Jak ewoluowały „hipoteczne” dinozaury?

Naukowcy przeprowadzili nową analizę pochodzenia dinozaurów „hiphip” – grupy obejmującej tak kultowe gatunki, jak Triceratops – i odkryli, że najprawdopodobniej wyewoluowały z grupy zwierząt znanych jako celezaury, które po raz pierwszy zidentyfikowano dwie dekady temu.

Naukowcy z Uniwersytetu Cambridge i Federalnego Uniwersytetu Santa Maria w Brazylii próbują rozwiązać starożytną zagadkę paleontologiczną: skąd pochodzą dinozaury „biodra”, czyli ornithischian.

Obecnie w zapisie kopalnym istnieje ponad 25 milionów lat przerwy, co utrudnia odnalezienie gałęzi drzewa genealogicznego dinozaurów, do którego należały ornithischian.

Naukowcy przeprowadzili obszerną analizę wczesnych dinozaurów, a także silicosaurus, grupy nazwanej na cześć Celysaurus, po raz pierwszy opisanej w 2003 roku. Naukowcy sugerują, że silzaury stopniowo modyfikowały swoją anatomię w późnym triasie, upodabniając się do wczesnych ptaków. Okres jurajski.

Jednak ci ornityczni przodkowie mieli szkielet bioder dinozaurów „jaszczurodziobych”, czyli zaurów, co sugeruje, że wczesne dinozaury z biodrami były w rzeczywistości typami jaszczurek. Wyniki zostały opublikowane w Journal of Linnean Society’s Zoology.

Dinozaury powstały w późnym okresie triasu, około 225 milionów lat temu i dominowały na Ziemi aż do masowego wymierania 66 milionów lat temu. Dinozaury fascynują nas odkąd Richard Owen nazwał je po raz pierwszy w 1842 roku.

Szczątki pierwszych odkrytych dinozaurów były porozrzucane: dziwnie wyglądające zęby i kilka kości. Jednak w drugiej połowie XIX wieku znaleziono wystarczającą ilość szczątków dinozaurów, aby wymagać systemu klasyfikacji. Harry Seely, wyszkolony w Cambridge przez Adama Sedgwicka, opracował taką klasyfikację dinozaurów na podstawie kształtu ich kości biodrowych: były to albo sauryjskie (biodra jaszczurki), albo ornityczne (biodra ptaków). Ta klasyfikacja, opublikowana po raz pierwszy w 1888 roku, okazała się wiarygodna: wszystkie odkrycia dinozaurów wydają się należeć do jednej z tych grup.

Jednak w artykule z 2017 r. Profesor David Norman z Wydziału Nauk o Ziemi w Cambridge oraz byli doktoranci Matthew Barron i Paul Barrett stwierdzili, że te grupy rodzin dinozaurów muszą zostać przegrupowane, przedefiniowane i przemianowane. W badaniu opublikowanym w Nature naukowcy sugerują, że dinozaury z biodrami i dinozaurami z biodrami jaszczurek, takie jak Tyrannosaurus, wyewoluowały ze wspólnego przodka, potencjalnie obalając ponad sto lat teorii na temat ewolucyjnej historii dinozaurów.

Niezależnie od kontrowersji od dawna wiadomo, że dinozaury z dwoma biodrami były anatomicznie różne od wszystkich innych typów dinozaurów, mimo że nie miały nic wspólnego z ptakami. Jednak to, jak się one stały, pozostawało od dawna problemem.

„Wydaje się, że pochodzi od wszystkich innych dinozaurów w późnym okresie triasu, ale wykazywał unikalny zestaw cech, których nie można było włączyć do ewolucyjnej sukcesji ich dinozaurów” – powiedział Norman, który jest pracownikiem Christ’s College. „To było tak, jakby nagle pojawiły się znikąd”.

Ostatnie prace zaczęły wskazywać na bardziej zróżnicowany i oszałamiający obraz początków ornitów. Z perspektywy genetycznej – jak drzewo genealogiczne dinozaurów rozgałęziło się w czasie – oczekuje się, że szczątki ornitów pojawią się po raz pierwszy w zapisie kopalnym około 225 milionów lat temu.

„Jednak im więcej szukaliśmy w skałach tego wieku, tym mniej znajdowaliśmy” – powiedział Norman. Pierwsze bezsporne pozostałości ornitów pochodzą sprzed niecałych 200 milionów lat, co oznacza, że ​​istnieje przerwa ornitowska trwająca ponad 25 milionów lat. Jak dotąd wszystkie próby wypełnienia tej luki zawiodły”.

