چگونه پرندگان «بال»دار شدند؟ ما ممکن است «حلقه گمشده» را در فسیل دایناسورها پیدا کرده باشیم

فسیل‌های دایناسور که دارای بازوهایی با زاویه خم شدن عجیب در آرنج و مچ هستند می‌توانند نشانی از یک تاندون باشند که در فسیل حقظ نشده، اما زیربنای تمام پرندگان بوده است.

اگر حق با محققان دانشگاه توکیو باشد، آنها سرنخ‌هایی شکل گرفتم پرندگان مهره‌دار را پیدا کرده‌اند.

تکامل بال‌هایی که به اندازه کافی قدرتمند باشند که مهره داران را بتوانند از زمین بلند کنند، یکی از بزرگترین اسرار در دیرینه‌شناسی است.

پتروسارها به این دلیل مشهور هستند که اولین مهره‌داران شناخته شده‌ای هستند که نزدیک به 200 میلیون سال پیش پرواز واقعی می‌کردند. با این حال، این خزندگان عظیم باستانی دایناسور نبودند.  اما 80 میلیون سال پیش از پتروسورها ما دایناسورهای پردار داشتیم.

ساختاری که مانند پرها به نظر می‌رسد مدت‌ها قبل از پرواز تکامل یافته بود و پروپاتاگیوم نامیده می‌شود، غشایی است که در تمام مهره داران زنده که امروزه بال می‌زنند، از جمله پرندگان و خفاش ها وجود دارد.

بهترین راه برای تصور پروپاتاگیوم این است که بازوی خود را با آرنج و مچ خم شده به پهلو بیرون بیاورید. اکنون تاندونی را تصور کنید که از شانه شما به سمت دست شما کشیده شده و یک پل یا «لبه جلویی» بال‌مانند ایجاد می‌کند.

این قسمت به پرندگان در حال پرواز اجازه می‌دهد تا در طول حرکت بال زدن، مچ و آرنج خود را به طور هماهنگ خم کرده و دراز کنند. این ساختار به پرواز پرنده کمک می‌کند و به حیوان اجازه می دهد دو مفصل را همزمان کنترل کند.

به نظر می‌رسد پروپاتاگیوم با تغییر در جریان هوا بر روی سطح بالایی بال، برخاست و فرود پرواز را کنترل می‌کرده است.

بدون وجود تیم تاندون، برخی از دانشمندان فکر می کنند پرندگان، خفاش ها و دایناسورها ممکن بود نتوانند هرگز از زمین برخیزند.

مشکل این است که پروپاتاگیوم یک بافت نرم است، به این معنی که به ندرت در آثار فسیلی حفظ شده است. علاوه بر این، این تاندون به قدری نازک است که اثر زیادی روی استخوان‌هایی که به آن می چسبد باقی نمی گذارد.

خوشبختانه، هیراساوا و همکارش، یوریکا اونو، راهی برای “دیدن” تاندون، حتی زمانی که دیگر وجود ندارد، پیدا کرده اند. سرنخ این است که بدانیم چگونه پروپاتاگیوم حرکات حیوان را محدود می‌کرده است.

به عنوان مثال، هنگامی که یک پرنده می‌میرد، این غشاء  مچ دست و آرنج حیوان را در حالت خم‌شده نگه می‌دارد.

محققان با مقایسه زاویه آرنج با خمیدگی بازوها در فسیل‌های تروپود غیر پرنده، شواهدی پیدا کردند که نشان می‌دهد ساختاری شبیه به پروپاتاگیوم احتمالاً روی شانه و مچ چندین دایناسور زمینی کشیده شده بوده.

برای مثال، زوایای مشاهده شده در فسیل‌های بسیاری از « مانیراپتوران‌ها » (که شامل سرعت‌گیرنده‌ها نیز می‌شود) کمی بزرگ‌تر از زوایایی بود که در پرندگان امروزی دیده می‌شود، اما همچنان به وجود ساختاری شبیه به پروپاتاگیوم اولیه شبیه است.

محققان همچنین بقایای بافت نرم چیزی را که ممکن است یک پروپاتاگیوم اولیه در دو فسیل مانیراپتوران باشد شناسایی کردند: Caudipteryx که به اندازه بوقلمون بود و میکرو رپتور چهار بال .

احتمالاً Caudipteryx نمی توانست پرواز کند، و هنوز در مورد اینکه آیا microraptor می‌تواند پرواز کند، بحث وجود دارد . با این حال، هر دوی این دایناسورها به وضوح دارای ساختارهایی بودند که بعداً برای پرواز ضروری می‌شد.

پروپاتاگیوم ممکن است اجداد همه مانیراپتوران‌ها باشد، دودمانی که تقریباً قدمت آن به ۱۵۰ میلیون سال قبل بازمی‌گردد.

این تحقیق در Zoological Letters منتشر شده است.