Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Andet

Fugl med høj, seglformet næb afslører skjult mangfoldighed i dinosaurernes tidsalder

Illustration, der afbilder den tidlige fugl Falcatakely blandt ikke-aviske dinosaurer og andre skabninger under den sene kridttid på Madagaskar. Kredit:Mark Witton.

En kridttid, fugl på størrelse med krage fra Madagaskar ville have skåret sig vej gennem luften med en stor, bladlignende næb og tilbyder vigtig ny indsigt i udviklingen af ​​ansigts- og næbform i de mesozoiske forløbere for moderne fugle. Et internationalt hold af forskere ledet af Ohio University professor Dr. Patrick O'Connor og Stony Brook University professor Dr. Alan H. Turner annoncerede opdagelsen i dag i tidsskriftet Natur .

Fugle har spillet en central rolle i at forme vores forståelse af biologisk evolution. Så længe siden som i midten af ​​det 19. århundrede, Charles Darwins skarpe iagttagelser af mangfoldigheden af ​​næbform hos Galapagos finker påvirkede hans afhandling om evolution gennem naturlig udvælgelse. Denne fossile fugleopdagelse tilføjer et nyt twist på udviklingen af ​​kranier og næb hos fugle og deres nære slægtninge, viser, at evolution kan arbejde gennem forskellige udviklingsveje for at opnå lignende hovedformer hos meget fjernt beslægtede dyr.

Fuglen hedder Falcatakely, en kombination af latinske og malagassiske ord inspireret af den lille størrelse og det seglformede næb, sidstnævnte repræsenterer en helt ny ansigtsform hos mesozoiske fugle. Arten kendes fra en enkelt velbevaret, næsten komplet kranium, en, der blev begravet i en mudret affaldsstrøm for omkring 68 millioner år siden. Fugleskeletter er sjældne i fossilregistret på grund af deres lette knogler og lille størrelse. Fuglekranier er et endnu sjældnere fund. Falcatakely er den anden kridtfugleart, der er opdaget på Madagaskar af det National Science Foundation-finansierede hold.

Det sarte eksemplar forbliver delvist indlejret i klippen på grund af den komplekse række af letbyggede knogler, der udgør kraniet. Selvom det er ret lille, med en estimeret kranielængde på kun 8,5 cm (~ 3 tommer), den udsøgte konservering afslører mange vigtige detaljer. Som et eksempel, en kompleks række af riller på knoglerne, der udgør siden af ​​ansigtet, indikerer, at dyret var vært for et ekspansivt keratinøst betræk, eller næb, i livet.

Falcatakely forsterae, som den ser ud i klippen, efter at være blevet afsløret ved μCT-scanning, digitalt dissekeret, og animeret fra dens tilstand ved opdagelsen til en livagtig rekonstruktion af kraniet. Kredit:Joseph Groenke, Ohio Universitet

"Da ansigtet begyndte at dukke op fra klippen, vi vidste, at det var noget helt særligt, hvis ikke helt unikt, " bemærker Patrick O'Connor, professor i anatomi og neurovidenskab ved Ohio University og hovedforfatter på undersøgelsen. "Mesozoiske fugle med så høje, lange ansigter er fuldstændig ukendte, med Falcatakely, der giver en fantastisk mulighed for at genoverveje ideer omkring hoved- og næb-evolution i den slægt, der fører til moderne fugle."

Falcatakely tilhører en uddød gruppe af fugle kaldet Enantiornithes, en gruppe, der udelukkende er kendt fra kridttiden og overvejende fra fossiler opdaget i Asien. "Enantiornithines repræsenterer den første store diversificering af tidlige fugle, optager økosystemer sammen med deres ikke-fugle-slægtninge, såsom Velociraptor og Tyrannosaurus, " siger Turner, en lektor i anatomiske videnskaber ved Stony Brook University og studie medforfatter. "I modsætning til de første fugle, såsom Archaeopteryx, med lange haler og primitive træk i kraniet, Enantiornithiner som Falcatakely ville have set relativt moderne ud."

