Csirkék Velociraptor-szájjal

A madarak evolúciója a dinoszauruszok törzsfejlődésének egyik oldalága

Génsebészeti módszerrel csibeembriók csőrképződménye helyére széles, Velociraptor-szerű szájat bütyköltek a Yale és a Harvard Egyetem kutatói. A bizarrnak tűnő kísérlet nem áprilisi tréfa, hanem a dinoszauruszok és a madarak leszármazási kapcsolatát, egész pontosan a fogas állkapcsok csőrré alakulásának evolúcióját vizsgáló kutatási projekt része.

Köztünk élő dinoszauruszok

Ma már számtalan paleontológiai lelet bizonyítja, hogy a modern madarak (Neoornithidae) a dinoszauruszok közvetlen leszármazottai.

A modern madarakra úgy tekinthetünk, mint a dinoszauruszok ma élő közvetlen leszármazottaira Forrás: Wikimedia Commons

A rokonság olyan szoros szárnyas barátainak és a 65 millió éve kiveszett nagy múltú állatcsoport között, hogy a madarakra akár úgyis tekinthetünk, mint a köztünk továbbélő tollas dinoszauruszokra. A filogenetikai kutatások a madarak közvetlen ősét a theropoda dinoszauruszok, egész pontosan a theropodák Maniraptora csoportjához kapcsolta.

A Dromedosauridae és Microraptor csoportba tartozó theropoda dinoszauruszok a madarak legközelebbi rokonai, és hozzájuk hasonlóan tollazattal rendelkeztek Forrás: Wikimedia Commons

Viszont a madarak (Avia) csoportjával szoros rokonságot mutató, de nem madár theropoda dinoszauruszok felfedezése ismét összekuszálta a madarak eredetével kapcsolatos elméleteket.

Látszatra szinte hihetetlennek tűnik, hogy a krokodilok és a madarak között szoros rokoni kapcsolat áll fenn, mindkét csoport közös ősöktől származik Forrás: Wikimedia Commons

Abban általános a közmegegyezés, hogy a madarak és rokoncsoportjuk, a krokodil-alakúak rendje (Crocodilia) az egyetlen túlélői az ősi, és egyelőre még tisztázatlan hátterű kihalt Archeosauria kládnak.

Dinoszaurusz állkapocsból papagájcsőr

A Yale és a Harvard Egyetem kutatói most egy egészen egyedülálló projekt segítségével próbálnak közelebb jutni a madarak eredetének egyelőre még homályba vesző, izgalmas kezdőpontjához.

Embrionális, genetikai "szájműtét" következtében csirkeembriók Velociraptor-szerű szájat kaptak Forrás: Live Science

Néhány kísérleti csirkeembrió génsebészeti technikával csőr helyett a korai ősök fogas állkapocsszerkezetéhez nagyon hasonló széles és lekerekített végű, Velociraptor-szerű szájat kapott. A kutatók azt vizsgálták a beavatkozás segítségével, hogy az ősi vonásokat mutató állkapocs szerkezet hogyan befolyásolja az embrionális egyedfejlődést.

Csirke, kísérleti "raptor-csirke" és aligátor koponya.A szoros leszármazási kapcsolatot számos egyező morfológiai sajátosság bizonyítja Forrás: Live Science

A kísérletek során a kutatók két olyan génre koncentráltak, amelyek az embrionális arcközépszerkezet megváltoztatásához nyújtottak segítséget. Nem a géneket módosították, hanem a gének előállításában szerepet játszó fehérjéket változtatták meg.

A kutatók hangsúlyozták, hogy egyelőre még nem képesek a csirkeembriók olyan széleskörű genetikai módosítására, hogy azok a dinoszaurusz őseikhez hasonlóvá váljanak.

Bhart-Ajan Bhullar a Yale Egyetem paleontológusa és evolúció-biológusa a Live Science tudományos portálnak elmondta, hogy a csőr, mint a madarak táplálkozási rendszerének egyik legfontosabb eszköze, a madárcsontváz olyan része, amely a legsokoldalúbb és legradikálisabb változásokon ment keresztül a törzsfejlődés során.

