Egy 67 millió éves, korai madár koponyája meglepően hasonlít a mai récékére és tyúkokéra, és átírhatja mindazt, amit a csőrnek és a madarak alapvető csoportjainak kialakulásáról eddig gondoltak a kutatók – állítja egy szerdán a Nature-ben közölt kutatás.

A madarak korai evolúciójának felderítéséhez kulcsfontosságú a csőr és az azt támasztó csontok létrejöttének megértése, amiknek nagyobb különbségei alapján a madarak két nagy csoportját először leírták, vélekedik a tanulmánnyal együtt megjelent véleménycikkében Christopher Torres, az Ohio Egyetem paleontológusa.

Thomas Huxley angol biológus 1868-as tanulmánya óta a kutatók úgy gondolták, hogy a legelső madarakat a futómadár-szabásúak (Palaeognathae) – velük Magyarországon leginkább állatkertekben vagy strucc- és emufarmokon találkozhatunk – koponyájának szerkezete jellemezte. Az összes többi madárt felölelő újmadárszabásúakra (Neognathae) jellemző koponya a hipotézis szerint csak később alakult ki. Az elnevezések által is tükrözött sorrendet erősítette az is, hogy az ősibb madárszerű dinoszauruszok koponyája inkább a futómadár-szabásúakéra emlékeztet.

Daniel Field, a Cambridge-i Egyetem paleontológusa és kollégái most egy a krétában élt korai madár, a Janavis finalidens vizsgálatával és a Torres által vezetett kutatócsoport tavalyi eredményeivel együtt teljesen a feje tetejére állítják a korábbi hipotézist. Konklúziójuk arra utal, hogy a legkorábbi madaraknak az újmadárszabásúakéhoz hasonló koponyájuk volt, és a futómadár-szabásúaké később ebből alakult ki.

A modern madarak (Aves) a kréta időszak végén jelentek meg, és a dinoszauruszok közül egyedüliként vészelték át kréta-végi nagy kihalást. Őseik a jurában élt, mellcsonttal, meghosszabbodott mellső végtagokkal rendelkező és tollakkal borított (maniraptora) ragadozó dinoszauruszok (theropoda) voltak, és ez a hasonlóság a madarak embrió korában máig szembetűnő.

Beszkennelték a fosszíliát, és egyetlen koponyacsontból meglepő felfedezést tettek

A Janavis finalidens fosszíliájára egy a belgiumi Liège közelében található bányában akadtak rá a kutatók, egy 66,9-67 millió éves kőzetrétegben. Az előzetesen már 2002-ben leírt fosszíliát a szakemberek most nagy felbontású számítógépes tomográfiás eljárással (mikro-CT) szkennelték be Cambridge-ben, és az adatokból összeállították az egyes csontok 3D modelljét.

A Janavis finalidens rendszertani nemét (genus) a kutatók a kezdet, az átmenetek és a vég római istenéről, Ianusról és a latin avis (madár) szavakból alkották meg, amivel testfelépítésének átmenetiségét akarták kifejezni. A fajt (species) jelölő finalidens a latin finalis (végső) és dens (fog) szavakból áll össze, és arra utal, hogy az állat az utolsó, csőrében fogakat hordozó madárszerű dinoszauruszok egyike volt, amik a Földön éltek. A fosszília alapján a Janavis 1120-1504 grammos lehetett, így egy mai átlagos szürke gém (1,443 gramm) tömegét is elérhette.

A Janavis finalidens hiányos fosszíliájában a csigolyákon, bordákon és egy felkarcsonton kívül megmaradt egy a csőrt támasztó, felső szájpadcsontokhoz tartozó pterygoideum nevű csont is, amelynek révén a kutatók betekintést nyertek a madárkoponya kialakulásának folyamatába. Míg az újmadárszabásúaknál (Neognathae) a pterygoideum kapcsolata a környező csontokkal mozgékony, a futómadár-szabásúaknál (Paleognathae) a pterygoideum összecsontosodik a palatinum csonttal és a koponya alsó részével, magyarázta cikkében Torres.

A törékenysége ellenére kiválóan megőrződött pterygoideum csont vizsgálata megmuttatta Fieldnek és kollégáinak, hogy az alakjában és arányaiban nagyon emlékeztet a mai tyúkalakúak és lúdalakúak azonos csontjára, és jelentősen eltér a futómadár-szabásúakétól. Ahogy megvizsgálták a fosszília többi részét, kiderült, hogy a Janavis finalidens testfelépítésében elképesztő egyezést mutat egy másik, korábban megtalált korai madárral, a 83-95 millió éve élt Ichthyornis disparral.

Madarak és madárszerű dinoszauruszok változatos csoportjai éltek együtt a kréta végén

Innentől nem meglepő, hogy a fosszília anatómiája alapján az állat evolúciós rokonságát feltáró filogenetikai vizsgálatarra jutott, hogy a lelet legközelebbi rokona a Ichthyornis volt, és így az állat a tengerimadár-szerű Ichthyornithes csoport második ismert képviselője. A kutatás ezzel egyben bizonyítja azt is, hogy a modern madarak egyik legközelebbi rokonaként számon tartott csoport egészen a 66 millió évvel ezelőtti kihalásig fennmaradt.

A Janavis jóval nagyobb lehetett rokonánál, és vázrendszerének csontjai jelentősen pneumatikusabbnak tűnnek, azaz szerkezetük több levegős üreget tartalmazott. A hasonlóság ugyanakkor a kutatók szerint arra utal, hogy az Ichthyornithesok felépítése egy 20 millió éves időszakban nem sokat változott. Ez egybevághat azzal a hipotézissel, hogy a modern madarak testfelépítésének evolúciója igazán a kréta végi kihalás után indult be.

A különböző fejlődésbiológiai kutatások eddig ellentétes eredményre jutottak arról, hogy a futómadár-szabásúak koponyája kialakulhatott-e az újmadárszabásúakéból. A Janavis fosszíliája és az Ichthyornis korábbi vizsgálata azonban azt mutatja, hogy a madárkoponya evolúciója az eddig feltételezetthez képest teljesen ellenkezőleg történt, és a legkorábbi madaraknak újmadárszabású koponyájuk volt.

Torres szerint a rendkívül mozgékony Neognathae felső állkapocshoz képest, ami a madarak többségének számos evolúciós előnyt ad, a Paleognathaeknál jelentősen limitált annak mobilitása, hasonlóan a korábbi madárszerű dinoszauruszok többségéhez. Így a koponya átalakulása nem bizonyult túl jó lépésnek a futómadár-szabásúaknak, amit a Neognathae madarakhoz képest alacsony fajszámuk is tükrözhet.

A szájpadcsontok szerkezete miatt korábban több a 66 millió éve kezdődő újidő elején élt madarat a tyúkalakúakat és lúdalakúakat felölelő Galloanserae csoport tagjaként soroltak be, de az új eredmények miatt az ő rendszertani helyzetüket is át kell majd gondolni.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: