מאובנים בני כ-160 מיליון שנה מספקים הצצה נדירה לרגע מכריע באבולוציה: מחקר חדש בהובלת חוקר מבית הספר לזואולוגיה ומוזיאון הטבע ע״ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב בחן דינוזאורים שהשתמרו עם נוצותיהם, וקובע כי מינים אלה איבדו את יכולת התעופה. לדברי החוקרים מדובר בממצא נדיר ביותר הנותן הצצה אל התפקוד של אותם יצורים וההשפעה שלהם על התפתחות אבולוציית התעופה של דינוזאורים ועופות.
ד"ר כיאט מסביר על המחקר
(צילום: אוניברסיטת תל אביב)
לדברי החוקרים, "לממצא זה יש משמעות רחבה - שכן הוא מעיד על כך שהתפתחות התעופה לאורך תהליך האבולוציה של עופות ודינוזאורים הייתה מורכבת הרבה יותר ממה שחשבו בעבר. למעשה, ייתכן שמינים מסוימים פיתחו יכולות תעופה בסיסיות - ואז איבדו אותן בהמשך האבולוציה". את המחקר הוביל ד"ר יוסף כיאט מבית הספר לזואולוגיה וממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב, בשיתוף עם חוקרים מסין ומארה"ב. המאמר פורסם בכתב העת Communications Biology מבית Nature.
ד"ר כיאט, שהוא אורניתולוג (חוקר עופות) המתמחה בחקר נוצות, מסביר: "שושלת הדינוזאורים נפרדה משאר הזוחלים לפני 240 מיליון שנה. זמן קצר יחסית לאחר מכן (בקנה מידה אבולוציוני) רבים מהדינוזאורים פיתחו נוצות - מבנה אורגני ייחודי, קל וחזק העשוי מחלבון ומשמש בעיקר לתעופה ולשמירת חום הגוף. לפני כ-175 מיליון שנה נוסדה שושלת דינוזאורים בעלי נוצות בשם 'פֶּנֶרַפּטורִָה' שממנה התפתחו הציפורים המודרניות - הענף היחיד ששרד את ההכחדה ההמונית שחתמה את עידן המזוזואיקון לפני 66 מיליון שנה, ובה נכחדו רוב הדינוזאורים האחרים. ככל הידוע לנו, קבוצת הפנרפטורה פיתחה נוצות למטרות תעופה, אך ייתכן שכאשר השתנו התנאים איבדו חלק מהדינוזאורים הללו את יכולת התעופה - בדומה ליען ולפינגווין בני ימינו".
במסגרת המחקר נבחנו תשעה מאובנים שהתגלו במזרח סין של מין דינוזאור בעל נוצות בשם אנכיאורניס, הנמנה על קבוצת הפנרפטורה. מדובר בממצא פליאונתולוגי ייחודי ונדיר. הודות לתנאים המיוחדים ששררו באזור בעת ההתאבנות, המאובנים הללו, ועוד כמה מאות מאובנים דומים, השתמרו עד היום עם נוצותיהם. הייחודיות בתשעת המאובנים שנבדקו היא שאפילו צבען של נוצות הכנף נשמר - לבן עם נקודה שחורה בקצה.
כאן נכנס לתמונה חוקר הנוצות ד"ר כיאט, שהסביר: "נוצות צומחות במשך שבועיים-שלושה עד שהן מגיעות לגודלן המיועד, ואז הן מתנתקות מכלי הדם אשר מזינים אותן בזמן הצמיחה והופכות לחומר מת. עם הזמן הן נשחקות, נושרות, ומוחלפות בנוצות חדשות. תהליך החלפת הנוצות מספר סיפור חשוב: בעלי כנף שתלויים בתעופה, ובנוצות המאפשרות אותה, מחליפים את נוצותיהם בתהליך מסודר ומדורג ששומר על הסימטריה בין הכנפיים ומאפשר להם להמשיך לעוף גם במהלכו. לעומת זאת, אצל ציפורים ללא יכולת תעופה, תהליך החלפת הנוצות הוא אקראי יותר וחסר סדר. לפיכך, אופן החלפת הנוצות מספר לנו אם אותו בעל כנף מסוגל לעוף".
צבע הנוצות שהשתמר במאובני הדינוזאורים מסין איפשר לחוקרים לזהות את מבנה הכנף, שבשוליה פס של נקודות שחורות. בנוסף ניתן היה להבחין ספציפית בנוצות חדשות שטרם השלימו את צמיחתן, ולכן הנקודה השחורה שלהן חורגת מהפס השחור. בדיקה מעמיקה של הנוצות החדשות בתשעת המאובנים העלתה שהחלפת הנוצות לא התרחשה בתהליך סדור.
ד"ר כיאט אמר: "על פי היכרותי עם עופות מודרניים זיהיתי את דגם החלפת נוצות, המעיד כי אותם דינוזאורים ככל הנראה איבדו את יכולת התעופה. זהו ממצא נדיר ומרגש במיוחד: השתמרות הצבע של הנוצות העניקה לנו הזדמנות ייחודית לזהות תכונה תפקודית של אותם יצורים קדומים, ולא רק את מבנה הגוף המשתמר במאובנים הכוללים שלדים ועצמות".
החוקר הישראל סיכם: "נשירת נוצות נראית כמו פרט טכני קטן - אבל כשבוחנים אותה במאובנים, היא יכולה לשנות את כל מה שחשבנו על מוצא התעופה. אנכיאורניס מצטרף כעת לרשימת דינוזאורים שהיו מכוסים נוצות אך לא מעופפים, ומדגיש כמה מורכבת ומגוונת הייתה האבולוציה של הכנף"