A késői jurában megjelent Archeopteryx volt az első ismert, madárszerű vonásokkal rendelkező theropoda Forrás: Live Science/

Dr. Bhullar, a kutatási eredményeket összefoglaló tanulmány vezető-szerzőjének véleménye szerint, a tollazat és repülési képesség kifejlődésének vizsgálata mellett, a csőr evolúciójának feltérképezése lehet perdöntő a madarak eredetének feltárásában.

Kőbe zárt madárősök

Az összes létező madárfaj száma 10-20 ezer közötti lehet.

A madarak evolúciója a dinoszauruszok törzsfejlődésének egyik oldalága Forrás: Live Science

Együttes fajszámuk jelentősen meghaladja az emlősökét, és a madarak sok szempontból még mindig a dinoszauruszok korának emlékét őrzik

- nyilatkozta Bhart-Anjan Bhullar. Az 1990-es évek második felétől, de különösen az elmúlt évtizedben sorra kerültek elő olyan rendkívül jó megtartású dinoszaurusz fosszíliák, amelyek kezdik betölteni a tollazat és a repülési képesség kialakulásával kapcsolatos korábbi ismerethiányt.

Az elmúlt két évtizedben egyre több olyan theropoda kövület került elő, amelyek a madarakéhoz hasonló tollas struktúrákkal rendelkezik Forrás: Wikimedia Commons

Egyre inkább úgy tűnik, hogy az általában két lábon járó és gyors mozgású theropodák, - köztük például a madarakkal igen szoros rokonságban álló Velociraptorok – általános sajátossága volt a testet elborító finom, szőrszerű, és a karokon valamint a farok részen kifejlődött, a madarakéhoz hasonló tollazat.

A Jurassic Parkból ismert Velociraptorok filmbéli megjelenésüktől eltérően valójában a madarakhoz hasonló tollas ragadozók voltak Forrás: Wikimedia Commons

A karon és farkon lévő tollazatnak az volt a funkciója, hogy futás közben nagyobb stabilitást, és jobb manőverező képességet biztosítson a raptornak.

Velociraptor csontváz egy T. rex fosszilia mellett kiállítva. A raptorok a madarakkal közeli rokonságban álló theropodák voltak Forrás: Wikimedia Commons

Az első, madárősökkel rokon theropoda, az 1861-ben, a bajorországi Solnhofenben felfedezett és a késői jura-időszakban, hozzávetőleg 150 millió éve élt Archeopteryx lithographica még valódi állkapoccsal és benne apró, hegyes fogakkal rendelkezett.

Az erősen madárszerű vonásokat mutató Archeopteryx 150 millió éves fossziliája Forrás: Wiimedia Commons

A kutatók arra keresnek választ, hogy az állkapcsok miért alakulhattak át csőrré.

A csőr, mint túlélési stratégia

Bhart- Anjan Bhullar és kollégái a laboratóriumi kísérletek mellett összehasonlító vizsgálatokat végeztek a mai, és kihalt, fosszilis madarak, valamint a madarak és theropodák, illetve krokodil-alakúak közös sajátosságainak feltérképezésére.

A 2 méter magas, hatalmas Hesperornis regalis 100 millió éve élt olyan valódi madárféle volt, amelynek még fogak ültek a csőrében Forrás: Wikimedia Commons

A fosszilis anyag elemzéséből arra a következtetésre jutottak, hogy a csőr a precíziós, csipeszszerű fogással prédáló theropodák evolúciója során fejlődhetett ki a madárősöknél.

A csőr a madárrá fejlődés útját választó dinoszauruszok fokozatosan szárnyakká alakuló karjai helyébe lépve azt tette lehetővé, hogy a madárősök az apró, marcangolást vagy fogást nem igénylő táplálékot is megszerezzék.

Ez a képességük új táplálkozási stratégiát, és nagyobb túlélési lehetőséget teremtett számukra. A kutatócsoport eredményeit összefoglaló tanulmány az Evolution szaklap május 12-i számában jelent meg.