Sinds de jaren 90 van de vorige eeuw zijn paleontologen verdeeld in twee kampen. De meesten van hen geloven dat de theorie van de oorsprong van vogels uit dinosauriërs onbetwistbaar is, terwijl het kleinere deel er steeds meer aan twijfelt en nieuw bewijs levert van het tegendeel. De strijd is al bijna 20 jaar niet afgenomen. Twee nieuwe ontdekkingen zetten wetenschappers opnieuw aan weerszijden van de barricade.
Het standpunt dat door de officiële wetenschap wordt erkend, is dat vogels ongeveer 150 miljoen jaar geleden uit tweevoetige theropoden zijn geëvolueerd.
Dinosauriërs en vogels hebben inderdaad veel overeenkomsten. Onder de oude fossielen zijn er bijvoorbeeld vogelachtige dyno's met veren en zelfs vier vleugels, met vogelgedrag, enzovoort.
Het belangrijkste argument van de aanhangers van de theorie zijn precies de overeenkomsten (skeletale, morfologische en zachte weefsels) - de constant gevonden "overgangsverbindingen", evenals de autoriteit die de theorie in de loop van de jaren automatisch heeft verworven.
Een fossiel van een van deze "overgangsschakels" werd onlangs ontdekt in het Junggar Basin in het noordwesten van China. De studie werd uitgevoerd door een groep paleontologen onder leiding van James Clark van de George Washington University en Xing Xu van het Chinese Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology.
De dinosaurus met lange nek, die enigszins aan een struisvogel deed denken, heette Limusaurus inextricabilis, wat zoiets als het volgende betekent: 'moerashagedis die niet kon ontsnappen'. Het is van 156 tot 161 miljoen jaar oud (dat is tenminste de leeftijd van de afzettingen waarin de fossiele resten werden gevonden), de lichaamslengte van het dier was niet groter dan 1,7 meter.
Volgens veel wetenschappers is deze dinosaurus echt een unieke vondst, omdat het laat zien hoe de vingers van theropoden in vleugels konden zijn geëvolueerd.
De hagedis behoort tot de Jurassic ceratosauriërs (vroege theropoden). De grootste vertegenwoordiger van dit geslacht is Ceratosaurus nasicornis, het bereikte een lengte van 8 meter en had ook een karakteristieke neushoorn (L inextricabilis heeft het niet). Veel ceratosauriërs hadden ook korte "armen" en knobbelige vingers zonder scherpe klauwen.
Promotie video:
L. inextricabilis, een verre verwant van de geliefde Tyrannosaurus rex, was een nogal ongebruikelijk wezen: het had geen tanden (misschien had het wel een snavel), en at over het algemeen uitsluitend plantaardig voedsel. Misschien was zijn torso ook bedekt met primitieve veren, maar er is geen betrouwbaar bewijs voor dit feit. Het is trouwens ook de enige ceratosaurus die in Oost-Azië voorkomt.
Het meest interessante aan hem is echter helemaal niet dit, maar zijn “vingers”.
Laten we het uitleggen: in de "handen" van theropoden, net als in de vleugels van vogels, zijn er elk drie vingers, die ze hebben gekregen van een gemeenschappelijke voorouder met vijf tenen.
Er was eens een vijfde vinger (als we tellen vanaf de analoog van onze duim). Dit was de volgende stap in de ontwikkeling van de borstel.
Verder "namen" dinosauriërs van de overige vier relatief gesproken de eerste, tweede en derde vingers van de voorouder "weg" (dit gebeurde rond de tijd van de Dilophosauriërs). Tegelijkertijd bestaan de vleugels bij vogels uit de tweede, derde en vierde vinger van dezelfde viertige voorouder (wetenschappers oordelen naar hun vorm). Hoe heeft dit kunnen gebeuren?
Deze vreemde regelmaat achtervolgde paleontologen lange tijd, die er geen fatsoenlijke verklaring voor konden vinden. Immers (als men de mening aanhangt dat vogels geëvolueerd zijn uit dinosauriërs), blijkt dat de vogels op de een of andere manier hun wijsvinger moesten verliezen en zelf een vierde moesten laten groeien (dan zal de set 2-3-4 blijken).
En nu komt L inextricabilis op het toneel, die vier vingers heeft (1-4), maar de eerste is sterk verkleind, terwijl de tweede daarentegen ongewoon vergroot is vanwege het middenhandsbeentje. Dit bot lijkt erg op dat gevonden in de eerste teen van de vroege vijftige voorouders.
Deze twee feiten geven aan dat eerdere paleontologen over de hele wereld verkeerd interpreteerden wat ze zagen en 2-3-4 vingers van hagedissen namen voor 1-2-3 (dat wil zeggen, de tweede werd ten onrechte als de eerste beschouwd, enzovoort), schrijven wetenschappers in een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur.
In dit geval wordt alles veel eenvoudiger: vroege theropoden verloren de eerste en vijfde vingers en gaven de set van de tweede, derde en vierde aan de vogels door.
"We hebben waarschijnlijk een soort overgangsvorm gevonden die onder andere binnen een bepaald tijdsbestek past", zegt Clark.
Hij gelooft dat de vondst geen einde zal maken aan de controverse rond de oorsprong van de vingervleugels, maar het zal nog steeds helpen om deze kwestie te begrijpen.
Voor sommige wetenschappers is het echter voldoende. "Dit is het beste bewijs dat we konden krijgen", zegt Dr. Jack Conrad van het American Museum of Natural History.
Er zijn er die de nieuwe bevindingen niet waardevol vinden, onder wie Gunter Wagner uit Yale. Hij is er volledig van overtuigd dat de waargenomen 2-3-4 vingers van de vogel niet zo zijn, en geeft de volgende gegevens.
Tijdens de ontwikkeling van het embryo wordt de vorm van de vingers van vogels bepaald door vele factoren (weefsel, locatie, invloed van genen). Als het weefsel klaar is om de tweede vinger te worden, en de genen die het bombarderen, hebben de eerste nodig om te groeien, dan zal het zo zijn (de eerste zal groeien in de plaats van de tweede). Het experiment toonde aan dat dit de hele tijd gebeurt bij moderne vogels.
"Het fossiel van een ceratosaurus mag dan een van de overgangsschakels zijn, maar of zijn tweede, derde en vierde vinger dat zijn, het is onmogelijk met volledige zekerheid te zeggen", voegt Wagner eraan toe. (Moderne wetenschappers zijn tenslotte niet in staat de ontwikkeling van dinosaurusvingers uit een embryo te traceren.)
Er is nog een twijfel. Het is waarschijnlijk dat het uiterlijk van de ongewone viervingerige borstel L. inextricabilis te wijten was aan zijn levensstijl en alleen kenmerkend was voor deze soort.
Het is tenslotte niet bekend waarom L. inextricabilis zulke "handen" nodig had. T. Rex greep prooi met zijn voorpoten, maar L inextricabilis was een herbivoor. Clar, Xu en hun collega's hebben nog geen beslissing genomen over deze kwestie.
“Vanwege hun morfologie waren ze niet bedoeld om te worden begrepen zoals bij andere theropoden. Misschien had hij ze nodig om overeind te komen als hij lag”, zegt Xu.
Als we een voorlopige conclusie samenvatten, kunnen we zeggen dat niet alles zo eenvoudig en duidelijk is als we zouden willen, zelfs niet in deze specifieke studie. Wat kunnen we zeggen over de hele theorie van de evolutie van vogels!
De argumenten van tegenstanders van de theorie van de oorsprong van vogels uit dinosauriërs zijn tot dusverre geïsoleerd, maar hieruit niet minder zwaar. Sommige wetenschappers beweren dat dinosaurusveren helemaal geen veren zijn, andere dat ze kunnen verschijnen en verdwijnen, en weer anderen dat de verschillen in de anatomische structuur van dino's en vogels zo sterk zijn dat ze niet als één tak van evolutie kunnen worden beschouwd.
Bij de laatste zit een groep onderzoekers van de University of Oregon (Oregon State University).
Wetenschappers beweren: moderne vogels kunnen geen directe afstammelingen zijn van vleesetende dinosauriërs, omdat, in tegenstelling tot bijna alle landdieren, het dijbeen van vogels (evenals ribben en borstbeen) op hun plaats is bevestigd.
In hun artikel gepubliceerd in de Journal of Morphology, schrijven de wetenschappers dat dit verschil de sleutel is.
