https://frosthead.com

En ode til arkæopteryx

Nogle gange er min timing bare forfærdelig. Jeg havde ventet i årevis med at se et autentisk eksemplar af Archaeopteryx - det fjerdækkede fossil fejret i 150 år som den første fugl - men efterhånden fik jeg min chance, om eftermiddagen den 27. juli, forsøgte nyhedskilder at ud- straf hinanden over den usæsonmæssige nedbrydning af det evolutionære ikon. Jeg scannede gennem rapporterne, mens jeg sad på parkeringspladsen til Wyoming Dinosaur Center, hvor den eneste arkæopteryx i nordamerikansk er udstillet. "Archaeopteryx bankede fra roost som original fugl" hævdede WIRED Science, og BBC spillede dramaet med "Feathers Fly in First Bird Debate."

Alt dette humbub blev omrørt af en artikel, der blev offentliggjort et par timer, før jeg rullede op til museet i Thermopolis, Wyoming. I udgivelsen af Nature, der blev offentliggjort den dag, beskrev paleontolog Xu Xing og kolleger en tidligere ukendt art af fjeret dinosaur fra de usædvanligt fossile rige senge i Liaoning, Kina. Et interessant fund, men i betragtning af antallet af fjerede dinosaurier, der blev opdaget i løbet af de sidste 15 år, ikke ligefrem noget, som aviserne ville vende over. (Som freelance science forfatter, tro mig, at det at overbevise nogle redaktører om, at dinosaurier er værd at tale om, er en op ad bakke.) Det, der gjorde hele forskellen, var den måde, den nye fossil blev brugt til at udfordre den traditionelle position, som Archaeopteryx har haft.

Baghistorien for nyhederne går tilbage til 2009. I det år beskrev Xu og andre paleontologer en fjerdækket væsen, de kaldte Anchiornis . Først troede de, at det var en tidlig fugl, men et opfølgende papir identificerede det som en fjedret troodontid dinosaur. Den nyligt beskrevne væsen var meget lig Archeopteryx - så meget, at opdagelsen fik mig til at spekulere på, om den elskede ”urvogel” til sidst kunne blive frataget denne titel, især da Anchiornis måske er endnu ældgammelere end den 150 millioner år gamle Arkæopteryx .

Nu er der Xiaotingia zhengi - endnu en lille theropod-dinosaur dræbt i veludviklet fjerdragt. Holotypeprøven, der dannede grundlaget for det nye Nature- papir, udviser det for det meste komplette skelet på sin side, og alt i alt ser prøven ud som en solbrun og brun plet af knogler og fjerindtryk. Det siges at stamme tilbage til omkring 155 millioner år siden, men som mange af sådanne fossiler fra Kina er den nøjagtige dato frustrerende usikker, fordi fossilet blev købt fra en forhandler og ikke videnskabeligt udgravet. Hvad angår den anatomiske nitty-gritty, ser Xiaotingia dog meget ligner både Archeopteryx og Anchiornis . Selv om kraniet for eksempel blev knust, ser det ud til, at Xiaotingia har haft en kort kranium med små, pinnelignende tænder.

Men den del af undersøgelsen, der fik mest opmærksomhed, var den evolutionære analyse, der fjernede Archeopteryx og dens nærmeste slægt fra bunden af ​​fuglenes slægtstræ. I følge papiret blev dinosaurierne Archeopteryx, Anchiornis og Xiaotingia forenet af adskillige subtile egenskaber, såsom længden af håndbenene og formen af ​​ønskebeinet. Undersøgelsen placerer disse dinosaurer tættere på segl-kløvede deinonychosaurer - gruppen, der indeholder slægter som Troodon og Deinonychus - end for de tidligste fugle.

Her er den del, der blev groft underrapporteret. ”Det skal bemærkes, ” skrev forfatterne af det nye papir, ”at vores fylogenetiske hypotese kun er svagt understøttet af de tilgængelige data.” Overskrifter erklærede undergangen til Archaeopteryx, selvom den faktiske dokumentation for en sådan ændring, som forfatterne af den indlagte undersøgelse er ikke særlig stærk. Usikkerheden stammer fra det faktum, at nogle af de træk, der ses hos tidlige fugle, måske har vist sig uafhængigt i mere fjernt beslægtede dinosaurer, så det er en vanskelig opgave at bestemme, hvilke træk der er sande tegn på familiebånd, og som udviklede sig uafhængigt i forskellige linjer. For eksempel påpeger forfatterne af den nye undersøgelse ligheden mellem kranierne hos de tidlige fugle som Jeholornis og Sapeornis med oviraptorsaurs - alle ser ud til at have relativt dybe og korte kraniumprofiler . Men er dette et reelt tegn på nære relationer, eller et tilfælde af konvergent udvikling? Der er endnu ikke et klart svar. Når man prøver at drille forhold, skal paleontologer vælge med omhu ellers kan funktioner, der udvikles uafhængigt, forveksles med fælles arv fra en delt forfader.

Ligeledes har tidligere undersøgelser af de samme forfattere ofte skiftet positioner hos fjerede dinosaurer, der menes at være tæt på fugleforfædre. Ustabiliteten af ​​de evolutionære træer, der produceres, skulle få os til at gå videre med forsigtighed. Tag f.eks. Anchiornis . Den blev oprindeligt beskrevet som en fugl, derpå blev sagt at være en troodontid dinosaur, og er nu støbt som en af ​​de nærmeste slægtninge til Archeopteryx i en afstamning længere fjernet fra fugle end tidligere antaget. Forholdsmønstrene ændres fra den ene publikation til den næste. Det er dog ikke ualmindeligt, at forhold mellem dinosaurier er ustabile eller usikre. Forholdene mellem dinosaur-arter er hypoteser, der kan ændres med tilføjelse af ny information og kontekst. Nogle hypoteser er stærkere eller bedre understøttet end andre, men bare fordi et evolutionært træ offentliggøres, betyder det ikke, at det nødvendigvis er nøjagtigt eller forbliver det samme, som der opstår nye opdagelser.

Dette er ikke første gang, at avianforholdene til Archaeopteryx er blevet udfordret. Generel tvivl har perkoleret gennem det paleontologiske samfund om arkæopteryx i årtier. Tilbage, da de første anerkendte Archeopteryx- prøver blev fundet - en fjer i 1860 og den første kropsfossil i 1861 - intet lignende var det blevet fundet før. Steder med usædvanlig bevaring - hvor fjer- og kropsindtryk kunne findes sammen med bevaret knogle - var sjældne, og vestlige naturforskere anede ikke, at Kina havde en rig butik med fjerdækkede dinosaurier, der ventede på at blive opdaget. Under disse forhold så Archaeopteryx ud til at være en død ringetone for den tidligst kendte fugl: Tross alt var det kun fugle, der havde fjer. Ikke alle var helt enige om, at Archaeopteryx var vigtig for oprindelsen af ​​de første fugle. Thomas Henry Huxley foreslog, at fugle stammede fra en dinosaurlignende forfader - noget der ligner Compsognathus - og var gået gennem en flyveløs, strudslignende scene, før han tog op i luften. Dette ville gøre Archaeopteryx til en afvigende sidegren, foreslog Huxley, ikke til en del af den direkte nedstigningslinje.

På trods af Huxleys arbejde blev den generelle konsensus, at Archaeopteryx virkelig var den første fugl. Problemet var, at der ikke var meget, der forbinder det med dets stamfader eller senere fossile fugle. Den sad lige midt i alting - en vigtig del af overgangen uden de relevante boghugger. Til sidst i slutningen af ​​det 20. århundrede gav opdagelsen af ​​dinosaurer som Deinonychus en passende rodstok for fugle. Faktisk befæstede John Ostroms arbejde, Deinonychus ' hovedbeskriver, på Archaeopteryx en forbindelse, som paleontologestuderende nu tager for givet. Deinonychosaurerne (eller ”rovvægerne”) var de tættest på fugle på grund af den tætte lighed mellem dem en arkæopteryx .

Yderligere fossile fund har kompliceret billedet. Dinosaurer såsom den firvingerede Microraptor lignede generelt Archeopteryx, men forblev dog klassificeret i den ikke-aviære dinosauregruppe. Mere end det, opdagelsen af ​​så mange fjerede dinosaurier bragte spørgsmålstegn ved tidligere resonnementer. Fjer, fuglelignende rede-opførsel, knogler, der er infiltreret af luftfyldte sække, og andre træk bevæger sig fortsat med "aviær" -træk længere tilbage ned på slægtstræet. Mange træk, der kun blev set blandt fugle i dag, optrådte på en meget tidligere dato blandt dinosaurier - Archaeopteryx var ikke næsten så unik, som oprindeligt var blevet troet.

Ukendte dinosaurer har også deres rolle at spille i denne rysterød. Paleontologer opdager og afgrænser stadig dinosaurgrupper, og en af ​​de seneste er en samling af små, mærkelige væsener kaldet scansoriopteryids. Der vides lidt om disse dinosaurer. Disse usædvanlige dinosaurier, der er kendt fra en håndfuld lidt studerede prøver, synes at være tæt beslægtede med nogle af de første utvetydige fugle. Hvis dette er sandt, var deinonychosaurerne ikke næsten så tæt på fugleforfædning, som man tidligere troede, skønt scansoriopteriderne er blevet undersøgt så dårligt, at de er blandt de mest gåtefulde af alle kendte dinosaurier.

På dette tidspunkt, hvor tæt Archeopteryx er relateret til de første fugle, er et åbent spørgsmål, som kræver en mere detaljeret undersøgelse. Xu og kolleger konkluderer, at det måske ikke har hørt til den officielle fuglegruppe og kun var en meget fuglelignende, ikke-aviær dinosaur. Dette er ikke en stor kategorisk forskel - husk, fuglebestanden er bare en undergruppe af coelurosaurian-dinosaurierne - men repræsenterer sondringen blandt nogle få mindre, fortællende træk nær basis for en overgang. At drille detaljerne i sådanne forhold holder paleontologer ret travlt. Når du nærmer dig basen i en gruppe, bliver det stadig sværere at skelne mellem de første medlemmer af en ny afstamning og deres forfædres bestand. Hvis man sammenligner en moderne fugl med dinosaurerne, der frembragte fugle, ville forskellene være relativt åbenlyse og tydelige, men på overgangspunktet er det evolutionære billede vanskeligt at løse. I stedet for at være en forlegenhed, understreger denne vidunderlige frustration sandheden om evolutionær forandring.

Der er en masse tradition og akademisk inerti bag at kalde Archeopteryx den tidligste kendte fugl, men det er noget, vi ikke længere kan tage for givet. Jeg synes, det er en god ting. Spørgsmålet om, hvad Archeopteryx er, giver et mål for, hvor meget vi har lært om fugleoprindelse, og åbner marken for nye debatter. Kreationister og andre medlemmer af antividenskabsmængden forsøger muligvis at gøre nyhederne til deres fordel, men faktisk usikkerheden omkring Arkeopteryx fremhæver det faktum, at videnskabsfolk begynder at løse en overgang, som vi kun har haft konturerne af tidligere. Og Archeopteryx er stadig et smukt eksempel på, hvordan overgangsfunktioner kan opdages i fossilregistret. Paleontologer opdager kun sjældent direkte nedstigningslinjer, men skabninger, der har mellemliggende eller overgangsfunktioner, hjælper kødet med den måde, hvorpå store transformationer skete. Selv hvis Archaeopteryx falder på den ikke-aviære snarere end aviær side af dinosaurus-slægtstræet, er det stadig en fjedret dinosaur med mange træk, der engang blev antaget at være unikke for fugle. Dette er alene en stærk illustration af evolutionen, og jeg er ikke i tvivl om, at Archaeopteryx vil forblive et klassisk symbol på, hvordan livet drastisk har transformeret.

Hvad Archeopteryx var og dens betydning i fugleudvikling er åbenlyst en meget kompliceret sag, men nuance er ikke nøjagtigt noget, som nyhedsrapporter gør godt. Jeg tror, ​​at en række rapporter kogte sammen en kompliceret debat om forenkler erklæringer. I et videotilskud til deres historie rapporterede Guardian, "'Oldest Bird' Archaeopteryx var en dinosaur, siger forskere." "Det var det selvfølgelig!" Jeg tænkte - alle fugle er efterkommere af dinosaurer og kan derfor kaldes dinosaurer selv . Uanset om Archaeopteryx er en fugl eller ej, er det stadig en fjedret dinosaur - overskriften svarer til at sige, ”Tidlig menneskelig Australopithecus afarensis var et pattedyr, siger forskere.” Like frustrerende var Christian Science Monitors “Archeopteryx måske ikke have været en fugl, men bare en fjedrende dinosaur. ”BARE en fjedrende dinosaur? Som om fjerbelagte dinosaurer pludselig er blevet dagligdags. Mere end det er betydningen af Archaeopteryx og de mange andre uklar og fjedrende dinosaurier, der er blevet opdaget, at de slører grænsen mellem hvad der blev antaget at være to forskellige grupper og hjælpe med at informere en af ​​de mest storslåede evolutionære transformationer i livets historie .

