V borovém lese ve venkovské severovýchodní Číně je drsný břidlicový svah plný zbytků zaniklých tvorů z doby před 125 miliony let, kdy byla tato část provincie Liaoning pokryta sladkovodními jezery. Sopečné erupce v této oblasti pravidelně křičely a do popela pohřbily nespočetné miliony plazů, ryb, hlemýžďů a hmyzu. Opatrně vstoupím mezi nesčetné fosílie, vyzvednu břidlicovou desku, která není o moc větší než moje ruka, a prasknu jejím okrajem kladivem. Šev rozdělí červenohnědou rybu na polovinu a vytváří zrcadlové dojmy jemných ploutví a kostí tak tenkých jako lidské chloupky.
Související obsah
- Kam chodili dinosauři
- Dinosaur Shocker
Jeden z čínských hvězdných paleontologů, Zhou Zhonghe, se usmívá. "Úžasné místo, že?" on říká.
V roce 1995 Zhou a jeho kolegové oznámili objev fosilie z této prehistorické katastrofické zóny, která ohlašuje nový věk paleontologie. Fosilie byla primitivní pták o velikosti vrány, která mohla být udusena sopečnými výpary, když se před miliony let otáčel nad jezerem. Pojmenovali nový druh Confuciusornis po čínském filozofovi.
Do té doby byla kdekoli na světě objevena pouze hrstka prehistorických fosilií ptáků. To bylo částečně proto, že ptáci byli tehdy mnohem méně obyčejní než ryby a bezobratlí, a částečně proto, že ptáci snadněji unikli sesuvům půdy, dehtovým jámám, sopečným výbuchům a jiným geologickým jevům, které zajímaly zvířata a uchovávaly jejich stopy po celé věky. Vědci našli pouze deset neporušených zkamenělých koster nejstaršího známého ptáka, Archeopteryxe, který žil na konci jury, asi před 145 miliony let.
Zhou, který pracuje v Ústavu paleontologie a paleontologie obratlovců (IVPP) Čínské akademie věd v Pekingu, věřil, že neobyčejné kostní postele v Liaoningu by mohly zaplnit některé z mnoha mezer v fosilním záznamu nejranějších ptáků. Nemohl být více prorocký. V posledních 15 letech se ze starodávného lakebedu, nazývaného yixiánská formace, objevily tisíce nádherně zachovalých fosilních ptáků. Tento region také přinesl ohromující exempláře dinosaurů, jejichž podoba nikdy předtím nebyla vidět. V důsledku toho byla Čína klíčem k vyřešení jedné z největších otázek dinosauří vědy za posledních 150 let: skutečného vztahu mezi ptáky a dinosaury.
Myšlenka, že ptáci - nejrozmanitější skupina suchozemských obratlovců s téměř 10 000 živými druhy - pocházela přímo z dinosaurů, není nová. To bylo zvýšeno anglickým biologem Thomas Henry Huxley v jeho 1870 pojednání, Další důkaz o příbuznosti mezi dinosaurskými plazy a ptáky . Huxley, proslulý anatom, který si nejlépe pamatoval pro svou horlivou obranu teorie evoluce Charlese Darwina, viděl malý rozdíl mezi kostní strukturou Compsognathus, dinosaurem ne větším než Turecko, a Archeopteryxem, který byl objeven v Německu a popsán v roce 1861. Když se Huxley podíval na pštrosi a další moderní ptáky, spatřil drobné dinosaury. Kdyby byly kosti nohou kuřecího dítěte zvětšené a zkamenělé, poznamenal: „v jejich postavách by nebylo nic, co by nám bránilo v jejich odkazování na Dinosaurii .“
V posledních desetiletích však vědci, kteří pochybovali o spojení dinosaurus-pták, předložili dobré anatomické argumenty. Řekli, že dinosauři postrádají řadu rysů, které jsou výrazně ptačí, včetně lícních kostek nebo roztavených klíční kosti; kosti prolité vzduchovými kapsami; flexibilní zápěstí klouby; a tříprsté nohy. Navíc se zdálo, že předpokládaný odkaz je v rozporu s tím, co si všichni mysleli, že vědí: že ptáci jsou malí, inteligentní, rychlí a teplokrvní skřítci, zatímco dinosauři - od Řeků pro „strašně velké ještěrky“ - byli chladnokrevní, nudní, škrábající, plazovitá stvoření. .