En livsrekonstruktion af Falcatakely kan efterlade en med det indtryk, at dette er en relativt umærkelig fugl. Men det er under det keratinøse næb, at den evolutionære intrige ligger. O'Connor og hans kolleger kunne ikke fjerne de enkelte knogler fra Falcatakely fra klippen til undersøgelse, fordi de var alt for skrøbelige. I stedet, forskerholdet brugte højopløsnings mikrocomputertomografi (μCT) og omfattende digital modellering til virtuelt at dissekere individuelle knogler fra klippen, hvor forstørret 3-D-print af de digitale modeller er afgørende for at rekonstruere kraniet og for sammenligninger med andre arter. Efterhånden som forskningen skred frem, det blev tydeligt, at knogler, der udgør ansigtet i Falcatakely, var organiseret helt anderledes end nogen dinosaurs, fugle eller ikke-fugle, på trods af at have et ansigt, der overfladisk ligner en række moderne fuglegrupper, der lever i dag.

Alle levende fugle bygger skelettet af deres næb på en helt bestemt måde. Det er for det meste dannet af en enkelt forstørret knogle kaldet premaxilla. I modsætning, de fleste fugle fra dinosaurernes tidsalder, som den ikoniske Archaeopteryx, har relativt uspecialiserede tryner bestående af en lille præmaxilla og en stor maxilla. Overraskende, forskerne fandt dette lignende primitive arrangement af knogler i Falcatakely, men med en overordnet ansigtsform, der minder om visse moderne fugle med en høj, lang overnæb og helt ulig noget kendt i mesozoikum.

Kunstner rekonstruktion af den sene kridt enantiornithine fugl Falcatakely forsterae. Kredit:Mark Witton

"Falcatakely kan generelt ligne et hvilket som helst antal moderne fugle med huden og næbet på plads, imidlertid, det er den underliggende skeletstruktur i ansigtet, der vender det, vi ved om fuglens evolutionære anatomi, på hovedet" bemærkede O'Connor. "Der er klart forskellige udviklingsmæssige måder at organisere ansigtsskelettet på, som fører til generelt lignende slutmål, eller i dette tilfælde, lignende hoved- og næbform."

For at udforske, hvordan denne type konvergent anatomi udviklede sig, O'Connor og Turner fik hjælp fra deres kollega Dr. Ryan Felice, en ekspert i kraniets anatomi hos fugle og andre dinosaurer. "Vi fandt ud af, at nogle moderne fugle som tukaner og næsehornsfugle udviklede meget lignende seglformede næb titusinder af år efter Falcatakely. Hvad der er så fantastisk er, at disse slægter konvergerede på den samme grundlæggende anatomi på trods af at de var meget fjernt beslægtede, " bemærkede Felice, lektor i menneskelig anatomi ved University College London.

Falcatakely blev genfundet fra den seneste kridttid (70-68 millioner år siden) klipper i det, der nu er det nordvestlige Madagaskar, i, hvad der er blevet fortolket som en semi-arid, meget sæsonbestemt miljø. Det samme miljø var også vært for en række andre virkelig bizarre dyr, såsom mops-næse, planteædende krokodyliform Simosuchus og det nyligt beskrevne pattedyr Adalatherium. "At skubbe grænserne for vores viden om Jordens historie og biologiske evolution, vi er nødt til at se i uudforskede eller underudforskede områder, " bemærkede Turner.

"Opdagelsen af ​​Falcatekely understreger, at meget af Jordens dybe historie stadig er indhyllet i mystik, " tilføjede O'Connor, "især fra de dele af planeten, der er blevet relativt mindre udforsket." Madagaskar har altid flyttet grænserne for biologisk potentiale. Ja, Madagaskars unikke biota har fascineret naturhistorikere og videnskabsmænd på tværs af mange discipliner, ofte indrammet i sammenhæng med evolutionen isoleret på det store ø-kontinent. "Jo mere vi lærer om dyr i kridtalderen, planter, og økosystemer i det nuværende Madagaskar, jo mere vi ser, at dens unikke biotiske signatur strækker sig langt tilbage i fortiden og afspejler ikke blot øens økosystem i nyere tid."


Varme artikler