A 66 millió évvel ezelőtti nagy kihalás elsöpörte bolygónkról a fajok háromnegyedét, köztük a madarak kivételével minden dinoszauruszt. Évtizedek óta rejtély, hogy miért csak ez az egyetlen, a kréta időszak végén megjelent dinoszauruszcsoport vészelte át a kataklizmát.

Egy nemrég a Science Advances folyóiratban megjelent kutatás lényegesen közelebb visz a kérdés megválaszolásához egy újonnan feltárt, korai madárhoz tartozó koponyalelet segítségével. Christopher Torres, az austini Texasi Egyetem kutatója és kollégái a fosszília vizsgálata alapján újraírták, hogy mi különbözteti meg a mai madarakat legközelebbi rokonaiktól.

Bár a kutatók által összerakott kép újabb fosszíliák hatására változhat, úgy tűnik, nem a kréta végi madarak kis testmérete volt a döntő tényező túlélésükben, és nem is csőrük szerkezete. Az új eredmények szerint a többi dinoszaurusztól a madarakat nagyobb agyméretük és az agy megváltozott szerkezete különbözteti meg, amely az állatok vizuális érzékelésére hathatott ki.

Ez arra utal, hogy a madarak fejlettebb látásának döntő szerepe lehetett túlélésükben a Chicxulub-kisbolygó becsapódása után, amelynek közvetlen és időben később jelentkező hatásai a földtörténetben szinte példátlan kihívás elé állították az élővilágot.

A jurában alakultak ki az első madárszerű dinoszauruszok

Annak megértéséhez, hogy miért lehettek ennyire kivételesek a modern madarak rokonaikhoz képest, először bele kell ásnunk magunkat a dinoszauruszok családfájába. A történet a késő triász időszakban kezdődik, a Pangaea szuperkontinensen, nem sokkal az első dinoszauruszok megjelenése után.

Közel 230 millió évvel ezelőtt két lábon járó, üreges csontokkal és végtagjaikon három ujjal rendelkező ragadozó dinoszauruszok alakultak ki, amelyek egy igen jelentős csoport, a theropodák első képviselői voltak. Több tízmillió évvel később, már a Pangaea felbomlása után jelentek meg a nagyobb agymérettel és keskenyebb lábakkal rendelkező theropodák, a coelurosauriák – közülük került ki később a legismertebb dinoszaurusz, a Tyrannosaurus rex is.

A coelurosauriák egyik ágából hamar létrejöttek a viszonylag kisebb termetű Maniraptora dinoszauruszok, amelyek mellső végtagjai meghosszabbodtak, kialakult a mellcsontjuk, és legtöbbjük testét tollak borították. Eltelt egy-kétmillió év, és a maniraptorák közt feltűntek a testükön már madártollakhoz hasonló tollazattal, még hosszabb mellső végtagokkal és kézcsontokkal rendelkező Paraves dinoszauruszok.

Ez a társaság magában foglalja a raptorokat (Dromaeosauridae), köztük a dinoszauruszokról alkotott képünket John Ostrom paleontológusnak köszönhetően forradalmasító Deinonychust, melyről a Jurassic Park filmek Velociraptorát mintázták. Másrészt minden madárszerű dinoszaurusz a Paraves alá kerül besorolásra, az Avialae csoportba, amelynek első tagjai 155 millió éve, a késő jurában jelentek meg.

Az Avialaen belül sok millió évnyi evolúciót előreugorva megérkezünk a madarakhoz és legközelebbi rokonaikat felölelő Ornithurae csoporthoz, ahová a Christopher Torres és munkatársai által vizsgált Ichthyornis is tartozott. A „modern" madarak (Aves) elnevezés alatt egy úgynevezett crown groupot értünk, ami a mai madarakat, a kréta időszakban élt utolsó közös ősüket és a köztes fajokat öleli fel. A madarak két nagy csoportra oszthatók: a struccot, emut és rokonaikat tartalmazó Palaeognathae-ra és az összes többi, közel 10 ezer madárfajt felölelő Neognathae-ra.

