Co było pierwsze: pióro czy ptak?

Magdalena Kawalec-Segond

|

GN 32/2019

dodane 08.08.2019 00:00

Jeśli wierzyć chińskim paleontologom, pióra to struktury, które wyewoluowały, zanim pojawiły się na Ziemi ptaki, a nawet dinozaury. Co więcej – pióra nie powstały, by stworzenie mogło latać.

Skamieniałe szczątki Caudipteryxa – dinozaura z podrzędu terapodów. Widoczne nie tylko ślady piór, ale także skamieniała zawartość żołądka. Te niewielkie dinozaury – rozmiarów pawia – żyły 124,6 mln lat temu. Skamieniałe szczątki Caudipteryxa – dinozaura z podrzędu terapodów. Widoczne nie tylko ślady piór, ale także skamieniała zawartość żołądka. Te niewielkie dinozaury – rozmiarów pawia – żyły 124,6 mln lat temu.
Kabacchi /wikimedia

Historia ta zaczyna się w roku 1861, kiedy to niemiecki paleontolog Christian Erich Hermann von Meyer odkrywa skamieniałe szczątki archa- eopteryxa. Pióro staje się atrybutem ptaków wykształconym u tego „ogniwa pośredniego” pomiędzy nimi a gadami, czyli jakieś 150 mln lat temu. I tak uczymy się w szkole aż do roku 1994, kiedy to znaleziono w Chinach skamieniałości upierzonych dinozaurów – dziś już idą w tysiące. Oczywiście wtedy całą tę czeredę wpisano w miejsce „ogniwa pośredniego”, które mocno się rozrosło, dinozaury owe były bowiem spokrewnione. To datowało nam początki upierzenia na Ziemi na jakieś 200 mln lat temu.

W 2014 roku jednak na wschodnich rosyjskich rubieżach odkryto szczątki kulindadromeusa – dinozaura przedziwnego, który miał wprawdzie nogi i ogon pokryte łuskami, ale całą resztę ciała pokrytą puchem. I nie byłoby w tym nic dziwnego, gdyby jego budowa anatomiczna nie wskazywała, że z archaeopteryxem i tą linią dinozaurów, które miały bliskie pokrewieństwo z ptakami, nie ma absolutnie nic wspólnego.

Puszysty f-16

Kolejna chińska bomba paleontologiczna wybuchła pod koniec ubiegłego roku. Wtedy to uczeni z Nanjing University kierowani przez Zixiao Yang opisali odkryte przez siebie skamieniałości dwóch młodych pterozaurów. Jak na te gady niewielkich, bo rozmiaru gołębia. Ci kuzyni dinozaurów potrafili osiągać wysokość żyrafy, a rozpiętość skrzydeł – porównywalną z wielozadaniowym samolotem F-16. Były pierwszymi aktywnie latającymi kręgowcami i największymi latającymi zwierzętami odkrytymi przez człowieka. Plastyczna rekonstrukcja pokrytych puchem pterozaurzych piskląt z Chin obiegła zatem nie tylko media Kraju Środka.

Zaskoczenie było spore, bo gady te przez dziesięciolecia uchodziły za klasyczne, pokryte łuską stworzenia zdolne do lotu. Ich szkielety świadczyły o tym, że były bliskimi kuzynami dinozaurów. Chińskie okazy, wspaniale zachowane w odcisku, pozwalały zbadać powierzchnię ciała. Między innymi znajdujący się na błonach skrzydeł puch, który spokojnie mógłby pokrywać brzuch kurczaka. Badacze są zdania, że te „pióra” były pozbawione cech aerodynamicznych i nie wspomagały pterozaura w locie. Służyły mu po prostu jako termoizolacja. Ich odkrycie świadczy jednak o tym, że te gady naczelne, żyjące od późnego triasu (230 mln lat temu), a wymarłe w okresie kredowym (65,5 mln lat temu), miały już jeśli nie pióra takie, jakie znamy u ptaków latających, to przynajmniej puch. Skoro zaś i ptaki, i dinozaury, i pterozaury, jak wykazali Chińczycy z Nankinu, miały podobnie wyglądające pióra, to pióro jako takie może być organem starszym niż każda z tych grup. Powstało u ich wspólnego przodka. Czyli jakieś 250 mln lat temu. 100 mln lat przed archaeopteryxem.

Wspólny korzeń

Co na temat piór mówi genetyka? Ta wypowiedziała się najpierw w roku 2017, dziś zaś przemówiła ponownie na łamach czerwcowego numeru czasopisma „Trends in Ecology & Evolution”. W 2017 roku dokonano analizy obszarów regulacji genów odpowiedzialnych za powstawanie gadziej łuski, ptasiego pióra i ssaczego włosa. Według tych badań wszystkie te wytwory skóry mają wspólnego przodka – wytwór będący „korzeniem” ich wszystkich. Ten musiał istnieć 420 mln lat temu, czyli u wspólnego przodka tych trzech wielkich linii świata zwierząt. Pióra zatem nie powstały niezależnie u dinozaurów i od nowa u ptaków. Z kolei łuski na ptasich nogach są przekształconymi wtórnie piórami.

Obecnie uczeni z czterech laboratoriów, które najbardziej przyczyniły się do odkryć historii pióra dokonanych w ostatnich 20 latach: z Bristolu, Grenoble, Corku i Nankinu, napisali wspólnie podsumowanie swoich prac archeologicznych, fizjologicznych i genetycznych. Według autorów bez wątpienia można powiedzieć, że powstawanie piór, które charakteryzują dziś właściwie wyłącznie ptaki, jest genetycznie regulowane, podobnie jak powstawania innych wytworów skóry. Poczynając od zębów rekina, łusek ryb kostnoszkieletowych, łusek gadzich i wreszcie włosów ssaczych. Geny specyficzne dla produkcji piór wyewoluowały raczej u archozaurów (czyli gadów naczelnych) niż ptaków. Wsparcie dla tego poglądu stanowią dotychczasowe wykopaliska upierzonych latających pterozaurów i dinozaurów. Domniemać można zatem, że pióra wyewoluowały pod postacią pojedynczych włókienek zapewniających raczej komfort termiczny coraz większym organizmom lądowym o coraz szybszym metabolizmie niż jako elementy umożliwiające latanie. I tak oto kolejny raz okazało się, że coś, co powstało w jednym celu, zostało zaadaptowane do czegoś zupełnie innego. •

Tagi: