Dinoszaurusz a tányéromban! – A madarak eredete

A madarak kialakulását a gerinceseken belül egyszerűen a következőképpen foglalhatjuk össze: a feltevések szerint a ragadozó dinoszauruszokból származnak. A kínai tollas dinoszauruszok felfedezése azt bizonyítja, hogy a toll nem csak a madarak sajátja, és kialakulása nincs összefüggésben a repüléssel. A mai osztályozás, amely szerint a dinoszauruszokat a hüllők osztályába sorolják a madarakat pedig a sajátjukba, nem tükrözi hűen a madarak evolúciós történetét.

Dinoszaurusz-rokonság

Az 1870-es években Thomas Henry Huxley angol zoológus és fiziológus a megfigyelt hasonlóságok alapján rokoni kapcsolat feltételezését javasolta a madarak, a dinoszauruszok és a krokodilok között. Ma már általánosan elterjedt nézet, hogy a krokodilok a madarak „rokonai”. Viszont a kulcscsont feltételezett hiánya a dinoszauroszoknál a madarak eredetének kutatása során primitívebb csoporthoz, a Thecontákhoz vezetett el. Azóta azonban nyilvánvalóvá vált, hogy néhány dinoszaurusznak volt kulcscsontja.

A madarak kialakulása – Ha óvatosan, aprólékosan bontjuk fel a csirkét a vasárnapi ebédhez, akkor a madarak egész történetét kiolvashatjuk belőle. A madarak csontváza tulajdonképpen az őseiktől, a húsevő dinoszauruszoktól örökölt tulajdonságok együttesét mutatja. A legrégebbi ismert madár, az Archaeopteryx (“ősi szárny”) villacsontja vajon már 140 millió évvel ezelőtt is szerencsét hozott?

Mégis egy évszázadot kellett várni, hogy divatba jöjjön az az általános nézet, miszerint a madarak a dinoszauruszok kései rokonai. Ez azoknak a tudományos kutatásoknak köszönhető, amelyek sok közös anatómiai tulajdonságot fedeztek fel a madarak – nevezetesen a legrégebbi ismert madár, az Archaeopteryx – és kis termetű húsevő dinoszauruszok – például a Compsognathus – között. A madarak legközelebbi rokonának az ismert dinoszauruszok között a Dromaeosauridák közé tartozó Deinonychus mutatkozott.
Így a híres „Mi volt előbb: a tyúk vagy a tojás?” kérdésre végre megtalálták a választ: a dinoszaurusz!

Dinoszauruszok „extrákkal”

A madarak őseinek tekinthető Theropoda dinoszauruszok tanulmányozása megmutatta, hogy a madarak számos csonttani tulajdonsága már az elődeiknél is megvolt. Újdonságok egész sora jelent meg a triásztól kezdve (230 millió évvel ezelőtt), amelyeket a madaraknál szintén megtalálunk.

Az új tulajdonságok és evolúciós tényezők folyamatosan fejlődtek ki: a két lábon járás, az ujjon járás, a hosszú, üreges csontok, a viszonylag nagy, háromujjú mellső végtag, a kulcscsontok összeforrása egy csonttá (a villa), a csukló mozgékonyságának növekedése, a szegycsont elcsontosodása stb.

Alapvetően ezek a változások teszik lehetővé az egyre inkább specializálódott dinoszauruszok egymást követő csoportjainak definiálását.

A legrégebbi ismert madár, az Archaeopteryx további specializációkban különbözik ez utóbbiaktól: lerövidült farok (26 farkcsigolyával kevesebb) és az első lábujj megfordulása (ami tulajdonképpen a mai tyúkok sarkantyújának felel meg) jellemzi őket. A madarak tehát ezek szerint – a repülésre fokozatosan specializálódott – madárszerű dinoszauruszok, amelyek a nem madárszerű dinoszauruszokból fejlődtek ki.

Az ősmaradványok jelentősége

A mostanában kifejlesztett és használt, úgynevezett kladisztikus módszer az élőlények fejlődéstörténetének vizsgálatában azon alapul, hogy az egyetlen közös őstől származó (csonttani, biokémiai szempontból) speciális tulajdonságokban osztozó szervezeteket rokonságba állítják egymással.

A 140 millió éves legrégebbi ismert madár maradványait Bajorországban találták meg késő jura kőzetekben. Szárnyfesztávolsága kb. 45 cm volt. Hét példányt ismerünk és egy jól elkülönülő toll-lenyomatot. Némelyik példány kiválóan megmaradt szárny- és farktollak lenyomatát mutatja.

