Egy fenyveserdőben Kína északkeleti vidékén egy masszív pala lejtőn tele vannak kihaltak lények maradványai 125 millió évvel ezelőtt, amikor Liaoning tartomány ezen részét édesvízi tavak borították. Abban az időben a vulkáni kitörések rendszeresen megrázkódtattak, és elmondhatatlan milliók hüllőket, halakat, csigákat és rovarokat robbantottak fel a hamuban. Gyengéden lépek a számtalan kövület között, felveszek a kezemnél nem sokkal nagyobb palatáblát, és szikla kalapáccsal megsimogadom a szélét. A varrás feldarabolja a rágcsáló színű halat, így a finom uszonyok és a csontok tükörképei olyan vékonyak, mint az emberi szőrszálak.
kapcsolodo tartalom
- Ahol a dinoszauruszok barangoltak
- Dinosaur Shocker
Kína egyik csillag paleontológusa, Zhou Zhonghe mosolyog. "Csodálatos hely, nem?" mondja.
1995-ben Zhou és kollégái bejelentették egy fosszilis anyag felfedezését ebből az őskori katasztrófa-övezetből, amely a paleontológia új korszakát hirdette meg. A kövület olyan varjú primitív madár volt, amelyet a vulkanikus füst elfojtott, amikor millió évvel ezelőtt a tavak fölé forgott. Az új fajt a Confuciusornis-nek nevezte el, a kínai filozófus után.
Addig a világon csak maroknyi őskori madárkövületet fedeztek fel. Ennek részben az az oka, hogy a madarak, mint ahogy most, sokkal ritkábban fordultak elő, mint a halak és a gerinctelenek, és részben azért, mert a madarak könnyebben elkerülik az iszapcsúcsokat, kátránygödröket, vulkánkitöréseket és más geológiai jelenségeket, amelyek az állatokat elfogták és őrizték meg őket az életkor során. A tudósok mindössze tíz érintetlen megkövesedett csontvázát találták a legkorábbi ismert madár, az Archeopteryx-ről, amely a jura időszak végén, körülbelül 145 millió évvel ezelőtt élt.
Zhou, aki a Pekingi Kínai Tudományos Akadémia gerinces paleontológiai és paleoantropológiai intézetében (IVPP) dolgozik, úgy vélte, hogy a Liaoningi rendkívüli csontágyak kitölthetik a legkorábbi madarak fosszilis nyilvántartásában szereplő sok üres helyet. Nem lehetett volna több prófétai. Az elmúlt 15 évben ezer finoman megőrzött fosszilis madár jelent meg az ősi tómederben, amelyet Yixian-formációnak hívnak. A régió emellett lenyűgöző dinoszaurusz példányokat is hozott, amelyek hasonló fajtáit még soha nem látották. Ennek eredményeként Kína volt a kulcsa az elmúlt 150 évben a dinoszaurusztudomány egyik legnagyobb kérdésének - a madarak és a dinoszauruszok közötti valódi kapcsolat - megoldásának.
Az a gondolat, hogy a madarak - a szárazföldi gerinces állatok legkülönfélébb csoportja, közel 10 000 élő fajjal - közvetlenül a dinoszauruszokból származnak, nem új. Ezt Thomas Henry Huxley angol biológus emelte fel 1870-es értekezésében, a Dinoszaurusz hüllők és a madarak közötti rokonszenvedés további bizonyítékaiban . Huxley, a neves anatómus, aki talán a legjobban emlékezett Charles Darwin evolúciós elméletének lelkes védelmére, kevés különbséget látott a Compsognathus csontszerkezete között, amely nem nagyobb, mint a pulyka dinoszaurusz, és az Archeopteryx között, amelyet Németországban fedeztek fel és 1861-ben írtak le. Amikor Huxley struccokra és más modern madarakra nézett, apróbb dinoszauruszokat látott. Ha egy csecsemő csirkéjének csontok kibővültek és fosszíliák lennének, megjegyezte: "A karakterükben semmi sem akadályozza meg abban, hogy a dinoszauruszra utaljuk őket."
Ennek ellenére az évtizedek folyamán a kutatók, akik kételkedtek a dinoszaurusz-madár kapcsolatában, szintén jó anatómiai érveket hoztak. Azt mondták, hogy a dinoszauruszoknak számos olyan jellemzője hiányzik, amelyek kifejezetten madárinfluenza, beleértve a szárcsontot vagy az olvasztott kagylókat; csontok légzsákokkal tele; rugalmas csuklóízületek; és három lábujj. Sőt, a feltüntetett kapcsolat ellentétesnek tűnik azzal, amit mindenki tudott: a madarak kicsik, intelligens, gyorsak, meleg fényű spritek, míg a dinoszauruszok - a görögtől a „félelmetesen nagy gyíkért” - hidegvérű, unalmas, taposó, hüllőszerű lények voltak. .
Az 1960-as évek végén egy Montanából származó fosszíliált dinoszauruszváz kezdett aláásni ezt a feltételezést. A Deinonychus, vagyis a "szörnyű karom", a sarló alakú talon után az egyes hátsó lábakon, körülbelül 11 lábnyira állt a fejétől a farkáig, és udvaros ragadozó volt. Sőt, csontszerkezete hasonló volt az Archeopteryxéhez . A tudósok hamarosan további érdekes fizikai bizonyítékokat gyűjtöttek, és úgy találták, hogy az összeolvadt körömviszonyok általában a dinoszauruszokban. A Deinonychus és a Velociraptor csontoknak légzsákjai és rugalmas csuklóízületei voltak. A dinoszaurusz vonások mindig madárszerűek voltak. "Mindezeket a madarakat kihúzták a meghatározásból" - mondja Matthew Carrano, a Smithsonian Nemzeti Természettudományi Múzeum paleontológusa.
De volt egy olyan fontos tulajdonság, amelyet a dinoszauruszokban még nem találtak, és kevés szakértő érzi magát teljesen kényelmesen, amikor azt állítja, hogy a chickadee és a triceratops rokona, amíg bizonyítékokkal nem rendelkeznek e hiányzó anatómiai kapcsolatról: toll.
Egy szegény kínai mezőgazdasági termelő, Li Yingfang 1996 augusztusában Sihetun faluban, minden órájának egyik legnagyobb fosszilis leletét készítette, egy órás autóútra a helytől, ahol fosszilis halakat vártam. "Fákat ültettem a fák ültetéséhez" - emlékszik vissza Li, aki most teljes munkaidőben dolgozik egy éppen épített dinoszaurusz múzeumban. Egy lyukból két láb hosszú palatáblát derített elő. Li, tapasztalt fosszilis vadász, Li elvágta a táblát, és egy lényt látott, ellentétben senkivel, amit látott. A csontváznak madárszerű koponya volt, hosszú farka és benyomása volt arról, hogy milyennek tűnik a toll alakja.
A tollak miatt Ji Qiang, a Nemzeti Geológiai Múzeum akkori igazgatója, amely Li egyik lapját vásárolta, feltételezte, hogy ez egy új primitív madárfaj. Más kínai paleontológusok azonban meg voltak győződve arról, hogy dinoszaurusz volt.
Az októberi pekingi látogatáson Philip Currie, a mai Albertói Egyetem paleontológusa látta a mintát, és rájött, hogy a paleontológia a fejére fordul. A következő hónapban Currie, a régóta működő kínai kéz, fényképeket mutatott a kollégáknak a gerinces paleontológia társaságának éves találkozóján. A kép ellopta a show-t. "Olyan csodálatos kövület volt" - emlékszik vissza a Nemzeti Természettudományi Múzeum Hans-Dieter Sues paleontológusa. "Szenzációs." A nyugati paleontológusok hamarosan zarándoklatot tettek Pekingbe, hogy megtekintsék a kövületet. "Káprázatosan jöttek vissza" - mondja Sues.
A tollak ellenére a csontváz nem hagyta kétségessé, hogy a Sinosauropteryx elnevezésű új faj, amely "kínai gyík szárny" -ot jelent, dinoszaurusz volt. Körülbelül 125 millió évvel ezelőtt élt, a radioaktív elemek ragasztása alapján a fosszilis anyagot körülvevő üledékekben. Integrált szálai - a pikkelyes bőréből kiálló hosszú, vékony szerkezetek - meggyőzték a legtöbb paleontológusot, hogy az állat volt az első tollas dinoszaurusz, akit valaha feltártak. Azóta tucat szálakkal vagy tollakkal ellátott dinoszauruszokat fedeztek fel ezen a helyen.
Kínából származó minták elemzésével a paleontológusok kitöltötték a fosszilis rekordok hiányosságait és nyomon követték a különféle dinoszauruszok evolúciós kapcsolatát. A kövületek végül néhány szkeptikus kivételével megerősítették, hogy a madarak dinoszauruszokból származnak, és a Maniraptorans nevű dinoszaurusz család élő képviselői.
A legtöbb dinoszaurusz nem része annak a vonalnak, amely madarakat hozott létre; elfoglalták a dinoszaurusz családfa más ágait. A Sinosauropteryx valójában az volt, amit a paleontológusok nem madár-dinoszaurusznak neveznek, annak ellenére, hogy tollakkal rendelkezett. Ez a betekintés arra késztette a paleontológusokat, hogy vizsgálják felül véleményüket más nem madár-dinoszauruszokról, például a hírhedt húsfogyasztóról, a Velociraptorról, sőt még a tyrannosaur csoport néhány tagjáról is. Őket valószínűleg tollakkal díszítették.
A tollas kövületek sokasága lehetővé tette a paleontológusoknak, hogy megvizsgálják egy alapvető kérdést: Miért fejlődtek ki a tollak? Manapság egyértelmű, hogy a toll sok funkciót tölt be: segítenek a madaraknak a testhő megtartásában, a víz taszításában és a páros vonzásában. És természetesen elősegítik a repülést - de nem mindig, ahogyan azt a struccok és pingvinek mutatják, amelyeknek tollak vannak, de nem repülnek. Számos tollas dinoszaurusznak nem volt szárny, vagy tollas végtagjaikhoz viszonyítva túl nehéz voltak repülni.
Megfejtve, hogy a tollak morzsolódtak az idõk során az orsószálakról a finom repülõeszközökre, megvilágíthatja a dinoszauruszok madarakra történõ átalakulását, és hogy a természetes szelekció hamisította ezt a komplex vonást. Kevés tudós ismeri az ősi tollokat közelebbről, mint az IVPP Xu Xing. 40 dinoszauruszfajt fedezett fel - több mint bármely más élő tudósnál - Kína szerte. Az IVPP irodája, a pekingi állatkert utca túloldalán, fosszilis anyagokkal és kastélyokkal van elfoglalva.
Xu a tollak fejlődését növekményes folyamatnak tekinti. A toll legelsődleges formájukban egyszálak voltak, emlékeztetve a tollát, amelyek a hüllő bőréből fakadtak. Ezek az egyszerű struktúrák visszamennek; még a pterodaktiileknek is ilyen típusú száljai voltak. Xu azt sugallja, hogy a tollfejlődés a pterodaktilok és a dinoszauruszok közös őseiben kezdődhet meg - közel 240 millió évvel ezelőtt, vagy körülbelül 95 millió évvel az Archeopteryx előtt.
Az egyes szálak megjelenése után a szálakhoz több szál csatlakozott. Ezután a fosszilis nyilvántartásban párosított bárkák lőtték le egy központi tengelyt. Végül, az egymásba fonódó horgok sűrű sorai sima felületet képeztek: a modern madarak úgynevezett pennace tollának alapvető tervét. Mindezeket a tolltípusokat megtalálják a theropodok fosszilis benyomásain, a dinoszaurusz alrendszerben, amely magában foglalja a Tyrannosaurus rexet, valamint a madarakat és más maniraptoranokat.
A rostokat másutt a dinoszaurusz családfában is megtalálják, a fajoktól messze távol eső fajokban, például a Psittacosaurus, egy papagájú növényevő, amely körülbelül 130 millió évvel ezelőtt keletkezett. A farka mentén ritka egyszálú szál volt. Nem világos, hogy miért jelennek meg a szálak néhány dinoszaurusz vonalban, másokban nem. "Az egyik lehetőség az, hogy a tollszerű struktúrák a dinoszaurusz története nagyon korai szakaszában kialakultak" - mondja Xu. Néhány csoport fenntartotta a struktúrákat, míg más csoportok elveszítették őket. "De végül a Maniraptoransben a tollak stabilizálódtak és modern tollakká fejlődtek" - mondja. Vagy az izzószál különféle időpontokban függetlenül alakulhatott ki. Mint Sues rámutat: "Úgy tűnik, hogy genetikai szempontból nem nagy trükk, ha egy skálát filamentummá alakítanak."
Eredetileg valószínűleg egyszálúak voltak a kijelzőn, amely a páva irizáló tollazatának dinoszaurusz-egyenértéke. Erõs bizonyítékok arra az esetre, amikor a tudósok feltárták a 125 millió éves toll valódi színét. A madártoll és a hüllőmérleg melanoszómákat tartalmaz - apró zsákok, amelyek a melanin pigmentet tartalmazzák. Sok paleontológus azt gyanította, hogy a dinoszaurusz tollak melanoszómákat is tartalmaznak. Mike Benton, a Bristoli Egyetem laboratóriumában az IVPP Zhang Fucheng több mint egy évet töltött melanoszómák keresésével madár- és dinoszauruszkötések fényképein, elektronmikroszkóppal készítve. Zhang szorgalma 2009-ben kifizetődött, amikor a Confuciusornis melanoszómáira mutatott rá, amelyek eumelanint tartalmaznak, amely a tollaknak szürke vagy fekete árnyalatot adnak, és a feomelanint, amely gesztenye vöröses-barna színűvé teszi őket. Az állat tollainak fehér, fekete és narancs-barna színű foltok voltak.
A Sinosauropteryx még lenyűgözőbb volt. Zhang úgy találta, hogy a hátsó és farok végén futó szálaknak a dinoszaurusznak úgy kellett volna megjelennie, mint egy narancs-fehér csíkos fodrászoszlophoz. Egy ilyen élénk minta azt sugallja, hogy "először a tollak jelentek meg a színmegjelenítőkként" - mondja Benton.
A korai toll más célokat szolgálhatott volna. Az üreges szálak eloszlathatták a hőt, akárcsak néhány modern gyík fodros. Más paleontológusok azt gondolják, hogy a toll először hőt tart fenn . Beszélő példa az Oviraptor kövületei - egy Mongóliában felbukkanott theropod, amely körülbelül 75 millió évvel ezelőtt élt -, tojásfészekkel fészkelve. Az orvosi kezelõk a lábát a tengelykapcsoló középpontjába csapották és hosszú mellsõ lábaikkal átkarolták a perifériát - ez egy olyan testtartás, amely hihetetlenül hasonlít a madarakat melegen tartó kikelõ madarak számára. Az Oviraptorhoz kapcsolódó dinoszauruszokat penna tolllal borították, ami arra utal, hogy az Oviraptor is. "Ilyen fészekben ülni csak akkor van értelme, ha tollak vannak", hogy fiatalokat óvatosan szigeteljen, mondja Sues.
A tollak természetesen végül a repülés eszközévé váltak. Néhány paleontológus elképzel egy olyan helyzetet, amelyben a dinoszauruszok tollakat használtak, hogy először segítsék őket fák elfoglalásában. "Mivel a dinoszauruszok a bokát csuklópántosak voltak, nem tudtak elfordulni, és nem tudtak jól mászni. Talán a tollak segítettek nekik a fatörzsek felrobbantásában" - mondja Carrano. Az elsősorban földi élő fajok, például a pulyka csecsemőmadarai ilyen módon használják szárnyukat. A tollak millióinak köszönhetően egyre aerodinamikusabbá váltak, és végül lehetővé tették a dinoszauruszok fáról fára siklását. Azok a személyek, akik képesek voltak ilyen jellegű fellépésre, előfordulhat, hogy új élelmiszerforrásokhoz jutnak el, vagy jobban elmenekülhetnek a ragadozókból - és átadhatják a tulajdonságot a következő generációknak.
Az egyik legszebb példány, amely a Liaoning palotadagaiból fakad ki, a Microraptor, amelyet Xu fedezett fel 2003-ban. A szélsőséges vadállat láb vagy két hosszú volt, és a mérleget mindössze két kilóval borította le. A Dromaeosaur családból származó microraptor nem volt madarak őse, ám ellentétben volt a korábban felfedezett tollas dinoszauruszokkal. Xu "négyszárnyú" dinoszaurusznak nevezi, mert a karján és a lábán hosszú, penna toll volt. Összeolvadt mellcsontja és aszimmetrikus tollai miatt - mondja Xu - a Microraptor bizonyosan képes volt fáról fára csúszni, és talán jobb is, ha saját hatalma alatt repül, mint az Archeopteryx volt.
Tavaly Xu felfedezte a négyszárnyú dinoszaurusz másik faját, szintén Liaoningban. Amellett, hogy bebizonyította, hogy a négyszárnyú repülés nem pelyhes volt, az új faj, az Anchiornis huxleyi, amelyet Thomas Henry Huxley tiszteletére neveztek, a legkorábbi ismert tollas dinoszaurusz. A Jurassic tómeder-betétekből származik, 155–160 millió éves korig. A lelet kiküszöböli a madarak és a dinoszauruszok evolúciós kapcsolatával kapcsolatos végső kifogást. Évek óta a szkeptikusok felvetették az úgynevezett ideiglenes paradoxont: nem voltak tollas dinoszauruszok, amelyek régebbiek voltak az Archeopteryxnél, tehát a madarak nem származhattak volna a dinoszauruszokból. Most ezt az érvet eloszlatották : Anchiornis millió évvel idősebb az Archeopteryxnél .
A négyszárnyú dinoszauruszok végül egy életlen fa volt az életfán; eltűnnek a fosszilis rekordokból mintegy 80 millió évvel ezelőtt. Halálukban csak egy repülésre képes dinoszaurusz vonal maradt: madarak.
Mikor alakultak ki a dinoszauruszok madarakká? Nehéz megmondani. "Az evolúciós történelem mélyén rendkívül nehéz meghúzni a vonalat a madarak és a dinoszauruszok között" - mondja Xu. A nyakcsigolyák alakjában és a karok relatív hosszában bekövetkező kisebb különbségeken kívül a korai madarak és azok maniraptoran rokonjai, például a Velociraptor nagyon hasonlóak.
"Ha ma felfedezik az Archeopteryxet, nem hiszem, hogy madárnak hívnád. Tollas dinoszaurusznak hívnád" - mondja Carrano. Még mindig az első madárnak hívják, de inkább történelmi okokból, mint azért, mert a madárszerű tulajdonságok legrégebbi vagy legjobb megvalósítási formája.
Másrészről, a Confuciusornis, amelyben volt az első csőr és legkorábbi pygostyle, vagy a tollakat támasztó ömlesztett farokcsigák, valóban madárnak tűnik. "Meghaladja a szimatolási tesztet" - mondja Carrano.
