Dinoszauruszból madár, avagy az Archaeopteryx tollai

Ultraibolya fény és számítógépes tomográfia eszközeivel tárt fel új részleteket az ikonikus Archaeopteryxről egy amerikai-kínai kutatócsoport, amelyet az ősmadarak, tollas dinók világhírű kutatója, Jingmai O’Connor vezetett, kínai kollégája, Dr. Hu Han társaságában. A szakemberek a rendkívüli állapotban fennmaradt chicagói fosszíliát vizsgálták újra, ez a 14. megtalált maradvány, amely 2022 óta a Field Museum kincse.

A maradvány sokáig egy svájci magángyűjteményben volt, onnan vásárolta meg a múzeum, támogatóinak segítségével. Ennek köszönhetően tudományos vizsgálatokat is lehet már végezni az ősmaradványon, amelyet 2024 óta az intézmény látogatói is megnézhetnek. Miközben a leletet a kiállításra felkészítették, elképesztő részletességgel meg is vizsgálták azt.

Az Archaeopteryx az az őslény, amelynek segítségével beigazolódhatott Darwin elmélete, olyan mintegy 150 millió éve élt dinoszaurusz, amely nemcsak ősi, de már a mai madarakra jellemző tulajdonságokat is hordoz, és igazolja, hogy a madarak voltaképp dinoszauruszok. A chicagói példányról kiderült, hogy olyan finom csontozati részleteket és lágy szöveteket is tartalmaz, amelyeket eddig egy másik Archaeopteryx maradványon se sikerült megtalálni.

Különösen nagy jelentőségű az a típusú tollcsoport, amely igazolta, hogy az állat valóban tudott repülni, szemben a nem madár dinoszauruszokkal.

„Amikor megérkezett az Archaeopteryxünk, akkor magával ragadott, hogy micsoda nagyszerű dolog is ez, elképesztően izgatott voltam. Ugyanekkor viszont azzal is tisztában voltam, hogy 160 éve ismerjük már az Archaeopteryxet, bizonytalan voltam abban, hogy tudunk-e majd valami újat kihúzni belőle” – magyarázta O’Connor.

„Azonban a példányunk annyira kiváló állapotban maradt fenn, és olyan jól preparált, hogy végül a csőre hegyétől a farka végéig tonnányi új adathoz segített hozzá.”

A jura időszakban élt ősállat valójában meglehetősen kistermetű volt, a chicagói példány pedig mind közt a legkisebb, nagyjából galamb méretű. A törékeny, csöves csontjait a rendkívül kemény mészkő őrizte meg, így nem is lehet a csontokat teljesen kiszabadítani a kőzetből úgy, ahogy például egy robusztus T. rex csontjaival megteheti az ember.

Ennek okán a kutatók a preparálás során a kövület feletti kőzetet távolították csak el, igen óvatosan, szilánkonként. A preparátor szakemberek több mint egy éven át dolgoztak a maradványon, amelynek „kicsomagolásában” az is akadály volt, hogy a csont és a kőzet szinte teljesen azonos színű. Emiatt végül CT segítségével tudták meghatározni, hogy hol ér véget a csont, hol kezdődik a mészkő.

A CT segítségével 3D képet kaptak az ősmaradványról, és például kiderült, hogy pontosan 3,2 milliméterrel a felszín alatt kezdődik a csont – így elkerülhető volt, hogy a kőzet lefejtése során véletlenül a csontot is megsértsék. „Ez volt az első Archaeopteryx amelyről teljes test CT felvétel készült” – tette hozzá O’Connor.

Az ultraibolya fény további részleteket tárt fel az ősmaradványon, mint például a lábujjak pikkelykéi. „Korábbi kutatások kimutatták, hogy van valami kémiai összetevő a solnhofeni ősmaradványok légy szöveti részeiben, amitől világítanak ultraibolya fényben. A preparátor csoportunk ezért a munkák során rendre ellenőrizte UV lámpával a maradványt, nehogy valamilyen, szabad szemmel nem látható részt véletlenül eltávolítsanak” – mondta a kutató.

Mindennek a rendkívül aprólékos munkának köszönhető, hogy minden korábbinál több információt lehetett kinyerni a chicagói Archaeopteryxből. A kutató szerint valószínűleg másik példányokban is lehettek finom részletek, azonban azok feltárása során a korábbi, primitívebb preparációs technikák miatt egyszerűen nem vették észre őket. Habár rengeteg új információ tárult most fel, O’Connor és kutatótársai néhány kiemelt részletre koncentráltak: a fej, a mellső és a hátsó végtagok, valamint a tollak.

A szájpadlás csontjaiból a mai madarak azon tulajdonságának evolúciójára derült fény, hogy képesek a csőrüket a koponyától elkülönülten mozgatni. Bár ez nem tűnik túl izgalmas dolognak, de a madarak evolúciója során ez az apróság tette lehetővé, hogy olyan elképesztően sokféle élőhelyet meghódítsanak, és a ma élő mintegy 11 ezer faj kialakulhasson.

A mellső és hátsó végtagok lágy szöveti maradványai arra engednek következtetni, hogy a chicagói Archaeopteryx sok időt töltött a talajon sétálva, de még akár fára mászni is tudhatott.

Bár nem az Archaeopteryx az első dinoszaurusz, amelyen szárnyakat és tollakat találni, de úgy véljük az első lehetett, amely a tollait a repüléshez használhatta

– mondta O’Connor.

A legérdekesebb a harmadrendű evezőtollak megléte, e tollakat eddig nem látták a lelet fajtársain. Ezek a szárny felkari részén található hosszú tollak, amelyeknek a repülésben fontos aerodinamikai szerepük van. A modern madarakban e tollak szerepe az, hogy az elsőrendű és másodrendű evezőtollak és a test közti hézagot kitöltve biztosítsák a megfelelő felhajtóerőt. Ha ugyanis a szárnytollak és a test közt rések vannak, akkor ezek megbontják az aerodinamikai egyensúlyt, és a madár nem fog tudni repülni.

Mivel az Archaeopteryxnek igen hosszúak voltak a felkarcsontjai, így a rések is nagyobbak lehettek – azonban a harmadrendű evezőtollak révén ezt a problémát sikerült megoldania az ősmadárnak. (A mai madaraknak a tollakon túl az ősinél sokkal rövidebb felkarcsont is segít áthidalni e rést.)

Számos más tollas-szárnyas, több szempontból madárszerű, ám mégsem madár dinónál a harmadrendű evezők hiányoznak, az állatok tollai csak „könyékig” tartanak. Ez pedig arról árulkodik, hogy e fajok egyszerűen képtelenek lehettek a repülésre. Az is kiderült az elemzésekből, hogy a dinoszauruszok körében sem csak egyszer alakult ki a repülés képessége. (Érdemes megjegyezni, mert nem biztos, hogy egyértelmű: a repülő pteroszauruszok, nem tartoztak a dinoszauruszok közé, két külön „testvér” állatcsoportról van szó, amelyek valamikori közös ősből eredtek.)

A most közzé tett eredmények a chicagói Archaeopteryx kapcsán csak a jéghegy csúcsát jelentik. Valószínű tehát, hogy fogunk még hallani erről a kiváló állapotú ősmadárról.