Kitűnő példányt találtak a legfontosabb őslénytől

Extended Data Figure 1 | The 11th specimen of Archaeopteryx under ultraviolet light. a, Overview photograph of the 11th skeletal specimen of Archaeopteryx. Scale bar, 5 cm

Kiváló megtartású új Archaeopteryx példány került elő, ami azt bizonyítja, hogy az ősmadár testét mindenhol tolltakaró borította, és a tollak már jóval a repülés kialakulása előtt megjelentek.

Nagyon sokáig az Archaeopteryx volt az egyetlen nemzetség, amelyet a madarak kialakulása kapcsán emlegettek. A galamb nagyságú, a földtörténeti jura időszakban (150-200 millió éve) élt állatot régóta a hüllők és madarak közti átmeneti alaknak tartották, az evolúciós „hiányzó láncszemek” klasszikus példájaként. Az Archaeopteryx fosszíliáit ezért a legértékesebb leletek közé sorolják, és sokan a legfontosabbaknak tartják.

Kiváló állapotban van az új példány

Az elmúlt 15 évben azonban jelentősen gyarapodtak a madarak korai evolúciójával kapcsolatos ismereteink, főleg a Kínában előkerült középső- és késő-jura, valamint kora-kréta Theropoda dinoszauruszoknak és korai madaraknak köszönhetően, amelyeknél nagyon gyakran a tollak lenyomata is fosszilizálódott. Ezek a leletek a tollak evolúciójáról és funkciójáról is sok újdonsággal szolgáltak. Maga az Archaeopteryx a tollazat korai fejlődésével kapcsolatban eddig csak korlátozott információval szolgált, főleg a londoni és a berlini példány révén.

A Nature legújabb számában egy új, kiváló állapotban lévő tizenegyedik Archaeopteryx példányt ismertetnek. Ennél a fosszíliánál nagyon jól látható a tollazat, nem csak a szárnyaknál és a faroknál, mint a fent említett példányok esetében, hanem a test többi részén is. A csontok túlnyomó része egymáshoz ízesülve fosszilizálódott, a koponya azonban nem teljes és elmozdult a nyaktól, a bal oldali szárny pedig teljesen hiányzik.

Az Archaeopteryx új példánya ultraibolya fény alatt Forrás: Nature

A tollazat főleg lenyomatok formájában őrződött meg, de néhány foltban lehetséges némi szerves anyag jelenléte is. A testet borító tollak átfedik egymást, de a kiváló megtartási állapot így is lehetővé teszi a tollak szerkezetének azonosítását.

A testet borító tollak bilaterális szimmetriájú fedőtollak voltak, hosszú és vékony tollszárral és keskeny zászlókat formáló szabályos orientációjú ágakkal. Ugyanilyen tollak helyezkedtek el az állat nyakán is. A hátsó végtagokat 40-45 mm hosszú tollak borították. A lábszárcsont és néhány lábtőcsont összenövéséből kialakult tibiotarsus mentén több mint 18 toll helyezkedett el egymással párhuzamosan.

Mégis tudott repülni

A lelet alapján az Archaeopteryx szárnymorfológiája megegyezett a modern madarakéval. Az új példány szerint azok a közelmúltbeli feltételezések, melyek szerint az Archaeopteryx és a többi korai madár korlátozott repülési képességekkel rendelkezett, tévesnek bizonyultak, és csak a korábbi példányok tollainak rosszabb megtartási állapotára vezethetők vissza.

Ez az első alkalom, hogy az Archaeopteryx farkának a villásan kettéágazó vége is teljesen megőrződött. A szimmetrikus farktollak nagyon hosszúak (99-114 mm) és elérik a csontos farok hosszának akár 60%-át is.

A csontok és a tollak lenyomatai közelebbről. A bal alsó sarokban lévő vonal 1 cm Forrás: Nature

Mire voltak jók az első tollak?

A paleontológusok részletesen megvizsgálták a fedőtollak evolúcióját a fejlett Theropoda dinoszauruszoknál. Eredményeik szerint a fedőtollak elterjedése nagyon változatos volt már a repülés megjelenése előtt is, ami arra utal, hogy eltérő funkciója lehetett a tollaknak.

A megnyúlt, szimmetrikus fedőtollak először a Pennaraptoráknál jelentek meg, míg az aszimmetrikus, aerodinamikai szerepet is kapó tollak konvergensen fejlődtek ki a dromaeosauridákhoz tartozó Microraptornál, valamint az Archaeopteryx és a Pygostilia közös ősénél. (A Pennaraptora a jelen cikkben bevezetett új taxon, amely magába foglalja az Oviraptorosauria és Paraves csoportokat; a latin penna = kontúrtoll és raptor = rabló szavakból). Feltételezve, hogy a fedőtollak csak egyszer jelentek meg a Theropodáknál, az adatok arra utalnak, hogy ez a tolltípus a Pennaraptorák közös ősénél alakult ki, de aztán gyorsan differenciálódott különböző altípusokra.

A fedőtollak evolúciója elkülönült a repülés evolúciójától, és inkább egyéb biológiai szerepekkel lehetett kapcsolatos. Természetesen fontosak lehettek a test hőszigetelésében, de emellett a rejtőzésben és a fajtársaknak szóló bemutatók során is jelentős szerepet kaphattak a tollak. A mellső végtagok megnyúlt tollait mozgás közben és költésnél is jól használhatták. Szintén a bemutatóknál játszott szerepre utal a végtagtollak komplex színezete és irizáló mintázata.

Archaeopteryx rekonstrukciója Forrás: Wikimedia Commons

Bonyolult folyamat volt a repülés kialakulása

Tekintve, hogy a fedőtollak nagy változatossága különböző testrészekhez kötődik, kézenfekvőnek tűnik, hogy ennek a tolltípusnak az evolúciója elsősorban a bemutató funkcióhoz köthető (különösen a szárnyakon, hátsó végtagokon és a farkon). A tollak aztán később konvergens evolúció során aerodinamikai funkciókat is kaptak (exaptáció).

Az exaptáció, vagy korábbi nevén preadaptáció, olyan jellegekre utal, melyek bizonyos célra adaptálódtak, de aztán később más szerepre is alkalmassá váltak. A konvergens evolúció pedig olyan folyamatot jelez, mely során egymással rokonsági kapcsolatban nem lévő élőlények egymástól függetlenül hasonló tulajdonságokat fejlesztenek ki a hasonló környezethez történő alkalmazkodás során. Az új Archaeopteryx példány vizsgálata arra utal, hogy a Theropoda dinoszauruszok repülésének kialakulása és evolúciója sokkal komplexebb volt, mint eddig gondolták.