Relateret indhold
- Forskere løser Mystery of Birds 'Flying V
En fossil af en forhistorisk fugl fra enantiornithin-slægten viser fjer på bagbenene - bevis for et ekstra par vinger. Med tilladelse fra Xiaoting Zheng et al / Science
For ca. 150 millioner år siden begyndte fuglene at udvikle sig. De bevingede væsner, vi ser i himlen i dag, stammede fra en gruppe af dinosaurer kaldet theropods, som inkluderede tyrannosaurer, i en periode på 54 millioner år kendt som Jurassic perioden. Hvorfor evnen til at flyve udviklede sig hos nogle arter er et vanskeligt spørgsmål at besvare, men videnskabsmænd er enige om, at vinger blev, fordi de må have været nyttige: De kunne have hjulpet landbaserede dyr med at springe i luften eller hjulpet svævevæsener, der klappede deres arme producerer drivkraft.
Efterhånden som forskere fortsætter med at undersøge flyets oprindelse, har undersøgelser af fossiler vist, at theropoder - især coelurosauriske dinosaurier, der ligner moderne fugle - havde store fjer på både forben og bagben. Imidlertid eksisterede der ikke omfattende bevis for disse benfjer hos de tidligste fugle. Men nu afslører en ny undersøgelse af fossiler rapporteret i dag i tidsskriftet Science adskillige eksempler på denne firvingede anatomi i moderne fuglers ældste fælles forfædre.
Moderne fugle har to typer fjer: vanede fjer, der dækker kroppens yderside, og de nedefjer, der vokser under dem. Forskere, der studerede de cirka 120 millioner år gamle fossiler af 11 primitive fugle fra Shandong Tianyu naturhistoriske museum i Kina, fandt, at en type forsvundet fjerdragt, også kendt som hårde fjer, blev pænt bevaret i skeletfossiler af disse prøver, langs hver skabes bagben. Efter dette fund må forskerne have flyvet højt: Fjerene i fuglevinger, kendt som flyvefjedre, er lange, stive og asymmetrisk formede, fjer, ligner dem, der findes i fossilerne. Når de fanderes sammen, danner pinseholdige fjer de brede overflader på fuglenes vingespænder - uden disse overflader kan fuglene ikke forblive højt.
Pennaceøse fjer, der er sammensat af mange udfladede modhager, eksisterede i nogle bevingede dinosaurier. At finde dem på bagbenene til de tidlige fugle antyder, at før fuglene brugte to vinger til at flyve, kan de have været afhængige af fire. Over millioner af år mistede fugle dog gradvist fjerene på dette ekstra vinger.
Undersøgelsen føjer til eksisterende teorier, der antyder, at de første fugle fløj med fire vinger. Undersøgelse af et primitivt fuglefossil fra Archeopteryx- slægten i 2004 afslørede lange fjer på dyrets ryg og ben, hvilket ville have hjulpet dets glideevne. To år senere rapporterede en anden undersøgelse af det kråkestore dyr, der levede for omkring 150 millioner år siden, at den forhistoriske fugl fjer lignede dem på moderne fuglers flyvinger.
Et af de mere komplette skelet, der er undersøgt i dagens undersøgelse viste faktisk bagbeneledende fjær langs knoglen af hvert ben. Den længste fjer strakte sig næsten to inches, hvilket er bemærkelsesværdigt i betragtning af at benene, de dækkede, var mellem en tomme og to og en halv centimeter lange. Faktisk viste eksempler fra en gruppe fugle kaldet Enantiornithes, der eksternt ligner moderne fugle, symmetrisk parrede store fjer konserverede langs deres bagbenben. En sådan fjerarrangement er til stede i moderne fuglers vinger.
Forskere spekulerer i, at det andet vingsæt måske har givet ekstra løft eller skabt træk i luften. De har måske også hjulpet fugle med at manøvrere deres luftbårne kroppe.
Hvis disse bagvinger virkelig tjente et funktionelt formål i kamp, vil de tjene en vigtig plads i fugleudviklingen. Fuglbevægelse er kendetegnet ved en kombination af fjerde arme til flyvning og ben til at gå på land. Denne undersøgelse antyder, at hvis vandrende ben, der findes i fugle i dag, udviklede sig efter disse fjedrede bagben, så taber fjeder på bagbenene - og dermed et ekstra par vinger - afspejler en periode med forandring, hvor armene blev specialiserede til flyvning og ben, for bevægelse.
I dag er benfjeder mindre veludviklede end vingefjedre - de er normalt meget mindre og fluffy - og de tjener som beskyttelse og isolering for benet. Disse fluffy bits er også sparsomme - i stedet er benene dækket af vægte, som kun dannes, hvis fjervækst hæmmes. Undersøgelser af moderne fugle viser, hvordan dette fungerer. Når kyllinger udvikler sig fra embryoner og vokser til voksne, kan fjerede ben omdannes til skalerede ben, eller omvendt ved at ændre, hvordan visse gener udtrykkes.
Den nylige åbenbaring om fjer på fuglenes bagben antyder, at en lignende genetisk og mere permanent ændring måske har fundet sted tidligt i fugleudviklingen, ifølge ledende forskere. Dette skift udløste tabet af fuglernes bagvinger og skubbede væsnerne ned ad en evolutionær sti, der gjorde det muligt for dem at flyve med kun to.
