Archeopteryx - Hol is van a törzsfán?

Mikor 1861-ben az Archeopteryxet felfedezték a dinoszauruszok közül még csak a Megalosaurus, az Iguanodon, a Hylaeosaurus és a Hadrosaurus volt ismert. A Richard Owen által megalkotott új öregrendbe besorolt állatokat azokban ezekben időkben lomha, mocsarakban élő gyíkoknak gondolták. Az Archeopteryxet leíró Hermann von Meyer fejében talán meg sem fordult az állatot a dinoszauruszok közé sorolja be. Túl nonszensznek tűnhetett azokban az időkben egy ilyen galambméretű és tollas állatot a dinoszauruszok közé sorolni.

Az 1861-ben megtalált tollas Archeopteryx példány.

A toll és a madárszerű testalkat elég volt a besoroláshoz, vagyis ha távolról patadobogást hall, akkor automatikusan lóra gondol, mikor az akár lehet antilop is. Azonban ez a látásmód érthető, mivel akkoriban a paleontológia, mint tudományág még gyerekcipőben járt. Azonban azóta sok minden fejlődött, sok eddig elfogadott teória bedőlt. Ahogy az Archeopteryx mint első madár pozíciója is inogni kezd.

Zdeněk Burian az egyik képén is talajlakó állatként ábrázolja az Archeopteryxet

Az első maradványa egy 1860-ban a solnhofeni palabányában talált evezőtoll lenyomata volt. Ez alapján írták le 1861-ben az Archaeopteryx lithographicát mint fajt. Az első megkövült példányra 1867-ben találták meg Eichstätt városának közelében. Ez a példány azonban eléggé töredékes, valószínűleg mert az állat teste a fosszilizálódási folyamat kezdete előtt már oszlásnak indult. 1874-76 között valamikor ugyanitt bukkantak fel a legszebben megmaradt fosszíliára. Azóta több lelet is előkerült, és ezeknek a vizsgálata sok dolgot új megvilágításba helyezett.

Mark Hallett illusztrációján a szárnytollak másik hasznosítását láthatjuk

Először is, hogy az Archeopteryx mellcsontjáról hiányzik a taraj. A mai madaraknál ehhez tapad a repülést szolgáló jól fejlett mellizomzat. A vállcsontjuk sem állt olyan ferdén, mint a ma élő madaraknak, így valószínűleg képtelenek voltak a fejük felé emelni a karjukat, így nem lehetett képes erősen csapkodni és a repüléshez elégséges felhajtóerőt generálni. Azonban a tollak teljesen mást mondanak, mivel az Archeopteryx evezőtollainak szára nem a középpontba, hanem az egyik oldalhoz közel helyezkedik el, ezek az asszimetrikus evezőtollak jellemzőek a mai értelembe vett repülőképes madarakra. Viszont a felépítésük sokkal gyengébb, nem annyira repülésre termett. 2004-ben CT vizsgálatnak vetették alá az Archeopteryx koponyaüregét, a minták alapján rekonstruálták az állat agyát. A látásért, a hallásért és az izmok koordinációjáért felelős területek jól fejlettek voltak. Az egyensúlyozásért felelős belső fül is a ma élő madarakéra, köztük a legjobban az emuéra emlékeztet.

Az anyagcseréjük a madarakéhoz képest lassú lehetett, ami valószínű, hogy nem annyira kedvezne egy röpképes gerincesnek. Egy 2009-ben elvégzett csonttani vizsgálat folyamán kiderült, hogy az Archeopteryx csontjainak külső része nem volt annyira erezett, Ezek alapján megtudták becsülni a mai madarakhoz képest, hogy az Archaeopteryx csontjainak vastagsága naponta hány mikrométerrel gyarapodhatott. Az eredmény szerint az állatunk olyan lassan nőtt, mint egy tőkés réce (2,5 mikrométer/nap) vagy olyan gyorsan mint a strucc (4,2 mikrométer/nap), ez alapján már csak osztani és szorozni kellett, és kiderült, hogy az archeopteryxfiókák 970 nap alatt érték el a felnőttkori méretüket, ez átszámítva 3 évet jelent. Ez azért is érdekes, mert a kifejlett példányok az 50 centis hosszúságukkal elérhették egy ma élő holló méretét.

