פריצת דרך בחקר המעבר האבולוציוני בין דינוזאורים לעופות מודרניים

פריצת דרך בחקר המעבר האבולוציוני בין דינוזאורים לעופות מודרניים: מאובן חדש של ארכיאופטריקס, שהוצג לציבור לראשונה ב-2024 במוזיאון פילד להיסטוריה של הטבע בשיקגו, חושף רקמות רכות ומבני שלד עדינים שלא נראו במאובני ארכיאופטריקס בעבר.

"מבחינת ההגדרה האבולוציונית, כל ציפור שאנחנו רואים היא דינוזאור", מסביר ד"ר יוסף כיאט מאוניברסיטת תל אביב, שלקח חלק במחקר. "הארכיאופטריקס הוא הדינוזאור הראשון שנמצא מסוגו - קטן ועם נוצות. המאובן הראשון נחשף כבר לפני כ-170 שנה, אבל אחרי המאובנים הראשונים לא נמצאו דינוזאורים נוספים, וכבר היו חוקרים שחשבו שהארכיאופטריקס הוא זיוף".

"לפני 30 שנה בערך חל מהפך בתחום הפלאונטולוגיה, כשבסין נמצא דינוזאור עוד יותר קטן, ועוד יותר קדום, עם נוצות קטנות - מעין פלומה - על הגוף", מוסיף ד"ר כיאט. "הממצא הזה זעזע את התחום, ומאז ועד היום יש שיטפון של ממצאים".

על פי כיאט, כ-98% מהמאובנים של דינוזאורים שנמצאים עם נוצות מקורם בסין, זאת למרות שנמצאו דינוזאורים עם נוצות בכל יבשת. "צריך להבין שזה עניין טכני של המסלע: המאובנים מסין משתמרים במסלע רך מאוד שמתפרק בקלות, כך שאפשר למצוא מאובנים אפילו מבלי לחפור - אבל זה לא אומר שיש משהו מיוחד בסין. דינוזאורים עם נוצות היו כנראה בכל העולם".

המאובן החדש נמצא דווקא בסולנהופן (Solnhofen) שבדרום גרמניה. המאובן נשמר באוסף פרטי מאז 1990, ולאחרונה נרכש על ידי מוזיאון הטבע בשיקגו, שם הוא גם מוצג לציבור. זהו המאובן ה-13 המוכר של ארכיאופטריקס - והשלם והקטן ביותר שנמצא עד כה: גודלו כגודל יונה. הודות להכנה מדוקדקת ומחקר המשלב טכנולוגיות מתקדמות, כמו סריקות CT ותאורת UV, הצליח צוות החוקרים לחשוף רקמות רכות ומבני שלד עדינים של נראו במאובני ארכיאופטריקס בעבר, כמו קשקשים על אצבעות הרגליים.

ד"ר כיאט חקר את המורפולוגיה של הנוצות שהשתמרו במאובן. בין הממצאים הבולטים שתיעד' היו נוצות ייחודיות, שמכונות שלישוניות ושמסייעות לסגור את הפער בין אברות הכנף וגוף הציפור - וכך מאפשרות תמיכה בתעופה. נוצות אלו מוכרות לנו היטב מעופות מודרניים, אך עד כה לא תועדו בדינוזאורים קרובי עופות אחרים.

בנוסף, המבנה הייחודי של עצמות הגולגולת מספק רמזים להתפתחות תנועתיות המקור, תכונה חשובה המאפשרת לעופות המודרניים התאמה למגוון מקורות מזון ולנישות אקולוגיות מגוונות.

"הדינוזאור הזה נחשב לחוליה המקשרת בין הדינוזאורים שאינם עופות לעופות מודרניים", מספר ד"ר כיאט. "קבוצה זו של דינוזאורים פיתחה יכולות תעופה לפני כ-150 מיליון שנים, יכולות שעשויות לתרום לעובדה שזהו הענף היחיד של הדינוזאורים ששרד את ההכחדה הגדולה של סוף עידן המזוזואיקון".

"בארכיאופטריקס, הגולגולת השתמרה להפליא, היא הכי שלמה שנמצאה עד כה - בטח במין הזה ואולי בכלל בקבוצה הזאת. פרט לכך הרקמות הרכות השתמרו ברמה גבוהה מאוד. לא זו בלבד שאפשר לראות את הנוצות, אלא גם את כריות כפות הרגליים שלו - הדומות מאוד לכפות רגליים של ציפורים מודרניות", מוסיף ד"ר כיאט.

מובן שאנחנו לא יכולים לקבוע בוודאות שהוא עף כמו ציפור רגילה. אין ספק שהיו לו יכולות אווירודינמיות, אבל יכול להיות שהוא גלש או דאה, ולא היה מסוגל לתעופה הכוללת המראה מהקרקע. ראשית, בגולגולת שלו אנחנו מוצאים לסתות ושיניים חזקות – מבנה כבד מאוד המקשה על תעופה יעילה. לכל הציפורים שאנחנו מכירים יש מקור וגולגולת קלה בהשוואה ליונקים או לזוחלים. בנוסף ישנו עצם בית החזה, שתומכת בשרירי התעופה המוגדלים של הציפורים. וזה לא קיים בארכיאופטריקס. במחקר קודם שלי, שהתבסס גם הוא על מורפולוגיה של נוצות, הצעתי שאולי היה לדינוזאור הזה אב קדמון עם כושר תעופה יותר מפותח, שאבד בארכיאופטריקס, בדומה לפינגווין או ליען שאינם יכולים לעוף. כלומר, יש ראיות המצביעות על כך שלכל הדינוזאורים חסרי יכולת התעופה שאנו מכירים היה אב קדמון מעופף".

את המאובן חקרו צוות חוקרים מארה"ב, מסין ומישראל, בראשות הפלאונטולוגית ג'ינגמאי אוקונור ובהשתתפות ד"ר יוסף כיאט ממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט ומהפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב. ממצאיהם פורסמו בכתב העת היוקרתי Nature.