σχετικό περιεχόμενο
- Οι επιστήμονες επιλύουν το μυστήριο των πτηνών V
Ένα απολίθωμα ενός προϊστορικού πουλιού από το γένος του enantiornithine δείχνει φτερά στα πίσω πόδια του - στοιχεία για ένα επιπλέον ζευγάρι φτερά. Ευγενική προσφορά του Xiaoting Zheng et al / Science
Περίπου 150 εκατομμύρια χρόνια πριν, τα πουλιά άρχισαν να εξελίσσονται. Τα φτερωτά πλάσματα που βλέπουμε στους ουρανούς σήμερα κατέβηκαν από μια ομάδα δεινοσαύρων που ονομάζονταν θερόποδα, στους οποίους συμπεριελήφθησαν τυραννοσάστες, κατά τη διάρκεια μιας χρονικής περιόδου 54 εκατομμυρίων ετών γνωστής ως εποχή του Ιουράσκι. Γιατί η ικανότητα να πετάξει εξελίχθηκε σε ορισμένα είδη είναι δύσκολο να απαντηθεί, αλλά οι επιστήμονες συμφωνούν ότι τα φτερά ήταν επειδή έπρεπε να ήταν χρήσιμα: θα μπορούσαν να βοηθήσουν τα χερσαία ζώα να πηδήξουν στον αέρα ή να βοηθήσουν τα πλάσματα που γλιστρούν τα χέρια τους παράγουν ώθηση.
Καθώς οι ερευνητές συνεχίζουν να διερευνούν την προέλευση της πτήσης, οι μελέτες απολιθωμάτων έδειξαν ότι οι θεροπόδες - ιδιαίτερα οι θηλυκοί δεινοσαύροι, οι οποίοι μοιάζουν πολύ με τα σύγχρονα πουλιά - είχαν μεγάλα φτερά τόσο στα εμπρόσθια άκρα όσο και στα οπίσθια άκρα. Εντούτοις, δεν υπήρχαν εκτεταμένα στοιχεία για αυτά τα φτερά στα πόδια στα πρώτα πουλιά. Αλλά τώρα, μια νέα εξέταση των απολιθωμάτων που αναφέρθηκε σήμερα στο περιοδικό Science αποκαλύπτει αρκετά παραδείγματα αυτής της τετράπλευρης ανατομής στους παλαιότερους κοινούς προγόνους των σύγχρονων πουλιών.
Τα σύγχρονα πουλιά έχουν δύο τύπους φτερών: φτερά φτερά που καλύπτουν το εξωτερικό μέρος του σώματος και τα κάτω φτερά που αναπτύσσονται κάτω από αυτά. Οι ερευνητές που μελετούν τα απολιθωμένα απολιθώματα των 11 εκατομμυρίων ετών 11 πρωτόγονων πτηνών από το Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Shandong Tianyu στην Κίνα διαπίστωσαν ότι ένας τύπος φτερωτού φτερού, γνωστός και ως πεννιέ φτερά, διατηρήθηκε με τακτοποιημένα απολιθώματα σε αυτά τα δείγματα, τα πίσω άκρα κάθε πλάσματος. Μετά από αυτό το εύρημα, οι ερευνητές πρέπει να έχουν πετάξει ψηλά: Τα φτερά των πτερυγίων των πτηνών, γνωστά ως πτερύγια πτήσης, είναι μακρά, άκαμπτα και ασύμμετρα διαμορφωμένα πενιχρά φτερά, παρόμοια με αυτά που βρίσκονται στα απολιθώματα. Όταν φουσκώνονται μαζί, τα πενιχρά φτερά σχηματίζουν τις ευρείες επιφάνειες των πτερυγίων των πτηνών - χωρίς αυτές τις επιφάνειες, τα πτηνά δεν μπορούν να μείνουν ψηλά.
Τα πτερυγια φτερά, τα οποία αποτελούνται από πολλές πεπλατυσμένες ακίδες, υπήρχαν σε μερικούς φτερωτούς δεινόσαυρους. Η εύρεση αυτών στα πίσω πόδια των πρώιμων πτηνών υποδηλώνει ότι πριν τα πουλιά χρησιμοποίησαν δύο φτερά για να πετάξουν, μπορεί να εξαρτώνται από τα τέσσερα. Πέρα από τα εκατομμύρια των ετών, όμως, τα πουλιά έχασαν σταδιακά τα φτερά σε αυτό το επιπλέον σύνολο φτερών.