Men de værste overskrifter kom fra nyhedstjenester, der bare gik lige for den mest sensationelle spin mulig. ”Nyopdaget dinosaur kunne modbevise 'tidligste fugl' teori" sagde Telegraph, skønt selve artiklen kun indeholdt den tvetydige konklusion om, at den nye forskning "ville tvinge eksperter til at revurdere aktuelle antagelser om, hvordan moderne fugle udviklede sig." Hvilke antagelser? Hvad stilles der spørgsmålstegn ved, og hvad er de alternative ideer? Artiklen giver ikke læserne nogen kontekst, og overskriften har lige nok af en kreasionistisk glans til at få mig til at krybe. På samme måde, i hvad der kan have været den værste dækning af historien, hævdede Herald Sun "Charles Darwin måske netop har mistet Evolution Exhibit A, også kendt som Archeopteryx." Ikke kun hævder historien forkert, at Charles Darwin brugte Archaeopteryx som sin favorit eksempel på evolution - noget jeg debunked i min bog skrevet i sten - men hele stykket præsenterer paleontologer som stædige krumtap, der gør tingene op, mens de går sammen, eller at ændringen i perspektiv på Archeopteryx på en eller anden måde underbygger, hvad Darwin foreslog om evolutionen. Nonsens. Nye opdagelser ændrer vores forståelse af den naturlige verden hver dag, og en lille ændring i perspektiv fungerer som en folkeafstemning om Darwins evolutionsteori kun til dem med kun en overfladisk forståelse af, hvordan videnskab faktisk fungerer.

Vi vil sandsynligvis fortsætte med at se lignende overskrifter og artikler, når diskussionen om Archeopteryx fortsætter. Paleontologer bør sætte spørgsmålstegn ved arkeopteryx 'sted og relevans i fugleudvikling - vi skal være på vagt over det træk, som 150 års tradition kan have, når vi sigter gennem nye fund - men den nye undersøgelse tilbyder kun en svagt understøttet hypotese, der kræver meget ekstra undersøgelse til test. trods af titlen, der er givet til et resumé af den nye naturopgave af paleontolog Lawrence Witmer i samme nummer, er endnu ikke ”Et ikon banket fra sit aborre.” Som Witmer siger i sit News & Views-stykke, er opdagelsen af ​​dinosaurier, som konkurrerer nu med Archeopteryx om titlen Tidligste Fugl betyder, at "vi har noget nyt at gøre, " især da "Ligesom Xiaotingia flyttede Arkeopteryx ud af fuglene, kunne den næste fund flytte den tilbage - eller til et sted ellers inden for denne uklare sammenfiltrede knude, der udgør oprindelsen af ​​fugle og fuglelignende dinosaurier. ”

Så hvad nu hvis Archaeopteryx viser sig at være en fjedret dinosaurus, der er mere beslægtet med Deinonychus end de tidligste ægte fugle? Selv hvis dette viser sig at være tilfældet, vil væsenen stadig have spillet en vigtig rolle i evolutionshistorien gennem og hjulpet med at bekræfte forbindelsen mellem dinosaurier og fugle. Den nøjagtige overgangsserie kan vise sig at være anderledes, men Archaeopteryx vil forblive markant med hensyn til, hvordan fjer, og måske endda flyvning, udviklede sig. Vi har en tendens til at værdsætte skabninger, der indgår pænt inden for mønstre af større evolutionære ændringer - de berømte overgangsformer for livets store transformationer - men for at forstå disse ændringer har vi brug for mange andre fossiler til at give baggrund og kontekst. Hvad angår fuglernes udvikling, er jeg ikke i tvivl om, at Archaeopteryx vil forblive en vigtig del af denne sammenhæng.

Men jeg tænkte ikke på alt det, da jeg stod foran glasset, der indeholdt Thermopolis Archaeopteryx i Wyoming Dinosaur Center. Jeg havde trods alt ikke set papiret på det tidspunkt, og jeg skubbede overskriften på overskrifterne ud af mit sind, så jeg måske bare stod der og værdsætter noget smukt. Kald det som en fugl, en fjeret dinosaur, eller hvad du end vil, Archeopteryx var et smukt dyr, der kombinerede den slanke og dødbringende anatomi af en rovdinosaur med den udsøgte fjerdragt, som vi så beundrer i dens moderne fætre. Archaeopteryx var en mosaik af det arkaiske, og hvad vi har tænkt på som moderne - en 150 millioner år gammel portent af fantastiske transformationer, der gennem vores forståelse af dem har ændret den måde, vi ser vores plads i denne konstant udviklende verden på.

Referencer:

Witmer LM (2011). Palæontologi: Et ikon banket fra dets aborre. Nature, 475 (7357), 458-9 PMID: 21796198

Xu, X .; Dig H.; Du, K .; Han, F. (2011). En arkæopteryxlignende theropod fra Kina og oprindelsen af ​​Avialae Nature, 475, 465-470 DOI: 10.1038 / nature10288

En ode til arkæopteryx