Dinozaury opierzone — definicja, dowody skamieniałości i przykłady

Dinozaury opierzone — definicja, dowody ze skamieniałości i przykłady: odkrycia z Yixian, Archaeopteryx i testy beta-keratyny ujawniają ewolucję piór.

Pierzasty dinozaur to dinozaur z piórami. Obecnie uważa się, że wszystkie koelurozaury, a być może także wszystkie teropody, miały pióra lub prymitywne włókniste struktury podobne do piór. Odkrycia ostatnich dekad sugerują, że podobne struktury występowały także u niektórych przedstawicieli innych grup dinozaurów, co zmienia klasyczny obraz „łuskowatych” dinozaurów.

Dowody kopalne

Możliwość, że dinozaury są blisko spokrewnione z ptakami, zrodziła hipotezę o istnieniu piór u nieptasich dinozaurów. Skamieniałości Archaeopteryx zawierają dobrze zachowane pióra, jednak dopiero na początku lat 90. XX w. opisano pierwsze dobrze zachowane skamieniałości wyraźnie nieptasich dinozaurów z odciskami piór lub włókien keratynowych. Od tego czasu liczba znanych okazów systematycznie rośnie i obejmuje egzemplarze pokazujące różne formy integumentu — od prostych włóknistych „protupiór” po złożone pióra lotno‑pokrywowe.

Najwięcej dobrze zachowanych okazów pochodzi z wybitnie sprzyjających konserwacji osadów jeziornych, przede wszystkim z formacji Yixian w Chinach. W drobnoziarnistych osadach jeziornych dochodziło do szybkiego pochówku, co sprzyjało zachowaniu delikatnych struktur takich jak pióra.

Badania biochemiczne i mikroskopowe

Skamieniałe pióra jednego z okazów, Shuvuuia deserti, zostały pozytywnie przetestowane na obecność beta‑keratyny w testach immunologicznych. Jest to główne białko w piórach ptaków i jej wykrycie stanowi ważny dowód homologicznosci struktur pióropodobnych u dinozaurów i piór ptasich. Poza badaniami biochemicznymi, analiza mikroskopowa ujawniła obecność melanosomów — struktur odpowiedzialnych za barwę piór — co pozwoliło na rekonstrukcje kolorów u takich gatunków jak Sinosauropteryx czy Anchiornis.

Rodzaje piór i integumentu

• Protupióra (filamenty) — proste włókniste struktury, często występujące u wczesnych teropodów i niektórych innych dinozaurów.
• Pióra włókniste z rozgałęzieniami — pośrednie formy między prostymi filamentami a złożonym piórem.
• Pióra pióropodobne (pennaceous) — zbudowane z centralnego rachisu i promieni, występują u bardziej zaawansowanych teropodów i ptaków; u niektórych dinozaurów pełniły funkcje aerodynamiczne.

Przykłady i ważne odkrycia

Do najważniejszych znalezisk należą m.in.: Sinosauropteryx (pierwsze opisane wczesne protupióra), Caudipteryx, Protarchaeopteryx, wieloskrzydły Microraptor (dowód na zdolności do szybowania/lotu), oraz odkrycia takich gatunków jak Velociraptor, dla którego stwierdzono obecność guzów dla piór (tzw. quill knobs) na kości ramiennej. Ważnym odkryciem było też znalezienie struktur pióropodobnych u Kulindadromeus — roślinożernego dinozaura z północnej Azji — co sugeruje, że protupióra mogły występować szerzej poza teropodami.

Funkcje piór u dinozaurów

Pióra mogły pełnić wiele funkcji, nie tylko związanych z lotem. Do najważniejszych należą:

• Izolacja termiczna — utrzymanie stałej temperatury ciała, szczególnie u mniejszych gatunków.
• Prezentacja i kamuflaż — znaczenie w zachowaniach godowych, odstraszaniu rywali lub maskowaniu.
• Opieka nad potomstwem — ocieplanie gniazda i chronienie jaj (brak bezpośredniego dowodu u wszystkich gatunków, ale analogie z ptakami są przekonujące).
• Napęd aerodynamiczny — w kilku liniach pióra przystosowały się do szybowania lub aktywnego lotu (np. Archaeopteryx, Microraptor).

