En gammel fugls store næb baner vejen for nye fossiler

Der kommer hver dag forbløffende nye oplysninger frem, som ændrer vores forståelse af den gamle verden.

Den seneste banebrydende opdagelse vedrører en fugl fra den sene kridttid med et meget stort næb – så stort, at det udstikker en ny kurs i udviklingshistorien.

I en undersøgelse, der blev offentliggjort onsdag i Nature, beskriver forskerne en hidtil ukendt art, Falcatakely forsterae, en gammel fugl med et usædvanligt stort næb, der ligner en nutidig tukans næb.

Stor fugl – Forskerne opdagede først fossilet af denne ukendte fugleart for ti år siden på Madagaskar.

Men det fossile eksemplar var skrøbeligt og indeholdt mange små knogler, så det blev ikke analyseret fuldt ud før 2017. Men da forskerne først havde gennemgået de små fragmenter, indså de, at de havde udgravet noget helt særligt.

“Så snart vi begyndte at fjerne stenen forsigtigt omkring disse skrøbelige knogler, blev det meget hurtigt klart, at det er ligesom, ‘Åh, okay, vi har noget virkelig flot her’,” siger Patrick O’Connor, hovedforfatter på undersøgelsen og professor i anatomiske videnskaber ved Ohio University, til Inverse.

Efter at have fjernet stenen brugte forskerne mikro-computertomografiscannere til at indsamle data til at simulere væsenets kranium i 3D. Derefter brugte de 3D-printing til at bygge en kopi af fuglekraniet.

“Der er en masse digital modellering, der skal bruges til at forstå, du ved, hvad anatomien er i dette nye dyr,” siger O’Connor.

Forskerne har givet arten navnet Falcatakely (der groft sagt betyder ‘lille flyvende segl’) på grund af dens unikt formede ansigt. De klassificerede Falcatakely som en enantiornithin-fugl, en “gruppe af fugle, der var i live på dinosaurernes tid”, siger O’Connor. Disse fugle havde ofte tænder og kløer på deres vinger. Alle kendte arter er nu uddøde.

Men Falcatakely adskiller sig dog fra de fleste andre gamle fugle, som også levede for 65-250 millioner år siden. Selv om fugle fra denne æra – kendt som kridttiden – havde forskellige kropsformer, ser de stort set ens ud, når det kommer til deres ansigter.

Face Time – Men med sit lange, dybe næb brød Falcatakely med formen.

“Vi kan se, at Falcatakely har en massivt afvigende ansigtsform sammenlignet med alt andet, som den er beslægtet med,” siger O’Connor.

Denne fugls store næb ligner mere moderne fugles næb.

Det er et besynderligt fund. Moderne fugle er meget mere forskellige end gamle fugle, når det kommer til deres ansigter. Anatomi kan være med til at forklare forskellen mellem de fleste gamle fugle – bortset fra Falcatakely – og moderne fugle. Det hele drejer sig om en knogle i deres kranier: premaxilla-knoglen. Den ligger øverst på fuglenæbbet, og det ser ud til, at de gamle fugle ikke har brugt denne knogle til at æde, mens moderne fugle gør.

“Hele denne mangfoldighed i moderne fugles ansigtsform er i virkeligheden drevet af en knogle kaldet premaxilla-knoglen”, siger O’Connor. “Og det er den knogle, der foretager al denne vanvittige differentiering gennem udviklingen for at give dig det store udvalg af ansigtsformer, som vi ser omkring os i dag.”

Spireret af Falcatakelys unikke ansigtsform ønskede forskerne at forstå, “hvad der driver ansigtsformen, ikke kun hos moderne fugle og hos enantiornithine-fugle”, ifølge O’Connor.

De sammenlignede den nyopdagede fugls knoglestruktur med andre skabninger – herunder ikke-aviære skabninger som dinosaurer.

“Vi anlægger et bredere perspektiv for at sige, okay, vi kan se på en hel række dyr, som er relativt tæt beslægtede med hinanden. Nogle af dem er moderne fugle, nogle af dem er mesozoiske fugle og så de ikke-aviære dinosaurer, som er de nærmeste slægtninge til fugleudstrålingen,” siger O’Connor.

De opdagede, at falcatakelyen kan have haft et udseende, der ligner moderne fugle, som følge af konvergent evolution, hvilket sker, når ikke-relaterede dyr udvikler sig på samme måde og deler de samme træk. Men i modsætning til moderne fugle får falcatakelyen sit brede næb ved at udvide kæbeknoglen, en anden knogle i kraniet.

“Pointen med konvergensen er, at den har den generelle overordnede form, men den gør det ikke ved at ændre de samme knogler i ansigtet, som vi ser hos moderne fugle,” siger O’Connor. Denne fugls næb er snarere tættere på strukturen hos en af de mest glubske dinosaurer – velociraptorerne.

“Den bruger det, som vi har beskrevet som en slags primitiv indretning af knoglestrukturen, der minder mere om ting som velociraptor eller mikroraptorer.”

En ny vej – Fundene baner en ny vej i den fossile historie og omstøder forskernes forestillinger om, hvordan de gamle fugle kan have set ud.

“Vi ville aldrig have forudsagt, at noget som dette ville have, du ved, et meget stort og stort næb, og at det ville være baseret på overkæben, fordi vi aldrig har set det i fossilregistret før,” siger O’Connor

Men endnu vigtigere er det, at undersøgelsen ændrer vores forståelse af de gamle fugle og deres udvikling.

“Fugle, der levede i Mesozoikum, var meget mere mangfoldige, end vi nogensinde har vidst,” siger O’Connor.

Resumé: Mesozoiske fugle udviser en betydelig mangfoldighed i størrelse, flyvetilpasninger og fjerorganisation1-4, men udviser relativt bevarede mønstre for næbbets form og udvikling5-7. Selv om Neornithine (dvs. krongruppen) fugle også udviser begrænsning på ansigtsudvikling8,9, har de forholdsvis forskellige næbmorfologier, der er forbundet med en række føde- og adfærdsøkologier, i modsætning til mesozoiske fugle. Her beskriver vi en stængelfugl på størrelse med en krage, Falcatakely forsterae gen. et sp. nov. fra den sene kridttids epoke på Madagaskar, som har et langt og dybt rostrum, et udtryk for næbmorfologi, der tidligere var ukendt blandt mesozoiske fugle og som overfladisk set ligner næbmorfologien hos en række krongruppefugle (f.eks. tukaner). Falcatakely’s rostrum består af en ekspansiv tandløs overkæbe og en lille tandbærende forkæbe. Morfometriske analyser af individuelle knogleelementer og den tredimensionelle rostrumform afslører udviklingen af en neornithin-lignende ansigtsanatomi på trods af bevarelsen af en maxilla-premaxilla-organisation, der ligner den hos theropoder, der ikke er afavialanere. Mønsteret og den øgede højde af rostrummet hos Falcatakely afslører en grad af udviklingsmæssig labilitet og øget morfologisk uensartethed, som tidligere var ukendt hos tidlige forgrenede avialaner. Udtrykket af denne fænotype (og den formodede økologi) i en stammefugl understreger, at konsolideringen til den neornithin-lignende, præmaxilladominerede rostrum ikke var en evolutionær forudsætning for næbforstørrelse.