Sjældne fossile fugle uddyber mysteriet om fugleudryddelser

I den sene kridtperiode, for mere end 65 millioner år siden, fugle tilhørende hundredvis af forskellige arter fløj rundt i dinosaurerne og gennem skovene lige så rigeligt, som de fløjter rundt i vores skove og marker i dag.

Men efter katastrofen, der udslettede de fleste dinosaurer, kun én gruppe fugle var tilbage:forfædrene til de fugle, vi ser i dag. Hvorfor overlevede kun én familie masseudryddelsen?

Et nyligt beskrevet fossil fra en af ​​disse uddøde fuglegrupper, fætre til nutidens fugle, uddyber det mysterium.

Det 75 millioner år gamle fossil, fra en fugl på størrelse med en kalkungrib, er det mest komplette skelet fundet i Nordamerika af det, der kaldes enantiornithines (udtales en-an-tea-eller'-neth-eens), eller modsatte fugle. Opdaget i Grand Staircase-Escalante-området i Utah i 1992 af University of California, Berkeley, palæontolog Howard Hutchison, fossilet lå relativt uberørt i University of California Museum of Paleontology i Berkeley, indtil doktorand Jessie Atterholt lærte om det i 2009 og bad om at studere det.

Atterholt og Hutchison samarbejdede med Jingmai O'Conner, den førende ekspert i enantiornithiner, at udføre en detaljeret analyse af fossilet. Baseret på deres undersøgelse, enantiornithiner i det sene kridttid var de aerodynamiske ligemænd til forfædrene til nutidens fugle, i stand til at flyve stærkt og adræt.

"Vi ved, at fugle i den tidlige kridttid, omkring 115 til 130 millioner år siden, var i stand til at flyve, men sandsynligvis ikke så godt tilpasset det som moderne fugle, sagde Atterholt, som nu er assisterende professor og human anatomi instruktør ved Western University of Health Sciences i Pomona, Californien. "Det, dette nye fossil viser, er, at enantiornithiner, selvom det er fuldstændig adskilt fra moderne fugle, udviklet nogle af de samme tilpasninger til meget raffinerede, avancerede flyvestile."

Fossilets brystknogle eller brystben, hvor flyvemuskler sidder fast, er dybere kølet end andre enantiornithiner, hvilket indebærer en større muskel og stærkere flugt, der ligner moderne fugle. Ønskebenet er mere V-formet, som ønskebenet fra moderne fugle og i modsætning til det U-formede ønskeben fra tidligere fugle og deres dinosaur-forfædre. Bærebenet eller furculaen er fleksibel og lagrer energi frigivet under vingeslaget.

Hvis enantiornithiner i det sene kridttid var lige så avancerede som moderne fugle, imidlertid, hvorfor døde de ud med dinosaurerne, mens de moderne fugles forfædre ikke gjorde det?

"Denne særlige fugl er omkring 75 millioner år gammel, omkring 10 millioner år før uddøden, " sagde Atterholt. "En af de virkelig interessante og mystiske ting ved enantiornithiner er, at vi finder dem i hele Kridttiden, i omkring 100 millioner års eksistens, og de havde stor succes. Vi finder deres fossiler på alle kontinenter, over hele verden, og deres fossiler er meget, Meget normal, i en masse områder mere almindelige end den gruppe, der førte til moderne fugle. Og alligevel overlevede moderne fugle udryddelsen, mens enantiornithiner uddør."

En for nylig foreslået hypotese hævder, at enantiornithinerne primært var skovbeboere, så da skovene gik op i røg efter asteroideangrebet, der signalerede slutningen af ​​Kridttiden – og slutningen på ikke-fugle dinosaurer – forsvandt enantiornithinerne også. Mange enantiornithiner har stærke buede kløer, der er ideelle til at sidde på og måske klatre, hun sagde.

"Jeg synes, det er en rigtig interessant hypotese og den bedste forklaring, jeg har hørt indtil videre, ", sagde Atterholt. "Men vi er nødt til at lave virkelig strenge undersøgelser af enantiornithines økologi, fordi lige nu er den del af puslespillet lidt håndbølget."

Atterholt, Hutchison og O'Connor, som er ved Institut for Vertebrate Palæontology and Paleoanthropology i Beijing, Kina, offentliggjorde en analyse af fossilet i dag i tidsskriftet med åben adgang PeerJ .

Theropod dinosaurer udviklede sig til fugle

Alle fugle udviklede sig fra fjerbeklædte theropoder - de tobenede dinosaurer som T. rex - begyndende for omkring 150 millioner år siden, og udviklede sig til mange slægter i Kridttiden, mellem 146 og 65 millioner år siden.