Na konci šedesátých let začal fosilizovaný dinosaurský skelet z Montany tento předpoklad podkopávat. Deinonychus neboli „hrozný dráp“ po srpkovité dráze na každé zadní noze stál asi 11 stop od hlavy k ocasu a byl drzým dravcem. Navíc byla jeho kostní struktura podobná struktuře Archeopteryxu . Vědci brzy shromáždili další zajímavé fyzické důkazy a zjistili, že roztavené klíční kosti jsou u dinosaurů koneckonců běžné. Kosti Deinonychus a Velociraptor měly vzduchové kapsy a pružné zápěstí kloubů. Znaky dinosaura po celou dobu vypadaly spíše jako ptáci. „Všechny tyto věci byly vytrženy z definice, že jde o ptáka, “ říká paleontolog Matthew Carrano z Smithsonian National Museum of Natural History.
U dinosaurů však nebyl nalezen jeden důležitý znak a jen málo odborníků by se cítilo naprosto pohodlně, když tvrdilo, že kuřata a triceratops jsou příbuzní, dokud nemají důkazy o tomto chybějícím anatomickém spojení: peří.
Chudák z Číny, Li Yingfang, udělal jeden z největších fosilních nálezů všech dob, v srpnu 1996 ve vesnici Sihetun, hodinu jízdy od místa, kde jsem hledal fosilní ryby. "Kopal jsem díry pro výsadbu stromů, " vzpomíná Li, který nyní pracuje na plný úvazek v dinosaurovém muzeu postaveném na tomto místě. Z díry objevil břidlicovou břidlicovou desku dlouhou dvě stopy. Li zkušený lovec fosilií rozdělil desku a spatřil stvoření na rozdíl od toho, co viděl. Kostra měla ptačí lebku, dlouhý ocas a dojmy z toho, co vypadalo jako peří podobné struktury.
Kvůli peřím předpokládal Ji Qiang, ředitel Národního geologického muzea, které koupilo jednu z Li's desek, nový druh primitivního ptáka. Ale jiní čínští paleontologové byli přesvědčeni, že se jedná o dinosaura.
Na říjnové návštěvě v Pekingu viděl paleontolog Philip Currie, nyní na univerzitě v Albertě, vzorek a uvědomil si, že na jeho hlavu obrátí paleontologii. Příští měsíc Currie, dlouholetá čínská ruka, předvedla svou fotografii kolegům na výročním zasedání Společnosti paleontologie Společnosti obratlovců. Obrázek ukradl show. „Bylo to tak úžasné fosilie, “ vzpomíná paleontolog Hans-Dieter Sues z Národního muzea přírodní historie. "Senzační." Západní paleontologové brzy provedli pouť do Pekingu, aby viděli fosilie. „Vrátili se omámeni, “ říká Sues.
Přes peří, kostra nezanechala pochyby, že nový druh, jmenoval Sinosauropteryx, znamenat “čínské ještěrkové křídlo, ” byl dinosaurus. Žilo asi před 125 miliony let, na základě datování radioaktivních prvků v sedimentech, které obklopovaly fosilie. Její hlavní vlákna - dlouhé, tenké struktury vyčnívající z jeho šupinaté kůže - přesvědčily většinu paleontologů, že zvíře bylo prvním pernatým dinosaurem, který kdy byl objeven. Od té doby bylo na tomto místě objeveno tucet dinosaurů s vlákny nebo peřím.
