wymiana gazowa zaczęła przebiegać sprawniej.
„Jest to jeden z podstawowych elementów fizjologii ptaków. Taka pozycja kości udowej i mięśni warunkuje pracę układu oddechowego i objętość ich płuc, a tym samym zdolność latania”- powiedział w komunikacie prasowym uniwersytetu Devon Quick, jeden z autorów badania.
Jednocześnie inne zwierzęta (czy to ludzie, słonie, psy, jaszczurki, a także starożytne dinozaury) mają ruchome biodro, które aktywnie uczestniczy w ich ruchu na ziemi.
A jeśli tak, to według amerykańskich paleontologów ptaki nie mogły zejść z teropodów.
Velociraptor nie mógł w pewnym momencie po prostu rozłożyć piór i odlecieć w zachód słońca, dodają.
„To nawet dziwne, że przez setki lat studiowania biologii ptaków i ich lotu tak mało o nich rozumiemy. To odkrycie oznacza, że ptaki ewoluowały równolegle z „strasznymi jaszczurkami”. Być może proces ten rozpoczął się jeszcze przed pojawieniem się pierwszego gatunku dinozaurów”- mówi drugi autor tych badań, profesor zoologii John Ruben.
W tym przypadku Ruben ma na myśli teorię, że najstarszym przodkiem ptaków nie jest Archaeopteryx, ale protoavis, który żył na planecie około 225-210 milionów lat temu, czyli przynajmniej równolegle z dinozaurami.
„Naukowcy często wskazują na podobieństwo płuc ptaków i dinozaurów, ale z powodu poruszającej się kości udowej poduszka powietrzna jaszczurki w jamie brzusznej powinna była zapaść się” - mówi Ruben.
(Nawiasem mówiąc, pterozaury inne niż dinozaury również miały podobny układ oddechowy.)
Jeśli chodzi o pozostałe podobieństwa między dinozaurami i ptakami, Ruben i Quick wyjaśniają je w następujący sposób: obie gałęzie ewolucji miały wspólnego przodka. Na przykład może to być thecodon. Z tej grupy mogły wyłonić się ptaki, dinozaury i krokodyle. Nawiasem mówiąc, pod względem budowy płuc i fizjologii krokodyle są znacznie bardziej podobne do starożytnych dinozaurów, zauważają paleontolodzy z Oregonu.
Ruben mówi też, że pomimo wszystkich swoich wysiłków (University of Oregon po raz pierwszy zakwestionował dominującą teorię), nie ma nadziei, że naukowcy na całym świecie będą w stanie ich z dnia na dzień przekonać.
Po pierwsze, nie jest łatwo zniszczyć teorię, która jest tak mocno zakorzeniona w umysłach większości. Po drugie, dinozaury są zbyt kochane przez ludzi (trudno znaleźć bardziej romantyczne starożytne zwierzę). I po trzecie, znaczącą rolę, zdaniem Johna, odgrywa polityka muzeów, dla których zmiana ustaleń teorii podstawowej pociąga za sobą poważne konsekwencje (aż do zwolnienia części pracowników).
„Jednak z roku na rok jest coraz więcej dowodów przemawiających za naszą opinią i mamy nadzieję, że wkrótce cały świat się o tym dowie - nie wszyscy naukowcy zgadzają się z przyjętym punktem widzenia” - podsumowuje profesor.
Ciekawa mechanika # 8 2009