Η μελέτη προσθέτει σε υπάρχουσες θεωρίες που υποδεικνύουν ότι τα πρώτα πουλιά πετούσαν με τέσσερα φτερά. Η εξέταση ενός πρωτόγονου απολιθώματος πουλιών από το γένος Archeopteryx το 2004 αποκάλυψε μακρά φτερά στην πλάτη και στα πόδια του ζώου, γεγονός που θα βοηθούσε την ικανότητά του να γλιστράει. Δύο χρόνια αργότερα, μια άλλη μελέτη του ζώου μεγέθους κοράκι, που έζησε πριν από περίπου 150 εκατομμύρια χρόνια, ανέφερε ότι τα φτερά του προϊστορικού πουλιού έμοιαζαν με τα φτερά των σύγχρονων πτηνών.
Ένας από τους πιο ολοκληρωμένους σκελετούς που εξετάστηκαν στο σημερινό μελέτη έδειξε πράγματι φτερά στο πίσω μέρος των άκρων κατά μήκος του οστού κάθε σκέλους. Το μακρύτερο φτερό τεντωμένο σχεδόν δύο ίντσες, το οποίο είναι αξιοσημείωτο δεδομένου ότι τα πόδια που καλύπτονταν ήταν μεταξύ μιας ίντσας και δυόμισι εκατοστά μακριά. Στην πραγματικότητα, δείγματα από μια ομάδα πτηνών που ονομάζονται Enantiornithes, τα οποία εξωτερικά μοιάζουν με μοντέρνα πουλιά, έδειξαν συμμετρικά ζευγαρωμένα μεγάλα φτερά που διατηρούνται κατά μήκος των οπίσθιων οστών των ποδιών τους. Αυτή η διάταξη φτερών υπάρχει στα φτερά των σύγχρονων πτηνών.
Οι ερευνητές εικάζουν ότι το δεύτερο σετ πτερυγίων θα μπορούσε να έχει παράσχει επιπλέον ανελκυστήρα ή να δημιουργεί οπισθοσκόπιση στον αέρα. Μπορεί επίσης να έχουν βοηθήσει τα πουλιά να ελιγμούν τα αερομεταφερόμενα σώματα τους.
Εάν αυτά τα οπίσθια πτερύγια εξυπηρετούν πράγματι έναν λειτουργικό σκοπό στην πάλη, θα κερδίσουν μια σημαντική θέση στην εξέλιξη των πτηνών. Η κίνηση των πτηνών χαρακτηρίζεται από συνδυασμό φτερωτών βραχιόνων για πτήση και πόδια για πεζοπορία στη γη. Η μελέτη αυτή υποδεικνύει ότι εάν τα πόδια που υπάρχουν στα πουλιά σήμερα, που αναπτύσσονται μετά από αυτά τα φτερωτά οπίσθια πόδια, τότε η απώλεια φτερών στα πίσω πόδια - και κατά συνέπεια ένα επιπλέον ζευγάρι φτερά - αντικατοπτρίζει μια περίοδο αλλαγής κατά την οποία τα όπλα έγιναν εξειδικευμένα την πτήση και τα πόδια, για μετακίνηση.
Σήμερα, τα φτερά των ποδιών είναι λιγότερο ανεπτυγμένα από τα πτερύγια - συνήθως είναι πολύ μικρότερα και χνουδωτά - και χρησιμεύουν ως προστασία και μόνωση για το πόδι. Αυτά τα χνουδωτά κομμάτια είναι πάρα πολύ μικρά - αντ 'αυτού, τα πόδια καλύπτονται σε κλίμακες, οι οποίες σχηματίζονται μόνο αν ανασταλεί η ανάπτυξη του φτερού. Μελέτες σύγχρονων πτηνών δείχνουν πώς λειτουργεί αυτό. Καθώς οι νεοσσοί αναπτύσσονται από έμβρυα και μεγαλώνουν σε ενήλικες, τα φτερωτά πόδια μπορούν να μετατραπούν σε κλιμακωτά πόδια ή αντιστρόφως, αλλάζοντας τον τρόπο έκφρασης ορισμένων γονιδίων.
Η πρόσφατη αποκάλυψη για τα φτερά στα πίσω πόδια των πτηνών δείχνει ότι παρόμοια γενετική και πιο μόνιμη αλλαγή θα μπορούσε να συμβεί νωρίς στην εξέλιξη των πτηνών, σύμφωνα με επικεφαλής ερευνητές. Αυτή η μετατόπιση πυροδότησε την απώλεια των πίσω πτερυγίων των πτηνών, ωθώντας τα πλάσματα σε ένα εξελικτικό μονοπάτι που θα τους επέτρεπε να πετάξουν με μόλις δύο.