Znaczenie dla ewolucji ptaków

Dowody morfologiczne, molekularne i kopalne wspierają hipotezę, że ptaki wyewoluowały z grupy teropodów. Obecność piór u licznych teropodów pokazuje, że pióra pojawiły się przed wykształceniem zdolności do lotu i zostały później – w pewnych liniach – przystosowane do funkcji aerodynamicznych. W konsekwencji współczesne ptaki są bodaj najlepiej znanymi potomkami linii dinozaurów opierzonych.

Podsumowanie: odkrycia skamieniałości opierzonych dinozaurów zmieniły nasze rozumienie ich biologii — pióra pełniły różnorodne role i występowały u wielu grup, a ich badanie (w tym analizy beta‑keratyny i melanosomów) dostarcza coraz więcej informacji o wyglądzie, ekologii i ewolucji tych zwierząt.

Dowody kopalne

Po stu latach bez wyraźnych dowodów, w latach 90. odkryto dobrze zachowane skamieniałości pierzastych dinozaurów, a kolejne są nadal znajdowane. Skamieniałości te zachowały się w Lagerstätte - złożu osadowym wykazującym niezwykłe bogactwo i kompletność skamieniałości - w Liaoning w Chinach.

Obszar ten był wielokrotnie zasypywany popiołem wulkanicznym przez erupcje w Mongolii Wewnętrznej 124 miliony lat temu, podczas dolnej kredy. Drobnoziarnisty popiół zachował w najdrobniejszych szczegółach żywe organizmy, które pogrzebał. Obszar ten tętnił życiem, z milionami liści, roślin okrytozalążkowych (najstarsze znane), owadów, ryb, żab, salamander, ssaków, żółwi, jaszczurek i krokodyli odkrytych do tej pory.

Najważniejszymi odkryciami w Liaoning były skamieniałości opierzonych dinozaurów, przy czym stały strumień nowych znalezisk wypełnia obraz połączenia dinozaurów z ptakami i dodaje więcej do teorii ewolucyjnego rozwoju piór i lotu. Gałki dudkowe znaleziono na kości łokciowej Velociraptor mongoliensis. Są one związane z dużymi, dobrze rozwiniętymi piórami drugorzędowymi.

Dowody behawioralne, w postaci owiraptorozaura na gnieździe, wskazywały na kolejny związek z ptakami. Jego przedramiona były złożone, tak jak u ptaków. Choć nie zachowały się żadne pióra, prawdopodobnie byłyby one obecne, by utrzymać ciepło jaj i młodych.

Dowody w bursztynie

Pierzasty ogon nie-avialańskiego (nie-ptasiego) teropoda został znaleziony w bursztynie ze środkowej kredy (∼99 mya) w stanie Kachin, Myanmar (Birma). BBC opisuje go jako "doskonale zachowany". Lida Xing znalazła go na targu bursztynowym w Myitkina, Myanmar. Bursztyn był już oszlifowany do celów jubilerskich: sprzedawca myślał, że to materiał roślinny. Był to jednak ogon pierzastego dinozaura wielkości wróbla. Pióra nie były piórami lotnymi. Dr Paul Barrett z Muzeum Historii Naturalnej w Londynie nazwał okaz "piękną skamieliną", opisując go jako "naprawdę rzadkie zjawisko występowania materiału kręgowców w bursztynie".

Okres kredowy

W 2011 roku odkryto, że próbki bursztynu zawierają zachowane pióra z okresu kredy, z dowodami na to, że pochodziły one zarówno od dinozaurów, jak i ptaków. Wstępna analiza sugeruje, że niektóre z piór były używane do izolacji, a nie do lotu.

Skamielina Sinosauropteryx, pierwsza skamielina nieawialskiego dinozaura z piórami


Gniazdujący okaz Citipati osmolskae, w AMNH.

Aktualna wiedza

Lista dinozaurów z dowodami na istnienie piór

Obecnie wiadomo, że wiele nieawialskich dinozaurów było opierzonych. Bezpośrednie dowody na istnienie piór istnieją dla następujących rodzajów, wymienionych w kolejności, w jakiej obecnie akceptowane dowody zostały po raz pierwszy opublikowane.

