Czasami mój czas jest po prostu okropny. Czekałem od lat, aby zobaczyć autentyczny okaz Archeopteryx - pokrytą piórami skamielinę świętowaną przez 150 lat jako pierwszy ptak - ale zanim wreszcie dostałem swoją szansę, po południu 27 lipca źródła wiadomości próbowały… uderzajcie się nawzajem w bezceremonialną degradację ikony ewolucyjnej. Przeglądałem raporty, siedząc na parkingu Wyoming Dinosaur Center, gdzie można oglądać jedyne Archeopteryx w Ameryce Północnej. „Archeopteryx Knocked From Roost as Original Bird” stwierdził WIRED Science, a BBC odtworzyło dramat z „Feathers Fly in First Bird Debate”.
Cały ten zgiełk został poruszony artykułem opublikowanym kilka godzin przed moim zwinięciem w muzeum w Thermopolis w Wyoming. W opublikowanym tego dnia numerze Nature paleontolog Xu Xing i współpracownicy opisali nieznany wcześniej gatunek upierzonego dinozaura z wyjątkowo bogatych w skamieniałości łóżek w Liaoning w Chinach. Ciekawe znalezisko, ale biorąc pod uwagę liczbę upierzonych dinozaurów odkrytych w ciągu ostatnich 15 lat, nie jest to coś, co gazety mogłyby przewrócić. (Jako niezależny pisarz naukowy, uwierzcie mi, że przekonanie niektórych redaktorów, że dinozaury są warte dyskusji, jest ciężką walką.) Różnica polegała na tym, że nowa skamielina została wykorzystana do podważenia tradycyjnej pozycji Archeopteryx .
Historia wiadomości sięga 2009 roku. W tym roku Xu i inni paleontolodzy opisali pokrytego piórami stworzenia, które nazwali Anchiornis . Początkowo myśleli, że to wczesny ptak, ale w kolejnym dokumencie zidentyfikowano go jako upierzonego dinozaura troodontida. Nowo opisane stworzenie było bardzo podobne do Archeopteryx - do tego stopnia, że odkrycie sprawiło, że zastanawiałem się, czy ukochany „urvogel” może zostać w końcu pozbawiony tego tytułu, zwłaszcza że Anchiornis może być nawet bardziej starożytny niż 150-letni Archeopteryx .
Teraz jest Xiaotingia zhengi - inny mały dinozaur teropodów ułożony w dobrze rozwinięte upierzenie. Holotypowy egzemplarz, który stanowił podstawę nowego papieru Nature, ma na boku w większości kompletny szkielet, a całość wygląda jak jasnobrązowa plama kości i odcisków piór. Mówi się, że datuje się na około 155 milionów lat temu, ale podobnie jak wiele takich skamielin z Chin, dokładna data jest frustrująco niepewna, ponieważ skamielina została zakupiona od sprzedawcy i nie została naukowo wykopana. Jednak pod względem anatomicznej nitkowatości Xiaotingia wygląda dość podobnie do Archeopteryx i Anchiornis . Chociaż na przykład czaszka została zmiażdżona, wydaje się, że Xiaotingia miała krótką czaszkę wyposażoną w małe, przypominające kołki zęby.
Ale część badań, która zwróciła największą uwagę, to analiza ewolucyjna, która usunęła Archeopteryx i jego najbliższych krewnych z podstawy drzewa genealogicznego ptaków. Według artykułu dinozaury Archeopteryx, Anchiornis i Xiaotingia łączyły kilka subtelnych cech, takich jak długość kości dłoni i kształt wahacza. Badanie to umiejscawia te dinozaury bliżej sierpowatych deinonychozaurów - grupy zawierającej rodzaje takie jak Troodon i Deinonych - od najwcześniejszych ptaków.
Teraz jest część, która została rażąco niedoreportowana. „Należy zauważyć - napisali autorzy nowego artykułu - że nasza hipoteza filogenetyczna jest jedynie w niewielkim stopniu poparta dostępnymi danymi”. Nagłówki ogłosiły upadek Archeopteryx, chociaż faktyczne dowody na taką zmianę, jak autorzy badanie przyznało, że nie jest szczególnie silne. Niepewność wynika z faktu, że niektóre cechy zaobserwowane u wczesnych ptaków mogły pojawiać się niezależnie u bardziej odległych spokrewnionych dinozaurów, więc ustalenie, które cechy są prawdziwymi oznakami więzi rodzinnych, a które ewoluowały niezależnie w różnych liniach, jest trudnym zadaniem. Na przykład autorzy nowego badania zwracają uwagę na podobieństwo czaszek wczesnych ptaków, takich jak Jeholornis i Sapeornis, do oviraptorsaurs - wszystkie wydają się mieć stosunkowo głębokie i krótkie profile czaszki. Ale czy to prawdziwy znak bliskich związków, czy przypadek zbieżnej ewolucji? Nie ma jeszcze jednoznacznej odpowiedzi. Próbując dokuczać związkom, paleontolodzy muszą mądrze wybrać, w przeciwnym razie cechy, które ewoluowały niezależnie, mogą zostać wzięte za wspólne dziedzictwo wspólnego przodka.
Podobnie wcześniejsze badania tych samych autorów często zmieniały pozycje upierzonych dinozaurów uważanych za bliskie przodkom ptaków. Niestabilność produkowanych drzew ewolucyjnych powinna sprawić, że będziemy postępować ostrożnie. Weźmy na przykład Anchiornis . Został pierwotnie opisany jako ptak, a następnie rzekomo dinozaur troodontid, a teraz jest obsadzany jako jeden z najbliższych krewnych Archeopteryx w linii dalej od ptaków, niż wcześniej sądzono. Wzorce relacji zmieniają się z jednej publikacji do następnej. Jednak często zdarza się, że relacje między dinozaurami są niestabilne lub niepewne. Relacje między gatunkami dinozaurów to hipotezy, które mogą ulec zmianie wraz z dodaniem nowych informacji i kontekstu. Niektóre hipotezy są silniejsze lub lepiej poparte niż inne, ale fakt, że drzewo ewolucyjne zostało opublikowane, nie oznacza, że jest ono koniecznie dokładne lub pozostanie takie samo, gdy zostaną dokonane nowe odkrycia.
Nie po raz pierwszy zakwestionowano ptasie relacje Archeopteryx . Ogólne wątpliwości pojawiły się w społeczności paleontologicznej na temat Archeopteryx od dziesięcioleci. Kiedy znaleziono pierwsze rozpoznane okazy Archeopteryx - pióro w 1860 r. I pierwszą skamielinę ciała w 1861 r. - nic podobnego nie znaleziono wcześniej. Miejsca wyjątkowej ochrony - w których można było znaleźć odciski piór i ciała wraz z zachowaną kością - były rzadkie, a zachodni przyrodnicy nie mieli pojęcia, że Chiny utrzymują bogaty zapas dinozaurów pokrytych piórami, które czekają na odkrycie. W tych warunkach Archeopteryx wydawał się martwym dzwonkiem dla najwcześniejszego znanego ptaka: w końcu tylko ptaki miały pióra. Nie wszyscy byli całkowicie zgodni, że Archeopteryx jest ważny dla pochodzenia pierwszych ptaków. Thomas Henry Huxley zasugerował, że ptaki pochodzą od przodka przypominającego dinozaura - coś podobnego do Compsognathusa - i zanim wzniósł się w powietrze, przeszedł przez nielotową, przypominającą strusia scenę. To uczyniłoby Archeopteryx nieprawidłową gałęzią boczną, zaproponował Huxley, a nie częścią bezpośredniej linii zejścia.
