Kirde-Hiinas asuvas männimetsas on karm kildakalle pakitud väljasurnud olendite jäänuseid 125 miljonist aastast tagasi, kui see Liaoningi provintsi osa oli kaetud mageveejärvedega. Sel ajal raputasid seda piirkonda korrapäraselt vulkaanipursked, kus tuhanded roomajad, kalad, teod ja putukad tuhale tungisid. Astun üliväga hulga fossiilide sekka, korjan käest mitte palju suuremat põlevkiviplaati ja nuusutan selle serva kivivasaraga. Õmblus jagab rusikavärvi kala pooleks, tekitades peeglijäljed õrnadest uimedest ja luudest nii õhukesed kui inimese karvad.
Seotud sisu
- Kus dinosaurused ringi rändasid
- Dinosaurus Shocker
Hiina üks staar paleontoloogidest Zhou Zhonghe naeratab. "Hämmastav koht, kas pole?" ta ütleb.
Zhou ja tema kolleegid teatasid 1995. aastal sellest eelajaloolisest katastroofipiirkonnast fossiili avastamisest, mis kuulutas paleontoloogia uut ajastut. Fossiil oli ürgne lind, varesuurune, mida võisid vulkaanilised aurud lämmatada, kui ta ratas järvede kohale kõiki neid miljoneid aastaid tagasi. Hiina filosoofi järgi nimetasid nad uue liigi Confuciusornis .
Kuni selle ajani oli mujal maailmas olnud vaid käputäis eelajaloolisi linnufossiile. Osalt seetõttu, et linnud olid tollal nagu nüüd palju vähem levinud kui kalad ja selgrootud, ning osaliselt seetõttu, et linnud vältisid kergemini mudaliike, tõrva šahti, vulkaanipurskeid ja muid geoloogilisi nähtusi, mis püüdsid loomi ja säilitasid neist jälgi kogu aeg. Teadlased leidsid kõige varasemast teadaolevast linnust Archeopteryxist tervelt kümme puutumata kivistunud luustikku, mis elas Jurassici perioodi lõpus, umbes 145 miljonit aastat tagasi.
Pekingis Hiina Teaduste Akadeemia selgroogsete paleontoloogia ja paleoantropoloogia instituudis (IVPP) töötav Zhou uskus, et Liaoningi erakordsed luupõhjad võivad täita mõne paljudest varasemate lindude fossiilsete kirjete tühjadest osadest. Ta ei saanud prohvetlikum olla. Viimase 15 aasta jooksul on iidsest järvesängust, mida nimetatakse Yixi kihistuks, välja tulnud tuhandeid peenelt säilinud fossiililinde. Piirkond on andnud ka hämmastavaid dinosauruste eksemplare, kelle sarnast polnud varem nähtud. Selle tulemusel on Hiina olnud dinosaurusteaduse ühe suurima küsimuse lahendamise võti viimase 150 aasta jooksul: lindude ja dinosauruste tegelik suhe.
Idee, et linnud - kõige erinevaim maismaaselgroogsete rühm, kus elab peaaegu 10 000 elavat liiki - pärinesid otse dinosaurustest, pole uus. Selle tõstatas inglise bioloog Thomas Henry Huxley oma 1870. aasta traktaadis "Dinosauruste roomajate ja lindude suguluse täiendavad tõendid" . Tunnustatud anatoomik Huxley, keda Charles Darwini evolutsiooniteooria tulihingeline kaitsmine meenutas kõige paremini, nägi vähe erinevust Compsognathuse, kalkunist mitte suurema dinosauruse luustruktuuris ja Saksamaal avastatud ning 1861. aastal kirjeldatud Archeopteryxis . Kui Huxley vaatas jaanalinde ja teisi tänapäevaseid linde, nägi ta väikeseid dinosauruseid. Kui beebikana jalgade kondid oleksid laienenud ja kivistunud, märkis ta: "Nende tegelaskujudes pole midagi sellist, mis takistaks meid viitamast neid Dinosauriale ."
Sellegipoolest esitasid aastakümnete jooksul dinosauruse-linnu seostes kahtlevad teadlased ka head anatoomilised argumendid. Nad ütlesid, et dinosaurustel puuduvad mitmed selgelt eristuvad linnud, sealhulgas õlavarred või sulatatud rangluud; õhutaskutest täis luud; painduvad randmeliigesed; ja kolme varbaga jalad. Pealegi näis positsioneeritud seos vastuolus sellega, mida kõik arvasid teadvat: linnud on väikesed, intelligentsed, kiired, silmarõõmulised spritid, samal ajal kui dinosaurused - kreeka keelest "kardetavasti suur sisalik" - olid külmaverelised, tuimad, rüüstavad, roomajate moodi olendid. .
1960. aastate lõpus hakkas Montanast pärit kivistunud dinosauruste skelett seda oletust õõnestama. Deinonychus ehk "kohutav küünis" pärast sirpikujulist talli mõlemal tagumisel jalal seisis pea 11 saba jalatallani ja oli kiskja. Pealegi sarnanes selle luustruktuur Archeopteryxi omaga. Varsti kogusid teadlased muid huvitavaid füüsilisi tõendeid, leides, et sulatatud rangluud olid dinosauruste puhul tavalised. Deinonychuse ja Velociraptori luudes olid õhutaskud ja painduvad randmeliigesed. Dinosauruste tunnused nägid kogu aeg linnu moodi välja. "Kõik need asjad lükati linnuks olemise definitsioonist välja, " ütleb paleontoloog Matthew Carrano Smithsoniani loodusloomuuseumist.
Kuid oli üks oluline omadus, mida dinosaurustest polnud leitud, ja vähesed eksperdid väitsid end täiesti mugavalt kinnitades, et siksakid ja triceratopid on sugulased, kuni neil on tõendeid selle puuduva anatoomilise seose kohta: suled.
Vaene hiina põllumees Li Yingfang tegi 1996. aasta augustis Sihetuni külas ühe tunni autosõidu kaugusel paigast, kus mul oli fossiilsete kalade otsinguil, ühe tunni autosõidu kaugusel kõigi aegade suurimaid fossiilide leidusid. "Ma kaevasin puude istutamiseks auke, " meenutab Li, kellel on nüüd täiskohaga töö just sellesse kohta ehitatud dinosaurusmuuseumis. Aukust kaevas ta kahe jala pikkuse kildaplaadi. Kogenud fossiilikütt Li lõikas tahvli ja nägi olendit erinevalt kõigist, keda ta oli näinud. Luustikul oli linnukas kolju, pikk saba ja muljed sellest, mis näis olevat sulgede moodi.
Sulede tõttu arvas Ji Liiang, kes ostis ühe Li tahvli, siis riikliku geoloogiamuuseumi direktor, siis uus ürgsete lindude liik. Kuid teised Hiina paleontoloogid olid veendunud, et see on dinosaurus.
Oktoobris Pekingi visiidil nägi Alberta ülikooli paleontoloog Philip Currie proovi ja mõistis, et see keerab paleontoloogia pea peale. Järgmisel kuul näitas kauaaegne Hiina käsi Currie selgroogsete paleontoloogia seltsi aastakoosolekul kolleegidele selle fotot. Pilt varastas saate. "See oli nii hämmastav fossiil, " meenutab paleontoloog Hans-Dieter Sues Rahvuslikust loodusmuuseumist. "Sensatsiooniline." Lääne paleontoloogid tegid fossiilide nägemiseks peagi Pekingisse palverännaku. "Nad tulid tagasi hämmingus, " räägib Sues.
Suledest hoolimata ei jätnud luustik kahtlust, et uus liik nimega Sinosauropteryx, mis tähendab "Hiina sisaliku tiib", oli dinosaurus. See elas umbes 125 miljonit aastat tagasi fossiiliat ümbritsevate setete radioaktiivsete elementide dateerimise põhjal. Tema lõimelised kiud - selle ketendavast nahast väljaulatuvad pikad õhukesed struktuurid - veensid enamikku paleontolooge, et loom oli esimene suleline dinosaurus, kes kunagi leiti. Sellest ajast alates on sellest kohast avastatud kümmekond hõõgniidi või sulgedega dinosaurust.