Mivel az utolsó nem madár dinoszauruszok 65 millió évvel ezelőtt elpusztultak a krétakori függönyt bezáró tömeges kihalás során, a madarak más tulajdonságokkal fejlesztették ki őket, amelyek elkülönítik őket a dinoszauruszoktól. A modern madarak metabolizmusa magasabb, mint a legérdekesebb Velociraptornál . A fogak egy pillanatra eltűntek a madarak evolúciós történetében. A madarak farka rövidebb lett, repülési képességeik javultak, és agyuk nagyobb lett, mint a dinoszauruszoké. És a modern madaraknak, a maniraptoran ősektől eltérően, nagy lábujjuk van, amely a többi lábujjától távol esik, amely lehetővé teszi a madarak sügérét. "Fokozatosan elmozdulsz a nem madár-maniraptoránok hosszú karjaitól és hatalmas kezeitől, ami úgy néz ki, mint a KFC-nél kapott csirkeszárny" - mondja Sues. Tekintettel ezekre a madár-adaptációk mértékére, nem csoda, hogy a dinoszauruszok és a madarak közötti evolúciós kapcsolat, mivel tudjuk, hogy rejtettek maradtak, amíg a paleontológusok el nem kezdték elemezni a kínai gazdag fosszilis rekordokat.
Chaoyang egy sima kínai város, poros utcákkal; sötétebb sarkaiban a 19. századi szenvedélyes 19. századi amerikai szénbányászati városokra emlékeztet. A fosszilis gyűjtők számára azonban Chaoyang egy paradicsom, csak egy órás autóútra a Yixian-formáció legtermékenyebb ágyaitól.
Az egyik utcán bolt van, ahol boltok árusítják a yuhuashi -t vagy hal-kövületeket. A palaba ágyazott keretes kövületek - gyakran tükörkép-párokban - egy-két dollárért lehetnek. Népszerű elem egy mozaik, amelyben néhány tucat apró lap képezi Kína térképét; Úgy tűnik, hogy a fosszilis halak a főváros, Peking felé úsznak (és egyetlen térkép sem lenne teljes Tajvanot képviselő hal nélkül). A kereskedők fosszilis rovarokat, rákféléket és növényeket árusítanak. Időnként a tudományos értékű kövületek kereskedelmét tiltó törvények ellenére a kevésbé szigorú kereskedőkről ismert, hogy dinoszaurusz kövületeket árusítanak. A legfontosabb példányokat, Zhou mondja, "a tudósok nem a város fosszilis üzleteiben fedezték fel, hanem azokat a kereskedőket vagy gazdákat, akik ásták őket."
A Sinosauropteryx mellett számos más felfedő példány is felbukkant az amatőrökön, nem pedig a tudományos ásatásokon. Zhou és kollégái számára a kihívás az, hogy forró példányokat találjanak, mielőtt azok eltűnnek a magángyűjteményekben. Így Zhou és kollégája, Zhang Jiangyong, az IVPP ősi halainak szakértője, Liaoning tartományba érkeztek, hogy megvizsgálja azokat a fosszilis tüneteket, amelyekben az okaik számára barátságos kereskedők későn kaptak kezüket.
A fosszilis boltok készleteinek nagy része gazdálkodóktól származik, akik fosszilis ágyakon csapkodnak le, amikor nem űzik a mezőket. Egy apró, jól megőrzött halpéldány 25 cent ekvivalensének felel meg, ami elég egy forró étkezéshez. A tollas dinoszaurusz több ezer dollárt kereshet, évi vagy annál több jövedelmet. A fosszilis ágyakra nézve pusztító ez a paleo gazdaság hozzájárult az őskor átírásához.
Zhou felvesz egy táblát, és társait vezeti drótvázas szemüvegein. "Elnök, gyere ide és nézd meg" - mondja Zhou Zhangnak (aki játékos becenevet szerzett az IVPP alkalmazottainak szakszervezetének elnökeként). Zhang megvizsgálja a példányt, és hozzáteszi azt egy halomhoz, amelyet visszavisznek Pekingbe tanulmányozás céljából - és ha szerencsések vannak, felfedik az életfa másik rejtett ágát.
Richard Stone egy Stonehenge-i temetésről, egy ritka antilopról és titokzatos tibeti tornyokról írt Smithsonian számára .



















