Gad jak kakadu stroszył piórka

Pterozaury panowały w przestworzach na długo przed tym, jak pierwsze ptaki zatrzepotały skrzydłami i uniosły się w powietrze. Te gady o skórzastych, pokrytych drobnymi włóknami skrzydłach były pierwszymi prawdziwie latającymi kręgowcami. Dziś specjaliści skłaniają się ku poglądowi, że pterozaury i ptaki miały ze sobą więcej wspólnego niż wcześniej przypuszczaliśmy: wspaniale zachowane skamieniałości z Brazylii podsuwają myśl, że te szczególne pterozaurze włókna naprawdę mogły być piórami. Sugerują też, że to upierzenie mogło być kolorowe tak wściekle, jak u współczesnych pirang czy tukanów.

Opisana w ostatnim wydaniu „Nature” skamieniałość należy do pterozaura zwanego tupandaktylem, którego znaleziono w w piaskowcu z okresu wczesnej kredy w północnowschodniej Brazylii (formacja Crato). „Wspaniałe w odnalezionym materiale – oraz oczywiste, kiedy tylko się na niego spojrzy – jest to, że zachowuje tkanki miękkie” – mówi Maria McNamara, współautorka publikacji, paleontobiolożka z University College Cork w Irlandii.

Szemrane losy próbki

Próbka z Brazylii ma niejasną i skomplikowaną historię. Nie ma pewności, kto ją znalazł ani kiedy to nastąpiło. Wiadomo, że trafiła w ręce prywatnego kolekcjonera, a potem została przekazana Królewskiemu Belgijskiemu Instytutowi Nauk Przyrodniczych. Wtedy to paleontolog Edio-Ernst Kischlat został „poproszony o zawarcie oficjalnej umowy z władzami Brazylii oraz Ambasadą Brazylii w Brukseli” – opowiada Aude Cincotta, główna autorka publikacji, pracująca w Instytucie. W październiku 2021 r. porozumienie zostało podpisane, a próbka przewieziona do Brazylii – do Muzeum Nauk o Ziemi w Rio de Janeiro trafiła w lutym tego roku.

„Prowadzenie nieuzgodnionych z władzami prac wykopaliskowych i posiadanie skamieniałości jest w Brazylii nielegalne od roku 1942, a w Crato kopano jakiś czas późnie”j – mówi paleontolog Rodrigo Pêgas doktorant z brazylijskiego Federalnego Uniwersytetu ABC (naukowiec nie związany z publikacją). Podobnie kontrowersje narosły ostatnio w środowisku paleontologów także w związku z innymi skamieniałościami: badania opierzonego dinozaura znalezionego w tej samej formacji skalnej zostały wycofane po tym, jak się okazało, że próbka została najprawdopodobniej przeszmuglowana z Brazylii. Autorzy nowych badań nad tupandaktylem odnotowują (w streszczeniu publikacji) niejasności związane z pochodzeniem skamieniałości.

Niezależnie od całej historii związanej z próbką dinozaura, przekazanie z rąk prywatnych do muzeum umożliwiło przeprowadzenie analizy. „Najpierw bardzo uważnie się jej przyjrzano – mówi McNamara – rozpoznając detale zaskakująco dokładnie odwzorowanych tkanek miękkich”. Badacze nie szukali śladów koloru, ale byli „zachwyceni”, kiedy odnaleźli je w formie mikroskopowych struktur zwanych melanosomami.

Barwowa komunikacja społeczna

Od kilkunastu lat paleontolodzy badający kolory skamieniałych dinozaurów, pterozaurów i innych organizmów zwracają baczną uwagę na melanosomy. Ich kształt i gęstość, podobnie jak rozłożenie w skórze, piórach i innych tkankach, pomaga w tworzeniu czegoś co biologowie nazywają kolorami strukturalnymi: odcieni od rdzawej czerwieni do opalizującej czerni powstających na skutek interakcji światła z piórami. McNamara odnalazła w skórze tupandaktyla melanosomy o różnych kształtach – a na jego czaszce dwa rodzaje puszystych, podobnych do piór włóknistych struktur sugerujących, że różniły się one kolorami.