Hiinast pärit eksemplare analüüsides on paleontoloogid täitnud lüngad fossiilide registris ja jälginud evolutsioonilisi suhteid erinevate dinosauruste vahel. Lõpuks on fossiilid kõigile, välja arvatud vähestele skeptikutele, kinnitanud, et linnud põlvnevad dinosaurustest ja on Maniraptorans-nimelise dinosauruste sugukonna elusad esindajad.
Enamik dinosauruseid ei kuulunud lindude sugukonda; nad hõivasid dinosauruste sugupuu muud oksad. Tegelikult oli Sinosauropteryx see, mida paleontoloogid nimetavad mitte-lindude dinosauruseks, ehkki sellel olid suled. See arusaam on ajendanud paleontolooge muutma oma arvamust teistest lindude välistest dinosaurustest, näiteks kurikuulsast liha sööjast Velociraptorist ja isegi mõnedest türannosauruste rühma liikmetest. Ka neid kaunistati ilmselt sulgedega.
Suleliste fossiilide rohkus on võimaldanud paleontoloogidel uurida põhiküsimust: miks suled arenesid? Tänapäeval on selge, et suled täidavad paljusid funktsioone: need aitavad lindudel säilitada kehasoojust, tõrjuvad vett ja meelitavad paarit. Ja muidugi, nad aitavad lendu, kuid mitte alati, nagu näitavad jaanalinnud ja pingviinid, kellel on suled, kuid ei lenda. Paljudel sulelistel dinosaurustel polnud tiibu või olid lendamiseks liiga rasked, võrreldes nende sulgede jäsemete pikkusega.
Lahtikrüptimine, kuidas suled läbi aegade spindlikiududest õrnateks lennundusinstrumentideks morfiseeris, valgustaks dinosauruste muutumist lindudeks ja kuidas looduslik valik võltsis seda keerulist joont. Vähesed teadlased teavad muistseid suled lähemal kui IVPP Xu Xing. Ta on avastanud kogu Hiinast 40 dinosauruseliiki - rohkem kui ükski teine elus teadlane. Tema kabinet IVPP-s, Pekingi loomaaiast üle tänava, on fossiilide ja valangutega täis.
Xu näeb sulgede arengut kui järkjärgulist protsessi. Suled olid kõige primitiivsemas vormis roomaja nahast väljuvad üksikud kiud, mis meenutasid nelke. Need lihtsad struktuurid lähevad tagasi; isegi pterodaktüülides oli hõõgniise. Xu arvab, et sulgede evolutsioon võis alguse saada pterodaktüülide ja dinosauruste ühises esivanemas - ligi 240 miljonit aastat tagasi ehk umbes 95 miljonit aastat enne Archeopteryxi .
Pärast üksikute hõõgniitide tekkimist liitusid mitu kiudu põhjas. Fossiilide registrisse ilmumise kõrval olid paar võlli, kes tulistasid välja keskvõlli. Lõpuks moodustasid tihedalt põimivad oderid tasase pinna: moodsate lindude niinimetatud pennakate sulgede põhiplaan. Kõik need suletüübid on leitud fosforilsete jäljenditega teropoodidest - dinosauruste alamrubriigist, mis hõlmab Tyrannosaurus rexi, aga ka linde ja muid maniraptorane.
Filamente leidub mujalgi ka dinosauruste sugupuus, liigid, mis on teropoodidest kaugel, näiteks Psittacosaurus, papagoi näoga rohusööja, mis tekkis umbes 130 miljonit aastat tagasi. Selle sabas olid hõredad üksikud kiud. Pole selge, miks hõõgniidid ilmuvad mõnes dinosauruse liinis, kuid mitte teistes. "Üks võimalus on see, et sulgede moodi struktuurid arenesid dinosauruste ajaloos väga varakult, " ütleb Xu. Mõned rühmad säilitasid struktuurid, teised rühmad kaotasid need. "Kuid lõpuks Maniraptoransis stabiliseerusid ja arenesid suled moodsateks sulgedeks, " ütleb ta. Või hõõgniidid võivad erinevatel aegadel areneda iseseisvalt. Nagu Sues osutab: "Näib, et geneetiliselt pole skaala muutmine hõõgniidiks suur trikk."
Algselt võisid üksikud hõõgniidid olla kuvamiseks, mis on paabuliku sillerdava sulestiku dinosauruse ekvivalent. Selle teooria kohta ilmusid eredad tõendid, kui teadlased avalikustasid 125 miljoni aasta vanuste sulgede tõelised värvid. Lindude suled ja roomajate soomused sisaldavad melanosoome - pisikesi kotikesi, mis sisaldavad pigmendi melaniini sorte. Paljud paleontoloogid kahtlustasid, et dinosauruste suled sisaldavad ka melanosoome. Mike Bentoni Bristoli ülikooli laboris veetis IVPP Zhang Fucheng enam kui aasta elektronmikroskoobi abil tehtud fotodel linnu- ja dinosauruste fossiilidelt melanosoome. Zhangi hoolsus tasus end ära 2009. aastal, kui ta täpsustas Confuciusornis melanosoome, mis sisaldasid halli või musta varjundiga eumelaniini, ja pheomelaniini, mis andis neile kastanipunani punakaspruuni värvi. Looma sulgedel olid valged, mustad ja oranžikaspruunid laigud.
Sinosauropteryx oli veelgi uimastavam. Zhang leidis, et seljast ja sabast mööda kulgevad hõõgniidid pidid dinosauruse välja nägema oranžikas-valgetriibulise juuksuripulga moodi. Selline ergas muster viitab sellele, et "suled tekkisid kõigepealt värvide kuvamise vahenditena", vahendab Benton.
Varased suled oleksid võinud teenida ka muid eesmärke. Õõneskiud võivad hajutada kuumust, nagu seda teevad tänapäevased sisalikud. Teised paleontoloogid spekuleerivad suled kõigepealt soojuse säilitamiseks . Kõnekas näide pärineb Ovirapoti fossiilidest - umbes 75 miljonit aastat tagasi elanud Mongoolias üles kasvanud teropoodist -, kes kükitasid munadega täidetud pesade kohal. Oviterapeudid surusid jalad siduri keskele ja kallistasid pikkade esijäsemetega ääremaad - poos, mis sarnaneb varjamatult lindude pesitsemisega, hoides nende mune soojas. Oviraptoriga seotud dinosaurused olid kaetud pennaalsete sulgedega, mis viitab sellele, et ka Oviraptor oli. "Niisugusel pesal istumine oli mõttekas ainult siis, kui tal oleks suled", et oma noori õrnalt isoleerida, ütleb Sues.
Suled said muidugi lõpuks lennuinstrumendiks. Mõned paleontoloogid näevad ette stsenaariumi, kus dinosaurused kasutasid sulgi esmakordselt puude hõivamiseks. "Kuna dinosaurustel olid pahkluud hingedega, ei saanud nad jalgu pöörata ja nad ei saanud hästi ronida. Võib-olla aitasid suled neil puutüvesid rüsele ajada, " räägib Carrano. Peamiselt maismaal elavate liikide, näiteks kalkunite beebilindudel on sel viisil tiivad. Suled võivad miljonite aastate jooksul muutuda üha aerodünaamilisemaks, võimaldades lõpuks dinosaurustel libistada puult puule. Inimesed, kes on võimelised sellist feat tegema, oleksid võinud jõuda uute toiduallikate juurde või paremini röövloomadest põgeneda - ja anda see omadus edasi järgmistele põlvkondadele.