Emily Willoughby festményén az Aurornis és az Archeopteryx találkoznak. Az Aurornis sokkal korábban élt, mint az Archeopteryx, de sokkal több madárra jellemző tulajdonságot mutatott, mint távolabbi rokona.

Ugyanebben a vizsgálatból derült ki, hogy a kora krétában élt Jeholornis is körülbelül ilyen sebességgel növekedett, és eme teremtmény szintén képtelen lehetett a repülésre, ahogy egy másik aviela a Sapeornis, vagy mint a Mahakala nevű kistermetű dromaeosaurida. Viszont az olyan később megjelenő avieláknak mint a Confuciousornis már a mai, modern madarakra jellemző növekedési üteme volt. A következő lényeges pont az állatnál a karmok. A lábán lévők enyhén görbültek, egy felszínlakó teremtményről árulkodnak. Azonban a mellső lábain lévő karmok tűhegyesek és kifinomultak. Pontosan olyan, mint a mai fán élő hoacin szárnykarmai. Ezek a függelékek megkavarják az egész képet, mert alkalmasak arra, hogy az állat ezek segítségével felmásszon a fák tetejére.

Carl Buell festménye. Az 1861-ben felfedezett szárnytoll 2011-es vizsgálata alapján az állat szárnytollai feketék voltak. 

Még mindig vita tárgyát képezi az Archeopteryx röpképessége. Szinte minden évben előáll valamely szakértő a repülést támogató észrevétellel, de csak azért, hogy valaki más ezt megcáfolja. Az Európai Szinkroton Intézet vizsgálata módszer bevetése a kérdésre igenlő választ adott. Az Archeopteryx szárnycsontjait egy részecskegyorsítóba helyezték, és így vizsgálták meg a benne lévő ásványi anyagok elhelyezkedését. Később ezt vetették össze a ma élő madarakéval. Az ásványi anyagok elhelyezkedési mintázata a ma élő fácánokkal és fürjekkel egyezett. Ebből kiindulva az Archeopteryx heves szárnycsapásokkal felröppent a talajról és rövid vízszintes repülés után futva folytatta tovább az útját. Azonban nem kell mindenképpen egy ma élő talajlakó madárból kiindulni, ha összevetjük a karommal, akkor talán az ágakról rugaszkodott el és képes volt így rövidebb utakra a fák között. Valamint a lassú anyagcsere nem zárja ki a repülés képességét, hisz a röpképes denevérek anyagcseréje is lassabb a madarakéhoz képest.
Erre mutat bizonyítékot, hogy az Archeopteryx karmai Ostrom 1979-es vizsgálata szerint emlékeztetnek bizonyos, fákon élő madarak kapaszkodáshoz használatos karmaihoz. Azonban arra, hogy az az Archeopteryx mennyire volt jó mászó, éppen annyi vita van, hogy mennyire tudott repülni.

Mark Hallett képén az Archaeopteryx élőhelye látható. A kép jobb oldalán egy Compognathus falatozik éppen. Az anatómiai hasonlóságok miatt a két fajt egy időben egymás rokonának gondolták.

Ha a fentiekhez hozzáadjuk azt, hogy a dinoszauruszok tollasak és melegvérűek voltak, akkor az Archeopteryxet úgy láthatjuk, mint egy egyszerű, talajlakó theropodát, ami a karján lévő tollakat sokkal inkább a riválisok és ragadozók elijesztésében vagy az udvarlásban használta fel, és a siklás egyfajta másodlagos funkció lehetett. Már 1935-ben megkérdőjelezték, hogy az Archeopteryx a madarak őse lenne, és inkább egy egyszerű dinoszaurusznak gondolták. 1987-ben Szergej Kurzanov azt állapította meg, hogy az általa felfedezett Avimimus sokkal inkább a madarak őse lehet, mint az Archeopteryx.
A 2011-ben felfedezett Xiaotingia nevű korai dromaeosauria adta meg az utolsó lökést. Eme állat több jellemzőjében annyira hasonlított az Archeopteryxére, hogy mindkét fajt áthelyezték a Eumaniraptora kládba. Viszont a későbbi filogenetikai elemzések során kiderült a Xiaotingiáról, hogy valószínűleg egy bazális dromaeosaurida. Az Archeopteryxet pedig visszasorolták a madarak közé. Elég bonyolult a helyzet, és sok mindenbe inkább bele se mentem. Ebből azt akartam lehozni, hogy hiába a madarak közé sorolják, de akkor sem a madarak őse. Ez vajon hogy lehet? Gregory Paul felvetette, hogy Paraves kládba tartozó dinoszauruszok talán repülő ősöktől származhatnak. Ezt a hipotézist ha nem is erősítette meg, de fontos támpontot szolgált  2005-ben a tizedik, talán a legteljesebb archeopteryxkövület vizsgálata az Archeopteryx besorolásával kapcsolatban. Megtalálták a fejlett, második ujjat ami ugye csak a deinonychusauráknak jellemző.