Hutchison sagde, at han stødte på fossilet, der eroderer ud af jorden i de barske badlands i Kaiparowits-formationen i Grand Staircase-Escalante National Monument i Garfield County, Utah, lige inden for grænsen af ​​det nyligt reducerede monument. Efter at have fundet fuglefossiler før, han genkendte det som en sen kridt-enantiornithin, og en sjælden en dertil. De fleste fugle fra Amerika er fra det sene kridttid (100-66 millioner år siden) og kendes kun fra en enkelt fodknogle, ofte mellemfoden. Dette fossil var næsten komplet, mangler kun hovedet.

"I 1992 Jeg ledte primært efter skildpadder, " sagde Hutchison. "Men jeg samler alt op, fordi jeg er interesseret i den samlede fauna. De andre dyr, de optræder med, fortæller mig mere om levestedet."

Ifølge Hutchison, området, hvor fossilet blev fundet, stammer fra mellem 77 og 75 millioner år siden og var sandsynligvis et stort delta, ligesom Mississippi-flodens delta, tropisk og skovklædt med masser af dinosaurer, men også krokodiller, alligatorer, skildpadder og fisk.

I modsætning til de fleste fuglefossiler fundet uden for Amerika, især dem fra Kina, fossilet blev ikke smadret fladt. Den klassiske tidlige kridtfugl, Archaeopteryx, blev fladtrykt i sandsten, som bevarede et smukt udvalg af fjer og skeletlayoutet. kinesiske enantiornithiner, mest fra den tidlige kridttid, er lige så smukke og smadrede fladere end en pandekage.

"På den ene side, det er fantastisk – du får det fulde skelettet det meste af tiden, du får konservering af blødt væv, inklusive fjer. Men det betyder også, at alt er knust og deformeret, " sagde hun. "Ikke at vores fossiler har nul deformation, men generelt har de fleste af knoglerne virkelig smuk tredimensionel bevaring, og bare virkelig, virkelig flotte detaljer. Vi ser steder, hvor muskler og sener hæftede sig, alle slags interessante ting for anatomer."

Når Hutchison forberedte fossilerne og placerede dem i UC Museum of Paleontology-samlingen, de tiltrak nogle få spirende og etablerede palæontologers opmærksomhed, men ingen gennemførte en analyse.

"Tingene er legendariske. Folk i hvirveldyrs palæontologiske samfund har kendt til denne ting for evigt og altid, og det skete bare, at alle, der angiveligt arbejdede på det, fik for travlt, og det faldt i vejen og skete bare aldrig, ", sagde Atterholt. "Jeg var beæret og utrolig begejstret, da Howard sagde, at jeg kunne påtage mig projektet. Jeg var over månen."

Hendes analyse viste, at af det sene kridttid, enantiornithines had evolved advanced adaptations for flying independent of today's birds. Faktisk, they looked quite similar to modern birds:they were fully feathered and flew by flapping their wings like modern birds. The fossilized bird probably had teeth in the front of its beak and claws on its wings as well as feet. Some enantiornithines had prominent tail feathers that may have differed between male and female and been used for sexual display.

"It is quite likely that, if you saw one in real life and just glanced at it, you wouldn't be able to distinguish it from a modern bird, " Atterholt said.

This fossil bird is also among the largest North American birds from the Cretaceous; most were the size of chickadees or crows.

"What is most exciting, imidlertid, are large patches on the forearm bones. These rough patches are quill knobs, and in modern birds they anchor the wing feathers to the skeleton to help strengthen them for active flight. This is the first discovery of quill knobs in any enantiornithine bird, which tells us that it was a very strong flier."

Atterholt and her colleagues named the species Mirarce eatoni (meer-ark'-ee ee-tow'-nee). Mirarce combines the Latin word for wonderful, which pays homage to "the incredible, detailed, three-dimensional preservation of the fossil, " hun sagde, with the mythical Greek character Arce, the winged messenger of the Titans. The species name honors Jeffrey Eaton, a paleontologist who for decades has worked on fossils from the Kaiparowits Formation. Eaton first enticed Hutchison to the area in search of turtles, and they were the first to report fossils from the area some 30 years ago.

Thousands of such fossils from the rocks of the Kaiparowits Formation, many of them dinosaurs, contributed to the establishment of the Grand Staircase-Escalante National Monument in 1996.

"This area contains one of the best Cretaceous fossil records in the entire world, underscoring the critical importance of protecting and preserving these parts of our natural heritage, " Atterholt said. "Reducing the size of the protected area puts some of our nation's most valuable natural and scientific resources at risk."