66 millió éves toll mesél a madarak túléléséről

66 millió évvel ezelőtt, rövid idővel a nem madár dinoszauruszok kihalása előtt egy közepes termetű dinoszaurusz, talán egy Nanotyrannus vagy egy T. rex elkapott egy madarat és megette. A madár elfogyasztása után annak darabjai végigszaladtak az állat emésztőrendszerén, majd annak rendje és módja szerint a maradványok távoztak a ragadozó másik végén.

Az eltelt évmilliók során az ürülékbe zárt eledel részei megkövültek, majd 2016-ban egy Montana államban lévő kutatási helyszínen egy szakember véletlenül rábukkant. Amint kézi nagyítójával ránézett a pár centis kövületre, megdöbbenten látta: abban egy ép madártoll rejtőzik.

A madarak rendkívül ritkán válnak csak kövületté, és még ritkább, hogy a tollaik is bekerülnek az ősmaradványba. Épp ezért minden olyan nyomuk, amelyből megtudhatunk valamit a testfelépítésükről, egyes testrészeikről, kincset érnek. Így van ez a toll esetében is.

A 2016-os lelet a híres Hell Creek kőzetformáció rendkívüli ajándéka, és arról árul el részleteket, hogy a madarak őseinek tollai miként váltak azzá a kifinomult rendszerű testrésszé, amellyel jelenleg rendelkeznek a kréta végi kihalást túlélt madarak. A kutatásról a Current Biology folyóiratban számoltak be a szakemberek.

A koprolitba zárt madártoll messze a legkiválóbb állapotú a 250-66 millió évvel ezelőtti mezozoikumból, vagyis a perm végi nagy kihalás és a kréta végi nagy kihalás közti évmilliókból.

A koprolitot persze alaposabb vizsgálatnak is alávetették, így mikro-CT segítségével 3D-ben térképezték fel a belsejét. Rétegről-rétegre tárultak fel benne a tollak, egymás után, emellett apró halpikkelyeket, valamint egy kihalt, Hesperornithes csoportba tartozó ősmadár lábcsontjának maradványait is azonosították benne. Olyan részleteket sikerült megtudni a maradványok segítségével, amely arról mesél, a dinoszauruszok közül miért csupán a madarak tudták túlélni a kréta végi kataklizmát.

A madarak mintegy 150 millió éve kezdték el máig tartó evolúciós útjukat. Ezen idő alatt az Archaeopteryxtől eljutottak a császárpingvinig vagy a kolibriig, azonban a kréta időszak végi becsapódást csak egyetlen kis csoportjuk, a Neornithes élte túl.

Ma minden madár e csoportba tartozik, evolúciós értelemben pont ugyanolyan fejlett egy ősi jegyeket őrző strucc, mint egy cinege. Régóta foglalkoztatja az őslénykutatókat, hogy vajon mi oka lehet ennek, miért voltak képesek e madarak fennmaradni a Chicxulub-becsapódást követő időszakban is?

„Elképesztően szép és kiváló állapotú ez a toll, ráadásnak meglehetősen szokatlan helyen maradt ránk” – mondta a kutatást vezető Jingmai O’Connor világhírű, a madarak korai evolúcióját kutató paleontológus. „Úgy tudom, soha eddig nem keresett senki se tollmaradványokat koprolitokban, épp ezért is volt különösen izgalmas a mostani kutatás.”

A kövületben talált madárcsontokról és a tollakról a kutatók úgy vélik, egyazon állat maradványaihoz tartoztak, vagyis egy olyanhoz, amely életmódjában a kormoránhoz vagy a búvárfélékhez hasonló lehetett, ám a legtöbb röpképtelen volt. A toll vizsgálatai is a vízi vadászathoz, életmódhoz alkalmazkodás jegyeit mutatták. „A Hesperornithes-félék közeli rokonai voltak a kihalást túlélő, ma is élő madaraknak” – tette hozzá O’Connor.

Egyes kutatók úgy gondolták, hogy a mai madarak annak köszönhetően élték túl a kréta végi kihalást, mert vízhez közeli életmódjuk lehetett, vagy valami egyéb, az élőhelyükhöz köthető tényező segíthette ebben őket. Azonban a Hesperornithes-félék pont vízi életmódú madarak voltak, mégis kihaltak, így valami más állhat a mai madaraink sikeres túlélése mögött.

O’Connor úgy gondolja, hogy a tollazatnak fontos szerep juthatott. Vagy a tollaik típusa, vagy az válhatott döntő – ha nem is egyedüli – tényezővé, ahogy vedlettek, tollat váltottak. A most talált Hesperornithes-tollak az elsők, amelyek e madárcsoporttól ránk maradtak.

A vizsgálatuk azt mutatta, hogy átmenetet képeztek az ősibb Enantiornithes-csoport madarainak tollai és a modern madaraké között. A tollaknak egyaránt voltak modern jellemzői, de közben magukon hordozták az ősibb, kusza, testet fedő pelyheket is, amelyeket az Enantiornithes-hez tartozó madarak, illetve más tollas dinók maradványaiból ismerünk.

A tollak feladata a hőszigetelés – ha pedig az ősibb típusok nem tudták eléggé szigetelni gazdáikat, akkor érthető, hogy azok miért is haltak ki a becsapódást követő globális tél során. A Neornithes csoport tollai viszont elég jó szigetelők lehettek, így e csoport képviselői számára nem volt abszolút végzetes a 66 millió évvel ezelőtti, atomtél jellegű lehűlés.

O’Connor elmondta, a mostani szerencsés felfedezés egyedi munkát tett lehetővé, mivel eddig soha senki nem keresett tollakat a koprolitokban. Ha történetesen nem látszott volna a kövület felszínén a toll, senki se fogott volna bele a vizsgálatba – holott úgy tűnik, érdemes ezeket az egyedi módon keletkezett ősmaradványokat is alaposabban ellenőrizni. „Remélem, több kutató fogja eztán CT-vel vizsgálni a koprolitokat, és alaposabban felmérni, mi is található a belsejükben” – fűzte hozzá a szakember.