Hogy mi a módszer előnye? Az, hogy szétválasztják a rokonságot és a földtörténeti kort. Például a kréta időszaki Theropoda dinoszaurusz, a Deinonychus fiatalabb, de mégis primitívebb jellemzőket mutat, mint közeli rokona, a késő jura időszaki Archaeopteryx. A madarak dinoszaurusz-rokonsága így nagyon jól illusztrálja, hogy az ősmaradványok kora nem mindig mutatja egyértelműen a fejlődés irányát.

Ugyanakkor 1982-ben a mai állatokon alapuló vizsgálat okozott nagy dilemmát és bizonytalanságot a madarak rokonságával, valamint eredetével kapcsolatban. A madarak legközelebbi rokonaivá eszerint az emlősök váltak! Ez a provokatívnak és sok esetben vitathatónak látszó vizsgálat megmutatta a kladisztikus módszer határait, nevezetesen a jellemzők megválasztását.

1988-ban a fosszíliák tudományos vizsgálata, majd értékelése lehetővé tette a madarak és mai közeli rokonaik, a krokodilok rokonságának rehabilitálását, s ez jelentős mértékben felértékelte az ősmaradványok szerepét a mai élőlények közötti rokoni kapcsolatok vizsgálatában.

A madarak osztályozása

A biológiai osztályozásban a madarak helye még napjainkban is erősen vitatott. Egyes zoológusok és kutatók szerint külön osztályban van a helyük, míg a hüllők osztályához kell sorolni a krokodilokat és a dinoszauruszokat. Ebben az értelmezésben a madarak alkalmazkodási különbségük – nevezetesen a repülés – miatt kerülnek más osztályba a hüllőkhöz képest.

A kladisztikus módszer támogatói és hívei szerint madarakat nem érdemes osztályszintre emelni, és a hüllők osztálya sem érvényes kategória. E vélemény szószólói azt ajánlották, hogy vonják ki az Archosauriák alosztályát (dinoszauruszokat, Pterosairiákat, valamint krokodilokat) a hüllők osztályából, és egy teljesen új osztályt hozzanak létre. Az Archosauriák osztálya magába foglalná a madarakat mint a dinoszauruszok alcsoportját, tehát ez egy rokonsági kapcsolatokon alapuló osztályozás lenne.

Bármilyen is az osztályozás, bármiben is egyeznek meg a tudósok, egyesek szerint a dinoszauruszok még mindig köztünk vannak! Mindennapi eledelünk, a tyúk jó néhány jellemzője (villacsont, hosszú, üreges csontok stb.) dinoszaurusz-rokonságra emlékeztet bennünket. Az egész történet ott van a tányérunkban, de persze csak a látvány értelmezni tudók számára áll össze!

Tollas dinoszauruszok

Északkelet-Kínában kiválóan konzerválódott kora kréta időszaki Theropoda dinoszauruszokat találtak. (A Theropoda csoport képviselői ragadozók voltak.) E csontokhoz tartozó toll-lenyomatok is előkerültek: ezek a lények tehát tollas dinoszauruszok voltak. A lenyomatok nagyon jól kivehetőek a Caudipteryx farkánál, míg a Sinosauropteryx egész teste pehellyel fedett volt. A kicsi Compsognathushoz (Theropoda csoport tagja, az európai felső jurából ismert 60-70 cm hosszú állat) hasonló testfelépítése azonban arra utal, hogy távol állt a madarak ősétől.

Tollas dinoszaurusz – A Caudopteryx talán sovány galambra hasonlított, de minden kétséget kizáróan dinoszaurusztól van szó, mégpedig ügyes és agresszív ragadozóról, a Theropodák alrendjéből.

Ezek szerint a toll elég elterjedt volt a dinoszauruszoknál; nemcsak a madarak jellemzője, hanem már azok megjelenése előtt is létezett. A tollas dinoszauruszok szárazföldi futó állatok voltak: esetükben a toll jelenlétét nem hozták összefüggésbe a repüléssel. A tollak kialakulása tehát elválasztható a repüléstől. A madarak esetében az evolúció egy már létező rendszernek – a dinoszauruszok által kifejlesztett tollaknak – adott új szerepet. Ez az evolúcióban gyakran tapasztalt, általános jelenség, amelyet tudományos kifejezéssel élve exaptációnak nevezünk.