Jednym z rozwiązań tego dylematu jest odkrycie na początku tego stulecia, kiedy w późnym triasie w Polsce odkryto szkielet niezwykłego zwierzęcia przypominającego dinozaura. Został opisany przez Jerzego Dzika i nazwany Silesaurus („Jaszczurka Śląska”).

Silesaurus ma długie, smukłe nogi, które nadawały mu wyprostowaną, dinozaurową postawę – i kości udowe ułożone jak u saurischiana – ale wydaje się, że ma bezzębny obszar przypominający dziób z przodu żuchwy. Nie różniło się to od bezzębnej struktury przypominającej dziób znanej drapieżnikowi, którą można znaleźć we wszystkich czaszkach dinozaurów ornithischicznych, pomimo braku unikalnej kości drapieżnika.

Jego zęby były również związane na wierzchołkach korzeni, a korony zębów miały kształt liścia z profilu: typ zęba widywany u wielu wczesnych ptaków. Dzik spekulował na temat możliwych podobieństw ornithischów do Celzaura, ale większość badaczy odrzuciła lub zignorowała tę sugestię.

W kolejnych latach odkryto więcej stworzeń podobnych do silezaurów, głównie w Ameryce Południowej. Wiele z tych okazów było fragmentami, ale bezzębny czubek żuchwy i zęby w kształcie liści były powszechne.

Nagromadzenie tych próbek przyciągnęło uwagę wielu badaczy. Ich analizy wykazały, że plezjozaury były bliskim krewnym prawdziwych dinozaurów. Rozwinął się na gałęzi przed pojawieniem się prawdziwych dinozaurów lub, w niektórych przypadkach, jako siostrzana grupa Ornithicia. W 2020 roku Mauricio Garcia i Rodrigo Muller z Federalnego Uniwersytetu Santa Maria w Brazylii zasugerowali, że na gałęzi dinozaurów, która dała początek ornithischii, mogą przysiadać stworzenia podobne do krzemu.

– Ta praca przykuła naszą uwagę w Cambridge – powiedział Norman. „Kilka lat temu opracowałem projekt badawczy, którego celem było wprost rozwiązanie problemu, w jaki sposób powstała Ornithia, a Matt był studentem projektu badawczego”.

Norman i Baron rozpoczęli współpracę z Rodrigo i Mauricio, aby rozszerzyć pierwotną analizę na grupę ornithischiańskich dinozaurów, a także przodków dinozaurów. Rezultatem ich współpracy było drzewo genealogiczne, które przedstawia celiakię jako serię zwierząt na pniu gałęzi prowadzącej do Ornithischii.

„Celsaurianie stopniowo modyfikowali swoją anatomię w późnym okresie triasu, tak że stali się bardziej jak ornithischowie” – powiedział Norman. „Byliśmy w stanie prześledzić to przejście poprzez rozwój bezzębnego dzioba, ewolucję poszarpanych zębów w kształcie liści typowych dla roślinożerców, zmiany w kościach barkowych, zmiany w proporcjach kości miednicy i wreszcie restrukturyzacja obszarów przyczepu mięśniowego tła nóg”.

Badania sugerują, że ornithischian nie pojawił się znikąd. Zamiast tego po raz pierwszy pojawiły się w późnym okresie triasu pod postacią silesaurów, którzy stopniowo zmieniali swoją anatomię, aż do momentu, w którym wraz z nadejściem jury wyewoluowały ornithischowie.

Jednak innym aspektem tej interpretacji jest to, że pierwsi ornitolodzy późnego triasu nie mieli żadnych cech anatomicznych prawdziwych ptaków ptasich: brakowało im drapieżnika i, co najważniejsze, zachowali wczesną budowę bioder.

„Tak więc pierwsi ornitolodzy byli, technicznie rzecz biorąc, Sureshnes” – powiedział Norman. „Z perspektywy taksonomicznej zaklasyfikowanie syzaurów jako wczesnych Arnithecians wydaje się nieistotne. Ale z perspektywy Darwina unikalne cechy anatomiczne skowronków musiały gdzieś wyewoluować i są lepsze niż ich najbliżsi krewni: ich sauryjscy kuzyni!”

Odniesienie:

1. David B Norman, Matthew G Barron, Mauricio S Garcia, Rodrigo Tempe Muller. Implikacje taksonomiczne, paleobiologiczne i ewolucyjne hipotezy filogenetycznej w Ornithischia (Archosauria: Dinosauria). Journal of Zoology of the Linnean Society, 2022; DOI: 10.1093/zoolinnean/zlac062