Analýzou vzorků z Číny paleontologové zaplnili mezery ve fosilních záznamech a vysledovali evoluční vztahy mezi různými dinosaury. Fosílie nakonec všem kromě několika skeptiků potvrdily, že ptáci pocházejí z dinosaurů a jsou živými představiteli dinosaurské linie zvané Maniraptorans.
Většina dinosaurů nebyla součástí linie, která dala vznik ptákům; obsadili další větve rodokmenu dinosaura. Sinosauropteryx byl ve skutečnosti to, co paleontologové nazývají dinosaurem jiného než ptačího původu, i když měl peří. Toto nahlédnutí podnítilo paleontology, aby přehodnotili svůj pohled na jiné neletecké dinosaury, jako je notoricky známý jedlík Velociraptor a dokonce i někteří členové skupiny tyrannosaurů. Také oni byli pravděpodobně ozdobeni peřím.
Množství opeřených fosílií umožnilo paleontologům prozkoumat základní otázku: Proč se peří vyvinulo? Dnes je jasné, že peří plní mnoho funkcí: pomáhají ptákům udržet tělesné teplo, odpuzují vodu a přitahují kamaráda. A samozřejmě pomáhají útěku - ale ne vždy, demonstrují to pštrosi a tučňáci, kteří mají peří, ale nelétají. Mnoho opeřených dinosaurů nemělo křídla nebo bylo příliš těžké, vzhledem k délce svých opeřených končetin, létat.
Rozluštění toho, jak se peří proměnilo ve věky od spindly vláken k delikátním letovým nástrojům, by vrhlo světlo na přechod dinosaurů na ptáky a jak přirozený výběr vytvořil tuto komplexní vlastnost. Jen málo vědců zná starověké peří důvěrněji než Xu Xing IVPP. Objevil 40 druhů dinosaurů - více než kterýkoli jiný žijící vědec - z celé Číny. Jeho kancelář v IVPP, přes ulici od pekingské zoo, je zaplněna fosilemi a sádry.
Xu předpokládá vývoj peří jako postupný proces. Peří v jejich nejprimitivnější podobě byla jednotlivá vlákna, připomínající ostny, která vyčnívala z plazů plazů. Tyto jednoduché struktury sahají zpět; dokonce i pterodaktyly měly vlákna různých druhů. Xu naznačuje, že vývoj peří mohl začít u společného předka pterodaktylů a dinosaurů - téměř před 240 miliony let, nebo přibližně 95 milionů let před Archeopteryxem .
Po vzniku jednotlivých vláken se k základně připojilo více vláken. Ve fosilním záznamu se hned objevily párové ostny střílející z centrální šachty. Nakonec husté řady vzájemně propojených ostnů vytvořily rovný povrch: základní plán tzv. Pernatého peří moderních ptáků. Všechny tyto typy peří byly nalezeny ve fosilních dojmech terapeutů, dinosauřího podřádu, který zahrnuje Tyrannosaurus rex, stejně jako ptáky a další Maniraptorany.
Vlákna se nacházejí jinde také v rodokmenu dinosaurů, v druzích vzdálených od teropodů, jako je Psittacosaurus, býložravec čelící papouškům, který vznikl asi před 130 miliony let. Po ocasu měl řídká jednotlivá vlákna. Není jasné, proč se vlákna objevují v některých liniích dinosaurů, ale ne v jiných. „Jednou z možností je, že peří podobné struktury se vyvinuly velmi brzy v historii dinosaurů, “ říká Xu a některé skupiny tyto struktury udržovaly, zatímco jiné skupiny je ztratily. „Nakonec se však v Maniraptoranech peří stabilizovalo a vyvinulo v moderní peří, “ říká. Nebo se vlákna mohla vyvinout nezávisle v různých časech. Jak Sues zdůrazňuje, „zdá se, že z genetického hlediska není velkým trikem udělat z měřítka vlákno.“
Původně se jednalo o jednoduchá vlákna, která se ukázala jako dinosaurus duhového peří peří. Živé důkazy pro tuto teorii se objevily, když vědci odhalili skutečné barvy peří 125 milionů let. Ptačí peří a plazí šupiny obsahují melanosomy - malé váčky s odrůdami pigmentového melaninu. Mnoho paleontologů mělo podezření, že dinosauří peří také obsahovalo melanosomy. V laboratoři Mikea Bentona na univerzitě v Bristolu strávil Zhang Fucheng IVPP více než rok hledáním melanosomů na fotografiích fosilií ptáků a dinosaurů pořízených elektronovým mikroskopem. Zhangova pilnost se vyplatila v roce 2009, když v Confuciusornis určil melanosomy, které obsahovaly eumelanin, který dává peří šedý nebo černý nádech, a pheomelanin, který jim dává kaštan do červenohnědé barvy. Peří zvířete měla skvrny bílé, černé a oranžovo-hnědé barvy.
Sinosauropteryx byl ještě ohromující. Zhang zjistil, že vlákna, která stékají po zádech a ocasu, musela přimět dinosaura, aby vypadal jako oranžová a bílá pruhovaná holičská tyč. Takový živý vzor naznačuje, že „peří se poprvé objevilo jako činidlo pro barevný displej, “ říká Benton.
Časné peří mohlo sloužit i jiným účelům. Dutá vlákna mohou mít rozptýlené teplo, stejně jako tomu dnes u některých moderních lizardů jsou. Další paleontologové spekulují s peřím, které se nejprve vyvinulo, aby si udrželo teplo. Příkladem je fosilie Oviraptoru - Theropod objevený v Mongolsku, který žil asi před 75 miliony let - v podřepu nad hnízda naplněnými vejci. Oviraptoři zasunuli nohy do středu spojky a objali periferii svými dlouhými předními končetinami - postoj nesoucí podivnou podobu, aby draví ptáci udržovali jejich vejce v teple. Dinosauři související s Oviraptorem byli zakrytí pernatým peřím, což naznačuje, že Oviraptor byl také. „Sedět na takovém hnízdě dávalo smysl, jen kdyby mělo peří“, aby jemně izoloval své mládě, říká Sues.
Peří se samozřejmě stalo nástrojem letu. Někteří paleontologové si představují scénář, ve kterém dinosauři používali peří, aby jim pomohli obsadit stromy poprvé. „Protože dinosauři kotvili s kotníky, nemohli otáčet nohama a nemohli dobře vyšplhat. Možná jim peří pomohlo vyškrábat kmeny stromů, “ říká Carrano. Křídla tímto způsobem využívají křídelní ptáčata převážně pozemních druhů, jako jsou krůty. Peří se může stát miliony let stále aerodynamičtějším, což nakonec umožnilo dinosaurům klouzat ze stromu na strom. Jednotlivci, kteří byli schopni takový výkon předvádět, byli schopni dosáhnout nových zdrojů potravy nebo lépe uniknout predátorům - a předat tuto vlastnost dalším generacím.
Jedním z nejzajímavějších exemplářů, které se vynořily z břidlicových lůžek Liaoning, je Microraptor, který Xu objevil v roce 2003. Šelma bantamová byla dlouhá dvě nebo dvě nohy a nakláněla váhu pouhou dvě libry. Mikroraptor z rodiny Dromaeosaurů nebyl předchůdcem ptáků, ale také byl na rozdíl od dříve objeveného pernatého dinosaura. Xu to nazývá „čtyřkřídlý“ dinosaurus, protože měl na svých pažích a nohou dlouhé, věčné peří. Vzhledem k tomu, že má fúzovanou hrudní kost a asymetrické peří, říká Xu, mikroraptor by jistě mohl klouzat ze stromu na strom, a dokonce by mohlo být lepší létat pod vlastní silou, než byl Archeopteryx .
V loňském roce objevil Xu další druh čtyřkřídlého dinosaura, také v Liaoningu. Kromě toho, že čtyřkřídlý let nebyl náhoda, je nový druh Anchiornis huxleyi, pojmenovaný na počest Thomase Henryho Huxleye, nejstarším známým pernatým dinosaurem. Pocházelo z Jurassic lakebed vkladů starých 155 miliónů do 160 miliónů roků starý. Nález eliminoval poslední námitku proti evolučnímu spojení mezi ptáky a dinosaury. Po léta skeptici vychovali tzv. Dočasný paradox: nebyli žádní opeření dinosauři starší než Archeopteryx, takže ptáci nemohli z dinosaurů vyrůst. Teď byl tento argument odfouknut: Anchiornis je o miliony let starší než Archeopteryx .
Čtyřkřídlí dinosauři byli nakonec mrtvou větev na stromě života; zmizí z fosilních záznamů zhruba před 80 miliony let. Jejich zánik zanechal pouze jednu linii dinosaurů schopnou letu: ptáci.
Kdy se z dinosaurů vyvinul pták? Těžko říct. "Hluboká evoluční historie je nesmírně obtížné stanovit hranici mezi ptáky a dinosaury, " říká Xu. Kromě malých rozdílů ve tvaru krčních obratlů a relativní délky paží vypadají ranní ptáci a jejich maniraptoranští příbuzní, jako je Velociraptor, velmi podobní.
„Pokud by byl dnes Archeopteryx objeven, nemyslím si, že byste tomu říkali pták. Nazvali byste to pernatým dinosaurem, “ říká Carrano. Stále se tomu říká první pták, ale spíš z historických důvodů, než proto, že se jedná o nejstarší nebo nejlepší ztělesnění rysů ptáka.
Na druhou stranu Confuciusornis, který vlastnil první zobák a nejstarší pygostyl nebo fúzované ocasní obratle, které podporovaly peří, skutečně vypadá jako pták. „Prošel testem čichání, “ říká Carrano.
Od té doby, co poslední nelétaví dinosauři vymřeli před 65 miliony let během hromadného vyhynutí, které uzavřelo oponu křídy, vyvinuli ptáci další vlastnosti, které je odlišují od dinosaurů. Moderní ptáci mají vyšší metabolismy, než měli i ty nejvlivnější Velociraptor, jaký kdy měl. Zuby zmizely v určitém okamžiku v evoluční historii ptáků. Ptačí ocasy se zkrátily, jejich létající dovednosti se zlepšily a jejich mozek se zvětšil než u dinosaurů. A moderní ptáci, na rozdíl od jejich předchůdců z Maniraptoranu, mají velký prst, který vyčnívá z ostatních prstů na nohou, což umožňuje ptákům sednout. „Postupně přecházíte z dlouhých paží a obrovských rukou neirapských Maniraptoranů k něčemu, co vypadá jako kuřecí křídlo, které se dostanete na KFC, “ říká Sues. Vzhledem k rozsahu těchto přizpůsobení ptáků není divu, že vývojové propojení mezi dinosaury a ptáky, jak je známe, zůstalo skryté, dokud paleontologové nezačali analyzovat bohatý fosilní záznam z Číny.
Chaoyang je fádní čínské město s prašnými ulicemi; ve svých temnějších rozích připomíná odvážná americká města těžby uhlí v 19. století. Ale pro fosilní sběratele je Chaoyang rájem, jen hodinu jízdy od nejproduktivnějších lůžek formace Yixian.
Jedna ulice je lemována obchody prodávajícími yuhuashi nebo fosílie ryb. Orámované fosílie vložené do břidlice, často ve dvojicích zrcadlových obrazů, lze získat za dolar nebo dva. Populární položka je mozaika, ve které několik desítek malých desek tvoří mapu Číny; fosilní ryby se zdají plavat směrem do hlavního města Pekingu (a žádná mapa není kompletní bez ryby představující Tchaj-wan). Obchodníci prodávají zkamenělý hmyz, korýši a rostliny. I přes zákony, které zakazují obchod s fosiliemi vědecké hodnoty, je známo, že méně přísní prodejci prodávají fosilie dinosaurů. Nejdůležitější exempláře, Zhou říká, „nejsou objeveny vědci v fosilních obchodech ve městě, ale v domovech obchodníků nebo farmářů, kteří je vykopali.“
Kromě Sinosauropteryxu se objevilo několik amatérských exemplářů, spíše než při vědeckých vykopávkách. Výzvou pro Zhou a jeho kolegy je najít horké vzorky, než zmizí v soukromých sbírkách. Zhou a jeho kolega Zhang Jiangyong, specialista na starověké ryby na IVPP, tak přišli do provincie Liaoning, aby vyzkoušeli veškeré fosílie, které obchodníci přátelští k jejich věci dostali do rukou pozdě.
Většina akcií ve fosilních obchodech pochází od farmářů, kteří se rozbijí na fosilních postelích, když se nezajímají o pole. Malý, dobře konzervovaný rybí exemplář může dát jeho nálezci ekvivalent 25 centů, dost pro horké jídlo. Pernatý dinosaurus může vydělat několik tisíc dolarů, roční příjem nebo více. Toto paleo hospodářství, které je destruktivní z hlediska fosilních lůžek, pomohlo přepsat prehistorii.
Zhou zvedne desku a nakoukne na ni přes brýle s drátěným lemem. „Pane předsedo, pojďte se podívat, “ říká Zhou Zhangovi (který si vysloužil přezdívku jako předseda odborového svazu zaměstnanců IVPP). Zhang prozkoumá vzorek a přidá jej do hromady, která bude odvezena zpět do Pekingu ke studiu - a pokud budou mít štěstí, odhalí další skrytou větev stromu života.
Richard Stone napsal o pohřbu Stonehenge, o vzácném antilopu a tajemných tibetských věžích pro Smithsoniana .
Klíčovým čínským objevem byl primitivní pták jménem Confuciusornis, identifikovaný Zhou Zhonghe. (Stefen Chow) 
Objevitel více druhů dinosaurů než kterýkoli jiný živý vědec Xu Xing, s obsazení papouška čelícího Psittacosauru, říká, že někteří dinosauři mají ptačí vlastnosti, včetně peří. (Stefen Chow) 
Yixianská formace také přinesla Sinosauropteryx , první fyzický důkaz opeřeného dinosaura. (IVPP, Peking) 
Některé z jeho fosilií jsou tak dobře zachovány, že vědci vidí stopy buněčných struktur, které obsahovaly pigmenty. Nález vedl k barevným pohledům na zvíře velikosti kočky až k pruhovanému ocasu. (Chuang Zhao a Lida Xing) 
Autor, Richard Stone, na fosilním místě. (S laskavým svolením Richarda Stonea) 
Podle učebnic byl Archeopteryx, který žil před 150 miliony let, prvním ptákem. (Roger Peterson / National Geographic Stock) 
Někteří paleontologové nyní tvrdí, že Archeopteryx mohl být pernatým neusadavým dinosaurem. (Kim Amos / Knihovna vědeckých fotografií / Výzkumníci fotografií) 
Někteří dinosauři se zabývali zřetelně ptačím chováním, jako je hnízdění a mlácení. Na obrázku je částečně rekonstruovaná oviraptorská fosilie z Mongolska s 20 vejci. (Getty Images) 
Jedna z nejočekávanějších čínských fosilií v mikroraptoru . Měl čtyři pernaté končetiny a téměř jistě mohl létat. Na rozdíl od ptáků však nezanikl. (Matt Cashore / University of Notre Dame) 
V posledních 15 letech se ze starodávného lakebedu, nazývaného yixiánská formace, objevily tisíce nádherně zachovalých fosilních ptáků. (Guilbert Gates)
