Autor: Łukasz Czepiński
6 II 2012
W 1859 roku Karol Darwin opublikował swoje wielki dzieło – „O powstawaniu gatunków”. W dwa lata później, jakby na potwierdzenie jego teorii, w późnojurajskich osadach wapiennych w Solnhofen w Niemczech odkryto „brakujące ogniwo” między gadami a ptakami – Archaeopteryx. Większość dyskusji w ostatnich latach była poświęcona zagadnieniu czy, i jeśli tak, to jak sprawnie, zwierzę to wykorzystywało swoje skrzydła. Rąbka tajemnicy odsłaniają najnowsze publikacje paleontologów.
Międzynarodowy zespół badaczy pod przewodnictwem Ryana Carneya z Uniwersytetu Browna (Brown University) opublikował wyniki badań nad odizolowanym okazem pióra Archaeopteryx. Okaz ten to MB.Av.100, znajdujący się w Humboldt Museum für Naturkunde w Berlinie. Jak udało się ustalić, pióro to pochodziło ze skrzydła i było nadlotką dużą pierwszego rzędu (ryc. 2). Co więcej – za życia zwierzęcia pióro to było czarne. Kolor z reguły nie zachowuje się w stanie kopalnym – jak więc udało się naukowcom dojść do takich wniosków? Otóż – patrząc na skamieniałość pod mikroskopem elektronowym można dostrzec niewielkie, pałeczkowate struktury. Jeszcze do niedawna naukowcy identyfikowali je jako bakterie; teraz wiemy, że są to sfosylizowane melanosomy – organella komórek pigmentowych zawierających melaninę, która decyduje o kolorze np. pióra.
W 2006 roku Jakob Vinther (współautor streszczanej tu publikacji) odkrył melanninę zachowaną w pęcherzyku atramentu skamieniałej kałamarnicy. „To dało mi do myślenia, że melanina mogła uleć skamienieniu w wielu innych skamieniałościach, również w piórach” – mówi Vinther, obecnie pracownik Uniwersytetu Teksaskiego w Austin (University of Texas at Austin). „Zdałem sobie sprawę, że zaczął się całkiem nowy rozdział w tym, co możemy zrobić, by zrozumieć naturę opierzonych dinozaurów czy wymarłych ptaków”.
Pałeczkowate melanosomy mierzyły średnio 1 µm (mikrometr) długości i 250 nm (nanometrów) szerokości. Aby określić kolor melanosomów, paleontolodzy Matthew Shawkey i Liliana D’Alba dokonali statystycznego porównania melanosomów archeopteryksa ze znalezionymi u 87 gatunków żyjących obecnie ptaków, reprezentujących cztery rodzaje: czarny, szare, brązowe i te wystepujace u pingiwnów (ryc. 1). „Z 95-procentowym prawdopodobienstwem możemy założyć, że pióro to było czarne” – mówi Ryan Carney, lider zespołu badającego pióro archeopteryksa.
Ryc. 1. Analiza statystyczna rekonstrukcji koloru pióra archeopteryksa. © Carney, Vinther, Shawkey, D’Alba & Ackermann, 2012
Następnie naukowcy postanowili lepiej okreslić strukturę pióra. Aby to zrobić, przypatrzyli się skamieniałym promykom – krótkim, żebrokształtnym przydatkom, który nachodzą na siebie i zazębiają się, jak zamek błyskawiczny, nadając piórom sztywność. Okazało się, że promyki i ustawienie melanosomów pomiędzy nimi są identyczne jak u dzisiejszych ptaków.
Powraca jednak pytanie – do czego mógł służyć czarny pigment? Być może do regulowania temperatury ciała, być może spełniał funkcję ochronną (kamuflaż), a może był użyteczny w trakcie toków? Naukowcy mają jeszcze jedną teorię – u dzisiejszych ptaków obecność melanosomów zapewnia dodatkową siłę i wytrzymałosć piór, co jest bardzo ważne, zwłaszcza w piórach skrzydeł – to dlatego końcówki lotek u dzisiejszych ptaków są najczęściej ubarwione. „Nie możemy ostatecznie powiedzieć, że oto mamy dowód na to, iż Archaeopteryx był lotnikiem” – mówi Carney. „Wiemy jednak, że, podobnie jak u dzisiejszych ptaków, melanosomy archeopteryksa zapewniały mu podobne korzyści strukturalne, niezależnie od tego, w jakim celu pierwotnie powstały”.
Film pochodzi z Brown University.
Ryc. 2. Po lewej - okaz badanego, izolowanego pióra archeopteryksa (MB.Av.100). U góry, po prawej - sławny berliński okaz (HMN 1880), ukazujący wewnętrzną powierzchnię piór. Po prawej, na dole - przypuszczalna pozycja przyżyciowa pióra (na czarno) na skrzydle zwierzęcia (widok od strony grzbietowej). © Carney, Vinther, Shawkey, D’Alba & Ackermann, 2012
Ryan M. Carney, Jakob Vinther, Matthew D. Shawkey, Liliana D’Alba &Jörg Ackermann (2012)New evidence on the colour and nature of the isolated Archaeopteryx feather. Nature Communications 3 (637)
doi:10.1038/ncomms1642
