gerelateerde inhoud
- Wetenschappers lossen Mystery of Birds 'Flying V op
Een fossiel van een prehistorische vogel van het enantiornithine-geslacht vertoont veren op zijn achterpoten - bewijs van een extra paar vleugels. Met dank aan Xiaoting Zheng et al / Science
Ongeveer 150 miljoen jaar geleden begonnen vogels te evolueren. De gevleugelde wezens die we vandaag in de lucht zien, stammen af van een groep dinosaurussen die theropoden worden genoemd, waaronder tyrannosauriërs, gedurende een tijdsbestek van 54 miljoen jaar dat bekend staat als de Jura-periode. Waarom het vermogen om te vliegen bij sommige soorten is geëvolueerd, is een moeilijke vraag om te beantwoorden, maar wetenschappers zijn het erover eens dat vleugels zijn ontstaan omdat ze nuttig moeten zijn geweest: ze hebben misschien dieren op het land in de lucht helpen springen, of hielpen glijdende wezens die wapperden hun armen produceren stuwkracht.
Terwijl onderzoekers de oorsprong van de vlucht blijven onderzoeken, hebben studies van fossielen aangetoond dat theropoden - met name coelurosaurische dinosaurussen, die sterk op moderne vogels lijken - grote veren hadden op zowel hun voorpoten als achterpoten. Uitgebreid bewijs voor deze beenveren bestond echter niet bij de vroegste vogels. Maar nu onthult een nieuw onderzoek van fossielen dat vandaag in het tijdschrift Science is gepubliceerd verschillende voorbeelden van deze viervleugelige anatomie in de oudste gemeenschappelijke voorouders van moderne vogels.
Moderne vogels hebben twee soorten veren: gevederde veren die de buitenkant van het lichaam bedekken, en de donsveren die eronder groeien. Onderzoekers die de ongeveer 120 miljoen jaar oude fossielen van 11 primitieve vogels uit het Shandong Tianyu Museum of Natural History in China bestudeerden, ontdekten dat één type gevederde veren, ook bekend als veerveren, netjes werd bewaard in skeletfossielen van deze exemplaren, samen de achterpoten van elk wezen. Na deze vondst moeten de onderzoekers hoog hebben gevlogen: de veren van de vleugels van vogels, bekend als vliegveren, zijn lange, stijve en asymmetrisch gevormde veerachtige veren, vergelijkbaar met die in de fossielen. Wanneer ze samen aangewaaid worden, vormen de veren van de schapen de brede oppervlakken van de vleugels van de vogels - zonder deze oppervlakken kunnen vogels niet omhoog blijven.
Pennaceous veren, die zijn samengesteld uit veel afgeplatte weerhaken, bestond in sommige gevleugelde dinosaurussen. Het vinden van ze op de achterpoten van vroege vogels suggereert dat voordat vogels twee vleugels gebruikten om te vliegen, ze misschien afhankelijk waren van vier. Gedurende miljoenen jaren verloren vogels echter geleidelijk de veren op deze extra set vleugels.
De studie draagt bij aan bestaande theorieën die suggereren dat de eerste vogels met vier vleugels vlogen. Onderzoek van een primitief vogelfossiel uit het Archaeopteryx- geslacht in 2004 onthulde lange veren op de rug en poten van het dier, wat zijn glijvermogen zou hebben geholpen. Twee jaar later meldde een andere studie van het kraaiengrote dier, dat ongeveer 150 miljoen jaar geleden leefde, dat de veren van de prehistorische vogel leken op die op de vleugels van moderne vogels.
Een van de meer complete skeletten die vandaag zijn onderzocht studie toonde eigenlijk achterste ledemaat pennaceous veren langs het bot van elk been. De langste veer strekte zich bijna twee centimeter uit, wat opmerkelijk is gezien het feit dat de benen die ze bedekten tussen de één centimeter en twee en een halve centimeter lang waren. In feite, exemplaren van een groep vogels genaamd Enantiornithes, die extern op moderne vogels lijken, vertoonden symmetrisch gepaarde grote veren bewaard langs hun achterpootbeenderen. Een dergelijke verenregeling is aanwezig in de vleugels van moderne vogels.
Onderzoekers speculeren dat de tweede set vleugels mogelijk extra lift heeft gegeven of luchtweerstand heeft veroorzaakt. Ze hebben misschien ook vogels geholpen om hun luchtlichamen te manoeuvreren.
Als deze achtervleugels inderdaad een functioneel doel in de strijd dienden, zullen ze een belangrijke plaats in de vogelevolutie verdienen. Vogelbeweging wordt gekenmerkt door een combinatie van gevederde armen voor de vlucht en benen om op het land te lopen. Deze studie suggereert dat als lopende benen, tegenwoordig aanwezig in vogels, zich ontwikkelen na deze gevederde achterpoten, het verlies van veren op de achterpoten - en dus een extra paar vleugels - een periode van verandering weerspiegelt waarin de armen zich specialiseerden voor vlucht en de benen, voor voortbeweging.
Tegenwoordig zijn beenveren minder goed ontwikkeld dan vleugelveren - ze zijn meestal veel kleiner en pluizig - en ze dienen als bescherming en isolatie voor het been. Deze pluizige stukjes zijn ook dun - in plaats daarvan zijn de benen bedekt met schubben, die zich alleen vormen als de groei van veren wordt geremd. Studies van moderne vogels laten zien hoe dit werkt. Naarmate kuikens zich ontwikkelen uit embryo's en uitgroeien tot volwassenen, kunnen gevederde benen worden omgezet in geschaalde benen, of omgekeerd, door te veranderen hoe bepaalde genen tot expressie worden gebracht.
De recente openbaring over veren op de achterpoten van vogels suggereert dat een soortgelijke genetische en meer permanente verandering mogelijk vroeg in de vogelevolutie heeft plaatsgevonden, aldus hoofdonderzoekers. Deze verschuiving veroorzaakte het verlies van de achtervleugels van vogels, waardoor de wezens een evolutionair pad daalden waarmee ze met slechts twee konden vliegen.