Újonnan felfedezett fosszília segít feltárni a kréta végén élt madarak jellemzőit

Torres és kollégái egy majdnem teljesen megőrződött, a késő kréta időszaki észak-amerikából származó Ichthyornis-koponyát tanulmányoztak, hogy feltárják, mi választja el a madarakat legközelebbi ismert rokonaiktól. A 70 millió éves, fogakkal rendelkező korai madár koponyáját számítógépes tomográfiás (CT) eljárással, három dimenzióban digitalizálták.

Ezután részletesen megvizsgálták a koponya szerkezetét, és összehasonlították az ismert Avialae dinoszauruszok (korai és modern madarak) alaktani jellegeivel. Ez az algoritmusokat bevető módszer genetikai információ hiányában is lehetővé teszi az élőlények evolúciós rokonsági (filogenetikai) kapcsolatainak viszonylag pontos feltárását.

A madarakkal ellentétben az Ichthyornisnak nem volt megnövekedett előagya, és a látás egyik központjának, a középagy látótelepeinek formája is ősibb jellegű. Az állat agya így inkább az Archaeopteryxére hasonlít, mint a modern madarakéra. Az Archaeopteryx is madárszerű dinoszaurusz volt, de rendszertani besorolása a Paravesen belül bizonytalan. Egyes kutatások szerint közelebb áll a raptorokhoz, mások szerint viszont az Avialae korai tagja.

Érdekes azonban, hogy az Ichthyornis két olyan jelleggel is rendelkezik, amelyekről a kutatók korábban úgy gondolták, hogy csak a madarakra jellemzők. Az egyik ilyen a kezdetleges, úgynevezett wulst régió az állat előagyában, amely a vizuális információk feldolgozásában és a mozgás, így a repülés szabályozásában játszik szerepet. A másik a csőr formájára és változatosságára kiható szájpadtájéki csontok szerkezetét érinti, ami nem csak a madarakhoz, hanem azon belül is a Neognathaekhoz hasonló. Ez persze rögtön felveti annak a lehetőségét, hogy a Palaeognathae madarak állcsontszerkezete, ami az egyik legfontosabb, eddig ősinek gondolt bélyegük, valójában nem más, mint modern (vissza)módosulás.

A kutatók ezután a korábban említett evolúciós rokonsági vizsgálatot az ismert adatok és becslések alapján kiterjesztették a korai és modern madarak testtömegének és agyméretének időbeni változására. Ebből kiderült, hogy a legelső modern madarak 2,4-7 kilogramm tömegűek lehettek, ami nem utal arra, hogy a kréta végi kihalást kifejezetten kis tömegük miatt élhették volna túl. Ezzel ellentétben azonban úgy tűnik, hogy közeli rokonaiknál testméretarányosan nagyobb agymérettel és módosult agyszerkezettel (pl. megnövekedett előagy) rendelkeztek, ami valószínűleg jobb látási képességgel ruházta fel ezeket az állatokat.

Fontos hozzátenni, hogy a testtömegre és az agyméretre vonatkozó becslések az agy szerkezeti változásaival ellentétben lényegesen bizonytalanabbak. Ennek alapvetően az az oka, hogy hiányos információkkal rendelkezünk a különböző madárszerű dinoszauruszok test- és agyméretéről. Az eredményeket így az is torzíthatja, hogy milyen fajokat tartalmaz a vizsgálati adatbázis. Ezeken a problémákon igazán csak újabb, jól megmaradt fosszíliák felfedezése segíthet.

Az élővilág történetének egyik legérdekesebb kérdése, hogy a miért pont a tollas theropoda dinoszaruruszok egy apró csoportja, a madarak élték túl a 66 millió évvel ezelőtti nagy kihalást. Torres és munkatársainak mostani eredményei fontos előrelépést jelentenek ahhoz, hogy meg tudjuk ezt válaszolni, de minden bizonnyal nem az utolsó fordulatot jelentik a témában.

A tárgyalt dinoszaurusz csoportokra jellemző jellegek forrása David B. Weishampel és David E. Fastovsky Dinosaurs: A Concise Natural History című tankönyve.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: