У боровој шуми на руралном североистоку Кине, храпав пад шкриљаца затрпан је остацима изумрлих створења пре 125 милиона година, када је овај део провинције Лиаонинг био прекривен слатководним језерима. Вулканске ерупције редовно су загађивале то подручје утапајући у пепео небројене милионе гмизаваца, риба, пужева и инсеката. Пажљиво закорачим међу безброј фосила, узмем плочу из шкриљаца не много већу од моје руке и ударим је оштрим чекићем по њеној ивици. Шав раздваја рибу у боји ружичасте боје на пола, стварајући зрцалне утиске деликатних пераја и костију танких попут људских длака.
Сличан садржај
- Где су диносаури лутали
- Диносаурски шокер
Насмијеши се један од кинеских звијезда палеонтолога, Зхоу Зхонгхе. "Невероватно место, зар не?" он каже.
1995. године Зхоу и његове колеге најавили су откриће фосила из ове праисторијске зоне катастрофе који су најавили ново доба палеонтологије. Фосил је био примитивна птица величине вране која је можда била угушена вулканским испарењима док је котала изнад језера свих ових милиона година. Они су нову врсту назвали Цонфуциусорнис, по кинеском филозофу.
До тада је било неколицина света откривено само неколико праисторијских фосила птица. Делимично због тога што су птице, као и сада, далеко ређе од риба и бескичмењака, а делом и због тога што су птице лакше избегавале блатњаве, јаме катрана, вулканске ерупције и друге геолошке појаве које су заробиле животиње и сачувале трагове истих током векова. Научници су пронашли само десет нетакнутих фосилизираних скелета најстарије познате птице, Археоптерик, која је живела на крају јурског периода, пре око 145 милиона година.
Зхоу, који ради на Институту за палеонтологију и палеоантропологију краљежњака (ИВПП) Кинеске академије наука у Пекингу, вјеровао је да би изванредни слојеви костију у Лиаонингу могли попунити неке од многих празнина у евиденцији фосила најранијих птица. Није могао бити пророчкији. У протеклих 15 година, хиљаде изврсно очуваних фосилних птица појавиле су се из древног корита језера, званог Иикиан Форматион. Регион је такође дао запањујуће примерке диносаура, који слични никад нису виђени. Као резултат, Кина је била кључна за решавање једног од највећих питања науке о диносаурусима у последњих 150 година: стварног односа птица и диносауруса.
Идеја да птице - најразноврснија група копнених кичмењака, са готово 10 000 живих врста - потиче директно од диносауруса, није нова. Подигнуо га је енглески биолог Тхомас Хенри Хуклеи у свом трактату из 1870. године, Даљи докази о сродности диносаурских гмазова и птица . Хуклеи, познати анатомиста који се можда највише сјећао по својој бурној одбрани теорије еволуције Цхарлеса Дарвина, видио је малу разлику између коштане структуре Цомпсогнатхуса, диносаура који није већи од пуретине, и Арцхеоптерик-а, који је откривен у Њемачкој и описан 1861. године. Кад је Хуклеи погледао нојеве и друге савремене птице, угледао је ситне диносаурусе. Ако би се кокошје ноге ногу пилића повећале и фосилизирале, приметио је, "ништа од њихових карактера не би могло да нас спречи да их упутимо према диносаури ".
Ипак, током деценија истраживачи који су сумњали у везу диносауруса и птица такође су изнијели добре анатомске аргументе. Рекли су да диносауруси немају одређени број карактеристика које су изразито птичје, укључујући врпце зглобова или стопљене копче; кости натопљене ваздушним џеповима; флексибилни зглобови зглоба; и три нога. Штавише, позиционирана веза чинила се супротно ономе што су сви мислили да знају: да су птице мале, интелигентне, брзе, топлокрвне сприте, док су диносауруси - од Грка за „страшно велики гуштер“ - били хладнокрвна, тупа, племкљива, створења попут гмизаваца. .
У касним шездесетим годинама прошлог вијека фосилизирани костур диносаура из Монтане почео је поткопати ту претпоставку. Деиноницхус, или "ужасна канџа" након српастог талона на задњем стопалу, стајао је око 11 стопа од главе до репа и био је гломазни грабежљивац. Штавише, његова коштана структура била је слична оној у Арцхеоптерик-у . Убрзо су научници прикупљали друге интригантне физичке доказе, откривши да су спојене клавичне кости обично код диносауруса. Деиноницхус и Велоцираптор кости су имале ваздушне џепове и флексибилне зглобове зглоба. Особине диносаура све су више изгледале попут птица. "Све те ствари извучене су из дефиниције да је птица", каже палеонтолог Маттхев Царрано из Националног музеја природне историје Смитхсониан.
Али постојала је једна важна карактеристика која није пронађена у диносауруса, а мало је стручњака осећало потпуно угодно тврдећи да су пилећи и трицератопи сродни док не добију доказе за ову недостајућу анатомску везу: перје.
Лош кинески фармер, Ли Иингфанг, направио је једно од највећих налазишта фосила свих времена, у августу 1996. године у селу Сихетун, сат времена вожње од места на коме сам се бавио фосилном рибом. „Копао сам рупе за садњу дрвећа“, присећа се Ли која сада има стално запослење у музеју диносауруса изграђеном на том месту. Из рупе је открио плочу шкриљаца дугачку два метра. Искусни ловац на фосиле, Ли је поделио плочу и видео створење за разлику од било кога кога је видео. Скелет је имао лубању налик на птице, дугачки реп и утиске о томе што изгледало као грађевине попут перја.
Због перја, Ји Кианг, тада директор Националног геолошког музеја, који је купио једну од Ли плоча, претпоставио је да је то нова врста примитивне птице. Али други кинески палеонтолози били су уверени да је у питању диносаурус.
У посети Пекингу тог октобра, Пхилип Цуррие, палеонтолог који је сада на Универзитету Алберта, видео је узорак и схватио да ће му палеонтологија окренути главу. Следећег месеца, Цуррие, дугогодишња Кина, показао је фотографију на колегама на годишњем састанку Палеонтологије Друштва краљежњака. Слика је украла представу. "Био је тако невероватан фосил", присећа се палеонтолог Ханс-Диетер Суес из Националног природног историјског музеја. "Сензационално." Западни палеонтолози убрзо су ходочастили у Пекинг како би видели фосил. "Вратили су се ошамућени", каже Суес.
Упркос перју, костур није оставио сумњу да је нова врста, названа Синосауроптерик, што значи "крило кинеског гуштера", била диносауруса. Живео је пре око 125 милиона година, засновано на датирању радиоактивних елемената у седиментима који су се налазили у фосилу. Његови интегрисани влакна - дуге, танке структуре које стрше из љускаве коже - уверили су већину палеонтолога да је животиња први пернат диносаур икад откопан. На том месту је тада откривено десетак диносаура са нитима или перјем.
Анализом узорака из Кине, палеонтолози су попунили празнине у евиденцији фосила и пратили еволуцијске односе међу различитим диносаурима. Фосили су свима, осим неколицини скептика, потврдили да птице потичу од диносауруса и да су живи представници рода диносаура званог Манирапторани.
Већина диносаура није била део рода које је родило птице; заузели су друге гране породичног стабла диносаура. У ствари, Синосауроптерик је оно што палеонтолози називају не-птичјим диносаурусом иако је имао перје. Овај увид подстакао је палеонтологе да ревидирају своје мишљење о другим не-птичјим диносаурусима, попут злогласног једеца меса Велоцираптор, па чак и неких чланова групе тиранозаура. И они су вероватно били украшени перјем.
Богатство пернатих фосила омогућило је палеонтолозима да испитају темељно питање: Зашто се развијало перје? Данас је јасно да перје обавља многе функције: помаже птицама да задрже телесну топлоту, одбаце воду и привуку партнера. И наравно да помажу лету - али не увек, то показују нојеви и пингвини који имају перје, али не лете. Многи пернати диносаури нису имали крила или су били претешки, у односу на дужину пернатих удова, да би летели.
Дешифровање начина на који се перје током година уситњава од вретенастих влакана до деликатних инструмената лета осветлиће прелазак диносауруса у птице и како природна селекција форсира ову сложену особину. Мало научника познаје древна перја блискије од Ксу Ксинг-а ИВПП-а. Открио је 40 врста диносаура - више него било који други живи научник - из целе Кине. Његова канцеларија у ИВПП, преко пута пекиншког зоолошког врта, препуна је фосила и одливака.
Ксу предвиђа еволуцију пера као инкрементални процес. Перје је у свом најпримитивнијем облику било појединачна влакна, налик на перје, које су истицале из коже гмазова. Ове једноставне структуре сежу уназад; чак су птеродактили имали својеврсне филаменте. Ксу сугерише да је еволуција пера можда започела заједнички предак птеродактила и диносауруса - пре готово 240 милиона година или око 95 милиона година пре Археоптерика .
Након појаве појединачних филамената, у базама су се спојиле више нити. Потом су се у запису о фосилима појавили упарени бодљикави који пуцају са централног вратила. На крају су густи редови испреплетених бодљикава формирали равну површину: основни нацрт такозваних пернатих перја савремених птица. Све ове врсте перја пронађене су у фосилним утисцима теодода, подреда диносауруса који укључује Тиранносаурус рек, као и птице и друге Манирапторане.
Филети се налазе и другде у породичном стаблу диносаура, у врстама које су далеко удаљене од теодопода, попут Пситтацосауруса, биљоједа суоченог са папагајем који је настао пре око 130 милиона година. Дуж репа је имао ријетке нити. Није јасно зашто се влакна појављују у неким линијама диносаура, али у другима. "Једна је могућност да су се структуре пера развиле врло рано у историји диносаура", каже Ксу, а неке групе су задржале структуре, док су их друге групе изгубиле. "Али коначно, у Манирапторанаца се перје стабилизирало и еволуирало у модерно перје", каже он. Или су се филаменти можда развили независно у различито време. Како Суес истиче, "Чини се да генетски није трик претворити вагу у нит".
Првобитно су појединачни филаменти можда били за приказ, еквивалент диносауруса шареног шљокица пауна. Јасни докази за ту теорију појавили су се када су научници открили праве боје перја старог 125 милиона година. Птичје перје и љуске гмазова садрже меланосоме - сићушне врећице на којима се налазе сорте пигмента меланина. Многи палеонтолози сумњали су да перје диносаура такође садржи меланосоме. У лабораторији Микеа Бентона на Универзитету у Бристолу, Зханг Фуцхенг ИВПП-а провео је више од годину дана у потрази за меланосомима на фотографијама фосила птица и диносаура снимљених електронским микроскопом. Зхангова марљивост се исплатила 2009. године када је у Цонфуциусорнису утврдио меланосоме који садрже еумеланин, који перјем даје сиви или црни тон и феомеланин, што им даје кестен до црвенкастосмеђе боје. Перје животиње имало је мрље бијеле, црне и наранџасто-смеђе боје.
Синосауроптерик је био још запањујући. Зханг је открио да су влакна која се слијевају низ његова леђа и реп учинила да диносаурус изгледа као наранчасто-бијела пругаста бријачка палица. Такав живописан образац сугерише да су „перје прво настале као агенси за приказ у боји“, каже Бентон.
Рано перје је могло послужити у друге сврхе. Шупља влакна могу да расипају топлоту, као што то данас чине данашње гуштере. Други палеонтолози нагађају да се перје прво развило да би задржало топлоту. Примјеран примјер потиче из фосила Овираптора - тхеропод ископан у Монголији који је живио прије око 75 милиона година - чучнујући преко гнезда испуњених јајима. Овираптори су затакнули ноге у средину квачила и загрлили их периферијом дугим предњим удовима - положај који има чудну сличност са смркнутим птицама које држе своја јаја. Диносауруси везани за Овираптор били су прекривени пернатим перјем, што сугерише да је и Овираптор. „Седећи на таквом гнезду имало је смисла само ако има перје“, како би њежно изоловало своје младиће, каже Суес.
Перје је, наравно, на крају постало инструмент лета. Неки палеонтолози предвиђају сценарио у којем су диносауруси користили перје како би им помогли да први пут заузму дрвеће. "Будући да су диносауруси зглобновали глежњеве, нису могли ротирати ноге и нису се могли добро попети. Можда им је перје помогло да укрцају крошње дрвећа", каже Царрано. Птице бебе првенствено земљаних врста попут пурана користе своја крила на овај начин. Перје је можда постало све више аеродинамично током милиона година, што на крају допушта диносаурима да клизе од дрвета до дрвета. Појединци способни да изврше такав подвиг можда су могли да дођу до нових извора хране или да боље избегну предаторе - и то пренесу на следеће генерације.
Један од најчешћих примерака који потиче из кревета из шкриљаца Лиаонинга је Мицрораптор, који је Ксу открио 2003. Звијер тешке тежине била је дугачка стопу или двије и нагнула је вагу на свега два килограма. Микрораптор из породице Дромаеосаур није био предак птица, али је био и за разлику од било којег раније откривеног пернатог диносауруса. Ксу га назива „четверокрилним“ диносауром јер је на рукама и ногама имао дугачка пераста перја. Ксу, због свог стопљеног прсног коша и асиметричног перја, сигурно би могао клизнути с дрвета на дрво, а можда је чак и био бољи у летењу под властитом снагом него што је био Археоптерик .
Прошле године Ксу је открио другу врсту четворокрилног диносауруса, такође у Лиаонингу. Осим што показује да четверокрилни лет није био пахуља, нова врста, Анцхиорнис хуклеии, названа у част Тхомаса Хенрија Хуклеија, најранији је познати пернати диносаур. Настао је из лежишта корита из јурског дна стара од 155 до 160 милиона година. Налаз је отклонио коначни приговор еволуцијској вези између птица и диносауруса. Годинама су скептици подизали такозвани временски парадокс: није било пернатих диносауруса старијих од Археоптерика, па птице нису могле да настану од диносауруса. Сада је тај аргумент отпуштен : Анцхиорнис је милионима година старији од Археоптерика .
Четворокрилни диносаури били су на крају мртва грана на дрвету живота; они нестају из записа фосила пре око 80 милиона година. Њихова смрт оставила је само једну линију диносаура способну за лет: птице.
Кад су диносауруси еволуирали у птице? Тешко је рећи. "Дубоко у еволуцијској историји изузетно је тешко повући границу између птица и диносауруса", каже Ксу. Осим мањих разлика у облику краљежака врата и релативној дужини руку, ране птице и њихов Манирапторан род, као што је Велоцираптор, изгледају врло слично.
"Да је данас Археоптерик откривен, мислим да га не бисте назвали птицом. Звали бисте га пернатим диносаурусом", каже Царрано. Још увијек се назива и прва птица, али више због историјских разлога, него зато што је најстарија или најбоља утјеловљење својстава налик птицама.
С друге стране, Цонфуциусорнис, који је имао први кљун и најранији пигостиле, или спојене репне краљежаке који подупиру перје, уистину изгледа као птица. "Прошао је тест њушења", каже Царрано.
Откако је последњи од непрваских диносауруса изумро пре 65 милиона година током масовног изумирања које је затворило завесу у кредном периоду, птице су развиле друге карактеристике које су их издвајале од диносауруса. Савремене птице имају већи метаболизам од чак и најсветилнијег Велоцираптора икада. Зуби су нестали у неком тренутку у еволуцијској историји птица. Птице су постале краће, њихове летеће вјештине постале су боље, а мозак им је већи од диносауруса. А савремене птице, за разлику од својих Манирапторанових предака, имају велики ножни прст који се одваја од осталих ножних прстију, што омогућава птицама да се улегну. "Постепено прелазите из дугачких руку и огромних руку невијарских Манирапторана у нешто што личи на пилеће крило које сте добили у КФЦ-у", каже Суес. С обзиром на опсег ових птичјих адаптација, није чудо да је еволуциона веза између диносауруса и птица, као што их знамо, остала скривена све док палеонтолози нису започели анализу богатих података о фосилима из Кине.
Цхаоианг је моћан кинески град са прашњавим улицама; у својим мрачнијим угловима подсећа на крупне америчке градове из рудника угља из 19. века. Али за сакупљаче фосила, Цхаоианг је рај, само сат времена вожње од неких најпродуктивнијих кревета Иикиан Форматиона.
Једна улица препуна је продавница које продају јухуасхи или рибље фосиле. Уоквирени фосили уклопљени у шкриљац, често у парове са зрцалним сликама, могу се наћи за долар или два. Популарни предмет је мозаик у којем неколико десетина малих плоча формира мапу Кине; чини се да фосилна риба плива према главном граду Пекингу (а ниједна карта није потпуна без рибе која представља Тајван). Трговци продају фосилизоване инсекте, ракове и биљке. Повремено, упркос законима који забрањују трговину фосилима научне вредности, познати су мање несмотрени трговци који продају фосиле диносаура. Најзначајнији примерци, каже Зхоу, „нису научници открили у градским продавницама фосила, већ у домовима дилера или пољопривредника који су их ископали“.
Поред Синосауроптерик-а, неколико других откривених узорака открило се преко аматера, а не приликом научних ископавања. Изазов за Зхоу и његове колеге је пронаћи вруће примерке пре него што нестану у приватним колекцијама. Тако су Зхоу и његов колега Зханг Јиангионг, специјалиста за древне рибе на ИВПП-у, дошли у провинцију Лиаонинг да провере било какве фосиле на које су трговци пријатни према њиховом случају стигли касно.
Већина залиха фосилних продавница долази од пољопривредника који се бацају на фосилне кревете када не обрађују своја поља. Мален добро очуван примерак рибе може свом претраживачу дати еквивалент од 25 центи, довољно за топли оброк. Пернати диносаур може да заради неколико хиљада долара, годишње зараде или више. Деструктивна као и за фосилне кревете, ова палео економија помогла је преписати праисторију.
Зхоу узима плочу и загледа се у њу у наочаре са жичаним оквиром. "Председавајући, дођите овде и погледајте", Зхоу каже Зхангу (који је стекао свој разиграни надимак као председник Синдиката запослених у ИВПП). Зханг испитује примерак и додаје га у хрпу која ће бити одвучена назад у Пекинг на проучавање - и, ако имају среће, открије још једну скривену грану дрвета живота.
Рицхард Стоне је писао о гробу Стонехенге, реткој антилопи и мистериозним тибетанским кулама за Смитхсониан-а .
Кључно кинеско откриће била је примитивна птица звана Цонфуциусорнис, коју је идентификовао Зхоу Зхонгхе. (Стефен Цхов) 
Откривач више врста диносауруса од било којег другог живог научника, Ксу Ксинг, с глистама папагаја Пситтацосаурус, каже да неки диносауруси имају особине налик птицама, укључујући перје. (Стефен Цхов) 
Иикијева формација је такође дала Синосауроптерик , први физички доказ пернатог диносаура. (ИВПП, Пекинг) 
Неки од њених фосила су тако добро очувани да научници могу видети трагове ћелијских структура које садрже пигменте. Налаз је довео до живописних приказа животиње величине мачке, све до пругастог репа. (Чуанг Зхао и Лида Ксинг) 
Аутор, Рицхард Стоне, на локацији фосила. (Љубазношћу Рицхарда Стонеа) 
Уџбеници кажу да је Археоптерик, који је живео пре око 150 милиона година, прва птица. (Рогер Петерсон / Натионал Геограпхиц Стоцк) 
Неки палеонтолози сада кажу да је Археоптерик можда био пернати невијачки диносаур. (Ким Амос / Научна библиотека / Истраживачи фотографија) 
Неки диносаури бавили су се изразито птичјим понашањем, као што су гнежђење и крмљење. Овде је приказан делимично реконструисани фосил Овираптор из Монголије са 20 јаја. (Гетти Имагес) 
Један од најнеочекиванијих кинеских фосила у Мицрораптору . Имао је четири перната удова и готово је могао да лети. Али за разлику од птица, није избегло истребљење. (Матт Цасхоре / Универзитет Нотре Даме) 
У протеклих 15 година, хиљаде изврсно очуваних фосилних птица појавиле су се из древног корита језера, званог Иикиан Форматион. (Гуилберт Гатес)