Üks Liaoningi kildapeenradest kiusavamaid eksemplare on Microraptor, mille Xu avastas 2003. aastal. Bantamweight-metsaline oli jalg või kaks pikk ja kallutas kaalusid kõigest kahe naelaga. Dromaeosauruste perekonnast pärit mikroraptor polnud lindude esivanem, kuid erinevalt teistest varem avastatud suleliste dinosaurustest. Xu nimetab seda "nelja tiivaga" dinosauruseks, kuna sellel olid kätel ja jalgadel pikad pennatsed suled. Kuna sulatatud rinnaluu ja asümmeetrilised suled, väitis Xu, võiks Microraptor kindlasti libiseda puult puule ja võib-olla oleks isegi parem olnud tema enda jõu all lendamine kui Archeopteryxil .
Eelmisel aastal avastas Xu veel ühe neljatiivalise dinosauruse liigi, ka Liaoningis. Peale selle, et näidati, et nelja tiibuga lend polnud sulav, on uus liik, Anchiornis huxleyi, nimetatud Thomas Henry Huxley auks, ka varasim teadaolev suleline dinosaurus. See pärines Jurassici järvepõhja maardlatest, mis olid 155–160 miljonit aastat vanad. See leid kõrvaldas lõpliku vastuväite lindude ja dinosauruste vahelise evolutsioonilise seose suhtes. Skeptikud olid aastaid tõstnud niinimetatud ajalist paradoksi: Archeopteryxist vanemaid sulelisi dinosauruseid polnud, nii et linnud ei saanud dinosaurustest tekkida. Nüüd puhuti see argument laiali : Anchiornis on miljoneid aastaid vanem kui Archeopteryx .
Nelja tiivaga dinosaurused olid lõpuks elupuul surnud oks; need kaovad fossiilide registrist umbes 80 miljonit aastat tagasi. Nende hukkumise tagajärjel jäi lendu vaid üks dinosauruste sugu: linnud.
Just millal arenesid dinosaurused lindudeks? Raske öelda. "Sügaval evolutsiooniajaloos on ääretult keeruline tõmmata piiri lindude ja dinosauruste vahel, " ütleb Xu. Lisaks kaelaselgroolülide kuju ja relvade suhtelise pikkuse väikestele erinevustele näevad varajased linnud ja nende Maniraptorani sugulased, näiteks Velociraptor, väga sarnased.
"Kui tänapäeval avastataks Archeopteryx, siis ma ei arva, et te seda linnuks nimetaksite. Te nimetaksite seda sulgedega dinosauruseks, " ütleb Carrano. Seda nimetatakse endiselt esimeseks linnuks, kuid seda rohkem ajaloolistel põhjustel kui sellepärast, et see on vanim või parim linnutaoliste tunnuste kehastus.
Teisest küljest näeb Confuciusornis, kellel oli esimene nokk ja kõige varasem pügostyle, või sulatatud sabaselgroolülid, mis toetasid suled, tõeliselt lind. "See läbib nuusutesti, " ütleb Carrano.
Kuna viimane mittelindudest pärit dinosaurus suri 65 miljonit aastat tagasi kriidiajal kardina sulgeva massilise väljasuremise käigus, on lindudel välja kujunenud muud omadused, mis eristavad neid dinosaurustest. Kaasaegsetel lindudel on kõrgemad metabolismid kui isegi kõige nutikamal Velociraptoril, mis eales olnud. Hambad kadusid lindude evolutsiooniajaloos mingil hetkel. Lindude sabad lühenesid, nende lendamise oskus paranes ja nende ajud suuremaks kui dinosauruste oma. Ja tänapäevastel lindudel on erinevalt nende maniraptoranilistest esivanematest suur varvas, mis ulatub teistest varvastest eemale, mis võimaldab lindudel ahvendada. "Lähete järk-järgult mitte-lindude maniraptoranide pikkadest käsivartest ja tohututest kätest millegi poole, mis näeb välja nagu kana tiiba, mille KFC-s saate, " ütleb Sues. Nende lindude kohanemise ulatust arvestades pole ime, et dinosauruste ja lindude vaheline evolutsiooniline seos püsis varjatud, kuni paleontoloogid hakkasid analüüsima Hiinast pärit rikkalikke fossiilide andmeid.