Ogólny konsensus, pomimo pracy Huxleya, doprowadził do tego, że Archeopteryx naprawdę był pierwszym ptakiem. Problem polegał na tym, że niewiele łączyło go ze stadem przodków lub późniejszymi ptakami kopalnymi. Znajdował się w samym środku wszystkiego - kluczowa część przejścia bez odpowiednich podpór. W końcu pod koniec XX wieku odkrycie dinozaurów takich jak Deinonych zapewniło ptakom odpowiednią podkładkę. W rzeczywistości praca Jana Ostroma, głównego opisywacza Deinonychusa, na temat Archeopteryx utrwaliła związek, który studenci paleontologii przyjmują teraz za pewnik. Deinonychozaury (lub „ptaki drapieżne”) były najbliższe ptakom, zważywszy na bliskie podobieństwo między nimi Archeopteryx .
Dodatkowe znaleziska kopalne skomplikowały obraz. Dinozaury, takie jak czteroskrzydły Microraptor, wyglądały ogólnie podobnie do Archeopteryx, ale pozostały klasyfikowane w grupie dinozaurów nie-ptasich. Co więcej, odkrycie tak wielu upierzonych dinozaurów podważyło poprzednie kierunki rozumowania. Pióra, podobne do ptaków zachowanie w gnieździe, kości infiltrowane przez wypełnione powietrzem woreczki i inne cechy nadal przenosiły cechy „ptasie” z powrotem w dół drzewa genealogicznego. Wiele cech widocznych dziś tylko wśród ptaków pojawiło się u dinozaurów znacznie wcześniej - Archeopteryx nie był tak wyjątkowy, jak pierwotnie sądzono.
Nieznajome dinozaury również mają do odegrania swoją rolę w tym wstrząsie. Paleontolodzy wciąż odkrywają i wyznaczają grupy dinozaurów, a jednym z najnowszych jest zbiór małych, dziwnych stworzeń zwanych skansoriopteryidami. Niewiele wiadomo o tych dinozaurach. Te niezwykłe dinozaury, znane z garstki mało zbadanych okazów, wydają się być blisko spokrewnione z niektórymi z pierwszych jednoznacznych ptaków. Jeśli to prawda, deinonychozaury nie były tak bliskie przodkom ptaków, jak wcześniej sądzono, chociaż skansoriopteryidy zostały tak słabo zbadane, że należą do najbardziej zagadkowych ze wszystkich znanych dinozaurów.
W tym momencie, jak blisko Archeopteryx jest związany z pierwszymi ptakami, pozostaje otwarte pytanie, które wymaga bardziej szczegółowych badań. Xu i koledzy doszli do wniosku, że mógł on nie należeć do oficjalnej grupy ptaków i był po prostu bardzo ptasim, nie ptasim dinozaurem. Nie jest to duża kategoryczna różnica - pamiętaj, że linia ptaków jest tylko podgrupą dinozaurów Coelurozaura - ale reprezentuje rozróżnienie między kilkoma drobnymi, charakterystycznymi cechami w pobliżu podstawy przejścia. Paleontologowie zajmują się szczegółami takich relacji. Gdy zbliżasz się do podstawy grupy, coraz trudniej jest rozróżnić pierwszych członków nowej linii i ich rodową rodzinę. Gdyby porównać współczesnego ptaka do dinozaurów, które dały początek ptakom, różnice byłyby względnie oczywiste i wyraźne, ale w punkcie przejściowym obraz ewolucyjny jest trudny do rozwiązania. Ta wspaniała frustracja, zamiast zawstydzać, podkreśla prawdę zmian ewolucyjnych.
