גילוי מחזק את הקשר האבולוציוני בין ציפורים ודינוזאורים
צוות מדענים הכריז בשבוע שעבר (23 ביוני) ב-Nature על גילוי בצפון מזרח סין של שני מיני דינוזאורים בני 120 מיליון שנה, שניהם מראים עדויות חד משמעיות לנוצות אמיתיות. שני היצורים החדשים והמדהימים מספקים תמיכה נוספת לתיאוריה לפיה ציפורים התפתחו מדינוזאורים קטנים אוכלי בשר תושבי הקרקע ומעניקים תובנות חדשות לגבי מקור הציפורים.
התגלית הוכרזה על ידי צוות בינלאומי של מדענים: Ji Qiang, מנהל המוזיאון הגיאולוגי הלאומי של סין; פיל קורי, אוצר, המוזיאון המלכותי טירל לפליאונטולוגיה בדרומהלר, קנדה; מארק נורל, יו"ר ואוצר שותף, המחלקה לפליאונטולוגיה של בעלי חוליות, המוזיאון האמריקאי להיסטוריה של הטבע, ניו יורק; וג'י שו-אן, מהמוזיאון הגיאולוגי הלאומי של סין.הממצא הוא סיפור השער של גיליון יולי של מגזין נשיונל ג'יאוגרפיק.
אחד היצורים החדשים נקרא Caudipteryx zoui, או "נוצת זנב", עבור מניפת הפלומות הנראית בקצה זנבה של החיה. על המאובן נראים נוצות דמויות פלומה ו"נוצות למחצה", מה שמצביע על כך שרוב גופו היה מכוסה נוצות. בניגוד לארכיאופטריקס - שנחשבה זה מכבר לציפור הקדומה ביותר הידועה - ולציפורים מודרניות, שנוצות הכנפיים שלהן לא סימטריות, לעומת זאת, נוצות הכנפיים של קודיפטריקס הן סימטריות. נוצה סימטרית חסרה את האיכויות האווירודינמיות הנחשבות הכרחיות לטיסה, ולכן לא סביר שקאודיפטריקס יוכל לעוף.
המין החדש הנוסף, Protarchaeopteryx robusta, נקרא כך מכיוון שהוא דומה לארכיאופטריקס, אבל הוא פרימיטיבי יותר. Protarchaeopteryx הוא בערך בגודל של תרנגול הודו של ימינו, והיה קרוב לבשלות כאשר הוא מת. בדומה לקודיפטריקס, רוב גופו היה כנראה מכוסה בנוצות, אם כי לא נשמרה עדות לנוצות כנפיים.הרגליים הארוכות יחסית של שתי החיות מראות שהם היו רצים מהירים תושבי הקרקע.
כדי לקבוע במדויק היכן שני המינים החדשים נופלים על עץ המשפחה של ציפורים ודינוזאורים, צוות המחקר בחן תשעים מאפיינים פיזיים נפרדים שנראו במאובנים. הניתוח הראה כי לא קאודיפטריקס ולא פרוטארכאופטריקס היו ציפור אמיתית, אלא ששניהם היו דינוזאורים שקשורים מאוד לציפורים - ואכן, נקבע כי קודיפטריקס הוא אחד הדינוזאורים הקשורים הכי קרובים לציפורים אמיתיות. Protarchaeopteryx נמצאה פרימיטיבית יותר, ועשויה להיות קרובת משפחה ל-Velociraptorinae, קבוצת דינוזאורים ששמה שמה מהחבר המפורסם ביותר שלה, Velociraptor, אם כי הקשר הזה עדיין לא נפתר במלואו. "בשלב זה, העדויות המצביעות על כך שציפורים נגזרות מדינוזאורים הן מדהימות לחלוטין", אומר ד"ר נורל. "יש לנו עשרות תכונות אנטומיות שמחשרות באופן חד משמעי את שושלת הדינוזאורים התרופודים לזה של ציפורים.גילוי הדינוזאורים הנוצות מסין מספק עדות דרמטית ומשכנעת יותר לכך שהדינוזאורים לא נכחדו, ולמעשה הם היום מגוונים יותר מאשר בכל זמן אחר בתולדות כדור הארץ". הימצאות נוצות בבעלי חיים שאינם ציפורים. מעלה שאלות בסיסיות לגבי האופן שבו יש להגדיר "ציפורים". באופן מסורתי נוצות נחשבו למאפיין קריטי בזיהוי בעל חיים כציפור. התגלית החדשה מנפצת מוסכמה ארוכת שנים זו, ומוכיחה שלא ניתן עוד להתייחס בנוצות להגדרה המרכזית אופייני למה שיש ומה אינו ציפור.
"התגליות החדשות שהתגלו בחלק המערבי של מחוז ליאונינג, צפון מזרח סין, מספקות עדות חותכת לכך שציפורים התפתחו מדינוזאורים קטנים של תרופוד", אומר ד"ר ג'י צ'יאנג. "אבל אותם מאובנים שמגבשים את הקשר בין ציפורים ודינוזאורים מטשטשים את ההגדרה של מה בדיוק מהווה 'ציפור'.המחקר המתמשך שלנו בערוגות הנושאות מאובנים של מחוז ליאונינג יניב כמעט בוודאות תגליות נוספות שיאירו את השאלה המורכבת הזו."
אם לא Caudipteryx ולא Protarchaeopteryx היו מסוגלים לעוף, איזו מטרה אפשרית שירתו הנוצות שלהם? ההסבר הסביר ביותר הוא שהנוצות התעוררו לא כדי להפעיל מעוף, אלא כבידוד. יש לכך השלכות מעניינות על הוויכוח רב השנים בשאלה האם חלק מהדינוזאורים היו בעלי דם חם. השימוש הפוטנציאלי בנוצות כדי לשמור על חום הגוף יטען נגד חילוף חומרים בדם קר לחלוטין, אם כי אין זה אומר שלדינוזאורים או לציפורים מוקדמות יש חילוף חומרים דומים לאלו של ציפורים כיום. גילויים אחרונים מצביעים על כך שהיה להם סוג ביניים של חילוף חומרים שיכול להיחשב לא סתם דם קר או חם.
גילוי הדינוזאורים עם הנוצות מוסיף מומנטום למעבר מהאמונה בראשוניותו של המאובן המפורסם Archeopteryx כמפתח להבנת מקור הציפורים.ממצאי מאובנים משמעותיים רבים בעשור האחרון, כולל התגליות שהוכרזו השבוע, גרמו למדענים לשנות באופן דרמטי את השקפתם לגבי השלבים באבולוציה של הציפורים ומקור המעוף.
אחת הדגימות הרבות שתרמו להבנה החדשה הזו נמצאה ב-1996 באותו אתר כמו Caudipteryx ו-Protarchaeopteryx, ותוארה ונקראה על ידי ד"ר ג'י צ'יאנג, שקרא לחיה Sinosauropteryx prima, או " נוצת הדרקון הסינית הראשונה." ל-Sinosauropteryx, רץ שוכן בקרקע, היו סיבים זעירים שלדעתם הם "פרוטו-נוצות" שזיפזו במורד גבו. הפרוטו-נוצות הללו, יחד עם הנוצות האמיתיות הפרימיטיביות של המאובנים שתוארו השבוע, נותנים תובנה חסרת תקדים לגבי ההתפתחות האבולוציונית של תכונה זו הקשורה זמן כה רב עם ציפורים.
הגילוי ב-1997 בפטגוניה של המין החדש Unenlagia סיפק עדות לשלב נוסף במעבר בין דינוזאור לציפור.יצור חסר מעוף זה באורך שמונה מטרים היה מסוגל להזיז את זרועותיו למעלה ולמטה באופן שהיה מבשר לתנועת הנפנופים שבה משתמשת ציפור בטיסה, שנראה כמייצגת צעד קריטי לקראת מעוף ממונע.
תגליות שנעשו בשנות ה-90 על ידי ד"ר נורל וצוות המשלחת של המוזיאון האמריקאי להיסטוריה של הטבע/האקדמיה המונגולית למדעים במדבר גובי, כללו גם מספר מאובנים המחזקים את הקשר בין ציפורים ודינוזאורים. בין התגליות הללו היה אובירפטור שנמצא מקנן על הביצים שלו בדיוק כפי שעושות ציפורים מודרניות, מה שסיפק את העדות הישירה הראשונה לטיפול הורי בקרב דינוזאורים. הצוות גם גילה את שני המינים החדשים Mononykus ו-Shuvuiaa, שניהם חיות ארוכות רגליים וארוכות זנב עם זרועות עבותות, שלמרות המראה המוזר מאוד שלהן, קשורות יותר לציפורים מודרניות מאשר Archaeopteryx.
"במשך יותר ממאה שנה, ההבנה המדעית של אבולוציה של ציפורים הסתמכה כמעט אך ורק על קומץ מאובנים, שכולם התגלו בסוף המאה ה-19", אומר לואיס צ'יאפה, עמית מחקר במוזיאון האמריקאי להיסטוריה של הטבע. המחלקה לצפרות וחבר בעבר בצוות משלחת גובי."העשור האחרון הביא מפולת של תגליות חדשות שהפכו את הקשר האבולוציוני בין דינוזאורים לציפורים ללא עוררין, ואפשרו להתחיל להבין את התפתחות הכנף והנוצות, כמו גם את מקור המעוף. ההתקדמות בתחום זה היא חסרת תקדים, ועם גילוי אתרי מאובנים חדשים ועשירים להפליא, היא מבטיחה להמשיך."