Paleontologen werken praktisch niet met nieuwe gegevens, ze maken vooral ruzie over de bestaande. Het is al lang bekend dat de heup van vogels niet kan bewegen, waardoor de vogels gedwongen worden te rennen ten koste van hun knieën. Onlangs werd ook ontdekt dat deze positie van de botten, evenals de spieren eromheen en de longen, vogels behoedt voor het instorten van het hoofdorgaan van het ademhalingssysteem en de luchtzakken.
Warmbloedige vogels hebben ongeveer 20 keer meer zuurstof nodig dan koudbloedige reptielen. Dat is de reden waarom hun longen werden getransformeerd (het ademhalingssysteem van vogels wordt als het meest complexe van alle gewervelde dieren beschouwd) en de gasuitwisseling begon efficiënter te gebeuren.
“Dit is een van de fundamentele componenten van de vogelfysiologie. Deze positie van het dijbeen en de spieren bepaalt het werk van het ademhalingssysteem en het volume van hun longen, en dus het vermogen om te vliegen,”zei een van de auteurs van het onderzoek, Devon Quick, in een universitair persbericht.
Tegelijkertijd hebben andere dieren (of het nu mensen, olifanten, honden, hagedissen en oude dinosaurussen zijn) een beweegbare heup, die actief deelneemt aan hun beweging op de grond.
En als dat zo is, dan kunnen de vogels volgens Amerikaanse paleontologen niet afstammen van theropoden.
Velociraptor kon op een gegeven moment niet zomaar zijn veren spreiden en wegvliegen in de zonsondergang, voegen ze eraan toe.
“Het is zelfs vreemd dat we gedurende honderden jaren van bestudering van de biologie van vogels en hun vlucht zo weinig van hen hebben begrepen. Deze ontdekking betekent dat vogels zich parallel ontwikkelden met de 'verschrikkelijke hagedissen'. Misschien is dit proces al begonnen voordat de eerste soort dinosauriërs verscheen”, zegt de tweede auteur van deze studie, hoogleraar zoölogie John Ruben.
In dit geval bedoelt Ruben de theorie dat de oudste voorouder van vogels niet Archaeopteryx is, maar protoavis, die ongeveer 225-210 miljoen jaar geleden op de planeet leefde, dat wil zeggen, in ieder geval parallel met dinosauriërs.
"Wetenschappers wijzen vaak op de gelijkenis van de longen van vogels en dinosauriërs, maar vanwege het bewegende dijbeen zou de buikluchtzak van de hagedissen, als die echt bestond, moeten zijn ingestort", zegt Ruben.
(Overigens hadden pterosauriërs die geen dinosauriërs waren, ook een soortgelijk ademhalingssysteem.)
Wat de overige overeenkomsten tussen dinosauriërs en vogels betreft, leggen Ruben en Quick ze als volgt uit: beide takken van evolutie hadden een gemeenschappelijke voorouder. Het kan bijvoorbeeld een thecodon zijn. Vogels, dinosaurussen en krokodillen kunnen uit deze groep zijn voortgekomen. Trouwens, in termen van longstructuur en fysiologie lijken krokodillen veel meer op oude dinosaurussen, merken paleontologen uit Oregon op.
Ruben zegt ook dat ondanks al zijn inspanningen (de Universiteit van Oregon heeft de dominante theorie voor het eerst uitgedaagd), hij niet hoopt dat wetenschappers over de hele wereld hen van de ene op de andere dag kunnen overtuigen.
Ten eerste is het niet zo eenvoudig om een theorie te vernietigen die zo stevig in de hoofden van de meerderheid is verankerd. Ten tweede zijn dinosaurussen te geliefd bij mensen (het is moeilijk om een meer geromantiseerd oud dier te vinden). En ten derde wordt volgens John een belangrijke rol gespeeld door het beleid van musea, waarvoor een wijziging van de bepalingen van de basistheorie ernstige gevolgen heeft (tot aan het ontslag van een deel van het personeel).
"Elk jaar komen er echter steeds meer bewijzen voor onze mening, en we hopen dat binnenkort de hele wereld zal weten dat niet alle wetenschappers het eens zijn met het gevestigde standpunt", vat de professor samen.
Interessante mechanica # 8 2009