Nazywa się Archeopteryx najwcześniejszym znanym ptakiem, ale istnieje wiele tradycji i akademickiej bezwładności, ale nie możemy tego już brać za pewnik. Myślę, że to dobrze. Pytanie o to, czym jest Archeopteryx, pozwala ocenić, ile dowiedzieliśmy się o pochodzeniu ptaków, i otwiera pole do nowych debat. Kreacjoniści i inni członkowie antynaukowego tłumu mogą próbować wykorzystać wiadomości na swoją korzyść, ale w rzeczywistości niepewność związana z Archeopteryx podkreśla fakt, że naukowcy zaczynają rozwiązywać przemianę, o której wcześniej mieliśmy tylko zarys. Archeopteryx pozostaje pięknym przykładem tego, jak można wykryć cechy przejściowe w zapisie kopalnym. Paleontolodzy rzadko wykrywają bezpośrednie linie pochodzenia, ale stworzenia posiadające cechy pośrednie lub przejściowe pomagają odkryć sposób, w jaki dokonały się wielkie transformacje. Nawet jeśli Archeopteryx upada na nie-ptasią, a nie ptasią stronę drzewa genealogicznego dinozaurów, jest to nadal pierzasty dinozaur o wielu cechach, które kiedyś uważano za wyjątkowe dla ptaków. To samo w sobie stanowi potężną ilustrację ewolucji i nie mam wątpliwości, że Archeopteryx pozostanie klasycznym symbolem tego, jak drastycznie zmieniło się życie.
Czym był Archeopteryx i jego znaczenie w ewolucji ptaków jest oczywiście bardzo skomplikowaną sprawą, ale niuanse nie są dokładnie czymś, co raporty prasowe dobrze sobie radzą. Myślę, że wiele raportów zawierało złożoną debatę w uproszczone oświadczenia. W dodatku wideo do ich historii Guardian doniósł: „Archeopteryx„ Najstarszego ptaka ”był dinozaurem, mówią naukowcy.” „Oczywiście, że tak!” Myślałem - wszystkie ptaki są potomkami dinozaurów i dlatego można je nazwać samymi dinozaurami . Niezależnie od tego, czy Archeopteryx jest ptakiem, czy nie, to wciąż jest upierzonym dinozaurem - nagłówek jest równoważny z powiedzeniem: „Wczesny człowiek Australopithecus afarensis był ssakiem, powiedzmy naukowcom”. Równie frustrujące było to, że „Archaeopteryx” nie był ptakiem, ale tylko pierzastego dinozaura. ”TYLKO pierzastego dinozaura? Jakby dinozaury pokryte piórami nagle stały się przyziemne. Co więcej, znaczenie Archeopteryx i wielu innych rozmytych i pierzastych dinozaurów, które zostały odkryte, polega na tym, że zacierają granicę między czymś, co uważano za dwie odrębne grupy, i pomagają w informowaniu o jednej z najwspanialszych przemian ewolucyjnych w historii życia .
Ale najgorsze nagłówki pochodziły z serwisów informacyjnych, które właśnie trafiły na najbardziej sensacyjny spin. „Nowo odkryty dinozaur może obalić teorię„ najwcześniejszego ptaka ””, powiedział sam Telegraph, choć sam artykuł zawierał tylko dwuznaczny wniosek, że nowe badania „zmusiłyby ekspertów do ponownej oceny obecnych założeń dotyczących ewolucji współczesnych ptaków”. Jakie założenia? Co jest kwestionowane i jakie są alternatywne pomysły? Artykuł nie daje czytelnikom żadnego kontekstu, a nagłówek ma na tyle kreacjonistyczny połysk, że aż się denerwuję. Podobnie, w być może najgorszym opisie tej historii, Herald Sun stwierdził: „Charles Darwin mógł właśnie stracić Ewolucję Dowód A, inaczej znany jako Archeopteryx”. Historia nie tylko niesłusznie twierdzi, że Charles Darwin użył Archeopteryx jako swojego ulubionego przykład ewolucji - coś, co podważyłem w mojej książce Written in Stone - ale cały utwór przedstawia paleontologów jako upartych szaleńców, którzy wymyślają z biegiem czasu, lub że zmiana perspektywy Archeopteryx w jakiś sposób podważa to, co Darwin zaproponował na temat ewolucji. Nonsens. Nowe odkrycia zmieniają nasze rozumienie świata przyrody każdego dnia, a niewielka zmiana perspektywy działa jak referendum w teorii ewolucji Darwina tylko dla tych, którzy mają powierzchowne zrozumienie tego, jak nauka faktycznie działa.