Egy olyan nagy termetű tollas maniraptorát, mint a Utahraptor elnézve könnyedén elképzelhető, hogy ezen teremtmények ősei fán élő, esetleg korlátozott repülésre képes állatok lehettek.  Fred Wierum festménye.

Ezt a teóriát erősíti a Scansoriopteryx anatómiájában felrejlő paradoxonok. Ezt a verébméretű dinoszauruszt 2002-ben írták le, és bizonyítottan a fákon élt. A szeméremcsontja ellentétben a fejlettebb maniraptorákra - köztük a madarakra - jellemző módon nem hátra, hanem a korai hüllőmedencéjű dinoszauruszokéhoz hasonlóan előremutatott.  Ezek a jellemzők az Archeopteryxnél ősibb felépítésű maniraptora dinoszauruszra utalnak. Ez támogatja azt a teóriát, hogy ezek a kezdetleges, maniraptora dinoszauruszok fákon éltek, és később ebből alakultak ki az olyan talajlakó formák, mint a Deinonychus vagy az olyan fán élő theropodák, mint az Archeopteryx vagy a mai madarak ősei.

 Ha ezt a tollas Scansoriopteryxet összevetjük a fenti Utahraptorra, vagy akár egy mai madárral, akkor már elképzelhető, hogy a korai maniraptorák mégi milyenek lehettek. Matt Martyniuk alkotása.

Ezek szerint az első maniraptorák a fák lombkoronájában éltek, és egyesek képesek voltak a siklásra, vagy ha hihetünk a legújabb vizsgálatnak, a rövidtávú repülésre. Az életterük, ahol ezek az állatok éltek veszélyes hely lehetett, hisz egy rossz lépés is azt eredményezhette, hogy a földre zuhanva eltörték a csontjaikat és így könnyű zsákmányt jelenthettek a ragadozóknak.  Így életmentőek lehettek az olyan tulajdonságok, mint a fejlett szín és térlátás, a fordulékonyság és a gyors reflexek. Ezek elkerülésében segíthettek az olyan, a későbbi maniraptorákra - köztük a madarakra -  jellemző tulajdonságok, mint a fejlett szín és térlátás, a gyorsaság és a fordulékonyság.
Valószínű, hogy az Archeopteryx vagy a hozzá hasonló, jurában élt kistermetű dinoszauruszok lehettek a későbbi röpképes vagy röpképtelen maniraptorák ősei.
A bejegyzést nem trónfosztásnak szántam, az Archeopteryx fontos evolúciós és őslénytani szempontból. Hisz ez volt az első tollas dinoszaurusz amit megtaláltak, és később bizonyíték arra, hogy a maniraptorák között a madaraktól függetlenül is megjelenhetett a repülés képessége.

Felhasznált források:

https://news.nationalgeographic.com/2018/03/archaeopteryx-flight-dinosaurs-birds-paleontology-science/
https://blogs.scientificamerican.com/tetrapod-zoology/claws-climbing-in-birds-other-dinosaurs/
https://blogs.scientificamerican.com/tetrapod-zoology/the-integrated-maniraptoran-part-2-meet-the-maniraptorans/
https://www.insidescience.org/news/how-birds-evolved-small-meat-eating-dinosaurs