Dowody obejmują odciski piór lub przekonujące dowody szkieletowe lub chemiczne. Dowody szkieletowe to obecność wypustek piór (punkty zaczepienia piór skrzydłowych na przedniej kończynie) lub pygostylu (stopiony kręg na końcu ogona, który często podtrzymuje duże pióra).

Dla porównania: Archaeopteryx (1861; awialan) na pewno miał sprawne pióra lotne z pozaśrodkową rachis (trzonem). Poza tym, poza przednimi kończynami, był to typowy mały dinozaur mięsożerny.

1. Avimimus portentosus (przypuszczalnie 1987: gałki dudkowe)
2. Sinosauropteryx prima (1996)
3. Protarchaeopteryx robusta (1997)
4. GMV 2124 (1997).
5. Caudipteryx zoui (1998)
6. Shuvuuia deserti (1999)
7. Sinornithosaurus millenii (1999)
8. Beipiaosaurus inexpectus (1999)
9. Caudipteryx dongi (2000)
10. Caudipteryx sp. (2000)
11. Microraptor zhaoianus (2000)
12. Nomingia gobiensis (przypuszczalnie 2000: pygostyle)
13. Psittacosaurus sp.? (2002)
14. Scansoriopteryx heilmanni (2002)
15. Yixianosaurus longimanus (2003)
16. Dilong paradoxus (2004)
17. Jinfengopteryx elegans (2005)
18. Juravenator starki (2006)
19. Sinocalliopteryx gigas (2007)
20. Velociraptor mongoliensis (wnioskowanie z 2007 r.: gałki piórowe)
21. Epidexipteryx hui (2008)
22. Similicaudipteryx yixianensis (wnioskowany 2008: pygostylizm; potwierdzony 2010)
23. Zhongornis haoae (2008)
24. Tianyulong confuciusi? (2009)
25. Concavenator corcovatus? (przypuszczalnie 2010: gałki dudki?)
26. Yutyrannus huali (2012)
27. Microraptor hanqingi (2012)
28. Ornithomimus edmontonicus (2012)
29. Ningyuansaurus wangi (2012)
30. Eosinopteryxbrevipenna (2013)
31. Citipati osmolskae (przypuszczalnie 2013: pygostyle)
32. Conchoraptor gracilis (przypuszczalny 2013: pygostyle)
33. Jianchangosaurus yixianensis (2013)
34. Aurornis xui (2013; prawdopodobnie awialan)
35. Changyuraptor yangi (2014)
36. Kulindadromeus zabaikalicus? (2014)
37. Citipati osmolskae (przypuszczalnie 2014: pygostyle)
38. Conchoraptor gracilis (przypuszczalny 2014: pygostyle)
39. Deinocheirus mirificus (przypuszczalnie 2014: pygostyle)
40. Yi qi (2015)

• Uwaga, struktury nitkowate u niektórych dinozaurów ornitischiańskich (Psittacosaurus, Tianyulong) i pterozaurów mogą, ale nie muszą być homologiczne z piórami i protofeather teropodów.

Skamieniałość Sinornithosaurus, pierwszy dowód na istnienie piór u dromaeosauridów


Odlew skamieniałości Caudipteryx z odciskami piór i zawartością żołądka


Skamielina Microraptor gui odciski opierzonych skrzydeł


Skamieniały odlew z NGMC 91, gatunek nienazwany


Skamielina Jinfengopteryx elegans

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest pierzasty dinozaur?

P: Uważa się, że które dinozaury miały pióra?

P: Jak pióra były związane z możliwością, że dinozaury były blisko spokrewnione z ptakami?

P: Jakie skamieniałości zawierają dobrze zachowane pióra?

P: Kiedy odkryto wyraźnie nieptasie skamieniałości dinozaurów z zachowanymi piórami?

P: Skąd pochodzi większość opierzonych skamieniałości dinozaurów?

P: Jakie jest główne białko w piórach ptaków?

Szukaj według litery