Prawdopodobnie nadal będziemy oglądać podobne nagłówki i artykuły, gdy dyskusja na temat Archeopteryx będzie kontynuowana. Paleontolodzy powinni zakwestionować miejsce i znaczenie Archeopteryx w ewolucji ptaków - powinniśmy być ostrożni wobec ciągnięcia 150 lat tradycji, gdy szukamy nowych znalezisk - ale nowe badanie oferuje tylko słabo popartą hipotezę, która wymaga wielu dodatkowych uczyć się, aby przetestować. Archeopteryx, pomimo tytułu nadanego streszczeniu nowego artykułu Nature autorstwa paleontologa Lawrence'a Witmera w tym samym numerze, nie jest jeszcze „Ikoną wytrąconą z okoni”. Jak mówi Witmer w swoim odcinku News & Views, odkrycie dinozaurów, które konkurują teraz z Archeopteryx o tytuł Earliest Bird, co oznacza, że „mamy świeżą pracę do zrobienia”, zwłaszcza że „gdy Xiaotingia wyprowadziła Archeopteryx z ptaków, kolejne znalezisko może przenieść ją z powrotem - lub gdzieś jeszcze w obrębie tego rozmytego splątanego węzła, który tworzy pochodzenie ptaków i dinozaurów podobnych do ptaków. ”
A co jeśli Archeopteryx okaże się upierzonym dinozaurem bliższym Deinonychowi niż najwcześniejszym prawdziwym ptakom? Nawet jeśli okaże się, że tak jest, stworzenie nadal będzie odgrywać znaczącą rolę w historii ewolucji i pomogło potwierdzić związek między dinozaurami i ptakami. Dokładna seria przejściowa może okazać się inna, ale Archeopteryx pozostanie znaczący pod względem ewolucji piór, a może nawet lotu. Mamy tendencję do pielęgnowania stworzeń, które starannie mieszczą się w wzorach wielkich zmian ewolucyjnych - słynnych przejściowych form głównych przemian życia - ale aby zrozumieć te zmiany, potrzebujemy wielu innych skamielin, aby zapewnić tło i kontekst. Jeśli chodzi o ewolucję ptaków, nie mam wątpliwości, że Archeopteryx pozostanie ważną częścią tego kontekstu.
Ale nie myślałem o tym wszystkim, stojąc przed szklaną gablotą zawierającą Thermopolis Archeopteryx w Wyoming Dinosaur Center. W końcu nie widziałem gazety i odepchnąłem od siebie blask nagłówków, abym mógł po prostu tam stać i docenić coś pięknego. Nazwij go ptakiem, upierzonym dinozaurem lub czymkolwiek innym, Archeopteryx było wspaniałym zwierzęciem, które łączyło elegancką i zabójczą anatomię drapieżnego dinozaura z wykwintnym upierzeniem, które tak podziwiamy u jego współczesnych kuzynów. Archeopteryx był mozaiką archaiki i tego, co uważaliśmy za współczesne - 150-milionowy zwiastun fantastycznych przemian, które poprzez nasze zrozumienie zmieniły sposób, w jaki postrzegamy nasze miejsce w tym stale ewoluującym świecie.
Referencje:
Witmer LM (2011). Paleontologia: ikona wytrącona z okonia. Nature, 475 (7357), 458-9 PMID: 21796198
Xu, X .; Ty, H .; Du, K .; Han, F. (2011). Archeopteryx-podobny teropod z Chin i pochodzenie Avialae Nature, 475, 465-470 DOI: 10.1038 / nature10288