Paleontolodzy kwestionują ostatnio hipotezę, że za różne kolory odpowiedzialne są melanosomy o różnym kształcie. „Badając naszego pterozaura nie podejmowaliśmy próby wyciągania wniosków o konkretnych kolorach” – mówi McNamara. Ale zauważa, że kształty melanosomów są różne w dwóch różnych typach włókien, co wskazuje na to, że miały różne odcienie – bardziej rozgałęzione były najpewniej jaśniejsze niż mniej rozgałęzione.

Choć ten obszar paleontologii jest wciąż nowy, wcześniejsze badania pterozaurów wykazywały, że w ich tkankach melanosomy były jednakowe. Wydaje się więc, że te gady były albo ubarwione jednolicie, albo za ich ubarwieniem stały inne procesy. Opisane w „Nature” odkrycie jest dowodem na to, że pterozaur już we wczesnej kredzie cechowała różnobarwność – jak u ptaków i opierzonych dwunożnych dinozaurów, teropodów. Ewoluując „pterozaury zyskały zdolność modyfikowania kolorów piór przez zmianę kształtu melanosomów” – mówi McNamara.

Ubarwienie jest krytycznie ważne dla zwierząt – pomaga się ukrywać, komunikować. McNamara sugeruje, że różne ubarwienie kredowego pterozaura pełniło rolę w przekazywaniu sygnałów społecznych – dotyczących stanu zdrowia, wieku, płci, gotowości do łączenia się w pary, itd. „Jeśli pterozaury miały złożone i kolorowe wzory, to owszem, jest to mocny dowód przemawiający za tezą, że chodziło o komunikację społeczną” – mówi Pêgas, dodając, że czeka na potwierdzenia wyników badań płynące z innych laboratoriów.

Wspólny gadzi rodowód

Tematem dyskusji akademickiej jest też pytanie, czy pterozaurzy puch można uznać za pióra czy raczej tylko włókna pióropodobne. McNamara uważa, że nie ma żadnych wątpliwości – włókna tupandaktyla i innych pterozaurów były piórami. Za główny dowód uważa fakt, że wśród brazylijskich skamieniałości są i włókna proste, i złożone, rozgałęzione struktury, które można odnaleźć tylko w piórach dinozaurów.

Jeśli pierzaste były i dinozaury, i pterozaury, i jeśli ich zmienne kolory służyły do komunikacji społecznej, to albo cechy te wyłoniły się w toku ewolucji niezależnie od siebie, albo mają źródło w postaci wspólnego przodka – gada żyjącego w okresie wczesnego triasu, ponad 243 miliony lat temu. „Przeczuwamy, że jednakowe struktury odnajdywane u dinozaurów i pterozaurów są odzwierciedleniem wspólnego rodowodu” – mówi NcNamara. Analogicznie – nowe odkrycia wspierają hipotezę, że w triasie żyły gady, u których znaleźć można było pióra lub rodzaj pierwotnych piór, co oznaczałoby, że kolorowe upierzenie było cechą znacznie większej liczby pterozaurów i dinozaurów niż się paleontolodzy dotąd spodziewali.

Pêgas zauważa, że nie znaleziono jeszcze żadnych mogących to potwierdzić odcisków skóry, piór czy innych okryw ciała należących do triasowych dinozaurów czy pterozaurów. Paleontolodzy dopiero zaczynają odsłaniać głęboką historię barwnego meszku i puchu. Otwierają śledztwo, które zawiedzie ich do najwcześniejszych dni Ery Gadów.

Tekst ukazał się na łamach sciam.com 20 kwietnia 2022 r.
Oryginalny tytuł: „Colored Feathers, Exquisite Fossil Reveals”
Polski tytuł, śródtytuły i skróty pochodzą od redakcji pulsara.