en CT-scan bild av skallen av en gammal fågel visar hur en av de tidigaste fågel näbbar fungerade som en tång, på det sätt näbbar av moderna fåglar gör, men hade också tänder kvar från dinosaurie förfäder. Djuret, kallat Ichthyornis, bodde för cirka 100 miljoner år sedan i det som nu är Nordamerika. Michael Hanson och Bhart-Anjan S. Bhullar / Nature Publishing Group dölj bildtext
växla bildtext
Michael Hanson och Bhart-Anjan S. Bhullar/Nature Publishing Group
en CT-scan bild av skallen av en gammal fågel visar hur en av de tidigaste fågel näbbar fungerade som en tång, på det sätt näbbar av moderna fåglar gör, men hade också tänder kvar från dinosaurie förfäder. Djuret, kallat Ichthyornis, bodde för cirka 100 miljoner år sedan i det som nu är Nordamerika.
Michael Hanson och Bhart-Anjan S. Bhullar / Nature Publishing Group
forskare är ett steg närmare att förstå hur moderna fåglar utvecklats för att ha näbbar, och svaret börjar för miljontals år sedan med några av de sexigaste dinosaurierna.
moderna måsar, med sina stora ögon, långa näbbar och tydligt forntida utseende och beniga ansikten, härstammar från djur som velociraptor och T. Rex. (Nästa gång du får en hungrig blick från en mås, kom ihåg det. I mer än ett sekel har paleontologer använt fossiler från hela världen för att sammanföra hur stora, tandiga, landbundna ödlor utvecklats till flygande, tandlösa, fjädrade djur.
nyckeln är fossiler av så kallade stamfåglar, som är forntida fågelliknande dinosaurier som ger ledtrådar om ben och hjärnor hos moderna fåglar. En sådan varelse, Ichthyornis dispar, är föremål för en nyligen publicerad studie som fyller i några av de saknade länkarna i utvecklingen av fåglar.
” Ichthyornis hade aspekten av en sjöfågel, som mås eller en tärna”, säger Bhart-Anjan Bhullar, biträdande professor i geologi och geofysik vid Yale University. Den hade en lång näbb och stora ögon och bodde i Kansas tillbaka när Kansas var ett inlandshav, mellan 100 miljoner och 66 miljoner år sedan. Men det hade två saker moderna måsar inte: tänder och en muskulös käke för att använda dessa tänder.
” det var förmodligen flyger omkring, plocka ut munsbitar av fisk och skaldjur, ta tag i dem med sin lilla tång näbb och sedan kasta dem tillbaka i sin starka, dinosauriska tandade käkar — knastrande dem några gånger och sedan svälja dem,” Bhullar säger.
den kombinationen av näbb, tänder, flyg och käkar gör det till en avgörande länk i fågelutvecklingen, men dess skalle har varit svår att studera eftersom de enda fossilerna som var tillgängliga var ”några krossade hjärnfall och några nedre käkar och några andra fragmentariska bitar”, förklarar Bhullar.
sedan, 2014, fann forskare som arbetade i Kansas en komplett skalle fossil.
Bhullars team fick en högupplöst CT-skanning av fossilen, som fortfarande var helt omslagen i kalksten. I huvudsak gjorde forskarna digitalt vad deras föregångare hade tvingats göra manuellt: de extraherade benen från den omgivande stenen för att få en komplett, tredimensionell bild av skallen.
när de analyserade bilderna och jämförde dem med tidigare upptäckta fossiler upptäckte forskarna två saker. Först kunde Ichthyornis flytta näbben på ett mycket modernt sätt och lyfta sin övre näbb utan att flytta resten av skallen, som alla fåglar idag gör. Det ger näbben mer fingerfärdighet, så fågeln kan använda den för att klämma mycket exakt.
det faktum att Ichthyornis kunde göra detta förstärker en teori om varför fåglar har näbb alls: kanske är näbben i grunden en surrogathand.
men det andra fyndet utmanar en annan teori, om fågelhjärnor. ”Bird-brain” förolämpningar trots, moderna fåglar har faktiskt relativt stora hjärnor jämfört med deras velociraptor förfäder.
”Fågelhjärnor är större i förhållande till deras kroppsstorlek än vad som är fallet för reptiler, och den relativa storleken på fågelhjärnor är jämförbar med den hos placenta däggdjur”, säger paleontolog Kevin Padian från University of California, Berkeley, som svar på studien som publicerades idag i tidskriften Nature. ”Som fåglar utvecklats från sina dinosaurie förfäder, benen som skyddar hjärnan förstoras för att hålla jämna steg med förändringar i hjärnans storlek.
Bhullar och andra hade antagit att när fågelskallen expanderade för att hålla en större hjärna — kanske för att ge mer processorkraft för flygning — skulle de muskulösa käftarna runt huvudet krympa. Men Ichthyornis har både en stor hjärna och starka käkar.
”Ichthyornis fyller i ett viktigt gap, men naturligtvis gör allt som fyller ett gap ytterligare två luckor på vardera sidan”, säger Bhullar. ”Nu måste vi ta reda på hur resten av transformationerna mot fågelskallen inträffade.”
Padian påpekar andra frågor som den nya studien väcker. Det är fortfarande oklart vilket utbud av saker som gamla fåglar som den här använde sina näbbar för. Förutom att äta, använder moderna fåglar sina näbbar för allt från att putsa sina fjädrar till att bygga bon till att flytta sina ägg. Och han noterar att den nya informationen om hur Ichthyornis flyttade näbben kunde ge ledtrådar till vad den åt och hur den samlade maten.