Chaoyang on üksluine Hiina linn tolmuste tänavatega; tumedamates nurkades meenutab see sõmeraid 19. sajandi Ameerika söekaevanduslinnu. Kuid fossiilsete kollektsionääride jaoks on Chaoyang paradiis, vaid ühe tunni autosõidu kaugusel Yixi kihistu kõige produktiivsematest vooditest.
Üks tänav on ääristatud kauplustega, kus müüakse yuhuashi ehk kalafossiile. Kilda põimitud raamitud fossiile, sageli peegel-piltide paari, võib saada ühe või kahe dollari eest. Populaarne ese on mosaiik, milles paarkümmend väikest tahvlit moodustavad Hiina kaardi; Fossiilsed kalad näivad ujuvat pealinna Pekingi poole (ja ükski kaart pole täielik ilma Taiwani esindava kalata). Kaupmehed müüvad kivistunud putukaid, koorikloomi ja taimi. Mõnikord on hoolimata seadustest, mis keelavad teadusliku väärtusega fossiilidega kauplemise, dinosauruste fossiilide müüjaid vähem põhjalikud vahendajad. Zhou sõnul ei leia kõige olulisemaid eksemplare teadlased linna fossiilikauplustest, vaid neid kaevanud edasimüüjate või talupidajate kodudest.
Lisaks Sinosauropteryxile tulid mitmed teised paljastavad isendid ilmsiks pigem amatööride, mitte teaduslike väljakaevamiste kaudu. Zhou ja tema kolleegide väljakutse on leida kuumad isendid enne, kui need erakogudesse kaovad. Nii on Zhou ja tema kolleeg Zhang Jiangyong, IVPP iidsete kalade spetsialist, tulnud Liaoningi provintsi, et kontrollida fossiile, mille edasimüüjad on nende jaoks sõbralikult kätte saanud.
Suurem osa fossiilikaupluste varudest pärineb talunikelt, kes põgenevad fossiilsete peenarde ääres, kui nad ei harita oma põlde. Pisike hästi säilinud kalamari võib selle leidjale anda 25 senti, mis on piisav kuuma söögikorra jaoks. Sulega dinosaurus võib teenida mitu tuhat dollarit, aastas sissetuleku või rohkem. See fossiilsete alade jaoks hävitav on see paleoökonoomika aidanud muinaslugu ümber kirjutada.
Zhou korjab tahvli ja vaatab seda läbi traadiga ääristatud klaaside. "Esimees, tulge siia ja vaadake, " ütleb Zhou Zhangile (kes teenis oma mängulise hüüdnime IVPP töötajate ametiühingu esimehena). Zhang uurib isendit ja lisab selle hunnikusse, mis viiakse tagasi Pekingisse uurimiseks - ja kui neil veab, paljastab elupuu veel ühe peidetud haru.
Richard Stone on kirjutanud Stonehenge'i matmisest, Smithsoniani jaoks haruldasest antiloopist ja müstilistest Tiibeti tornidest.
Hiina peamine avastus oli Zhou Zhonghe poolt tuvastatud ürgne lind nimega Confuciusornis . (Stefen Chow) 
Kui ühegi teise elusateadlasega on rohkem dinosauruste liike, on papagoi näoga Psittacosaurus enamus Xu Xingist öelnud, et mõnel dinosaurusel on linnu omadusi, sealhulgas suled. (Stefen Chow) 
Yixia kihistu andis ka Sinosauropteryxi , mis on esimesed suletud dinosauruse füüsilised tõendid. (IVPP, Peking) 
Mõned selle fossiilidest on nii hästi säilinud, et teadlased näevad pigmentide sisaldusega rakustruktuuride jälgi. Leiust tekkisid värvilised vaated kassisuurusele loomale kuni tema triibulise saba alla. (Chuang Zhao ja Lida Xing) 
Autor Richard Stone fossiilide leiukohas. (Richard Stone'i viisakusel) 
Õpikute järgi oli esimene lind Archeopteryx, kes elas umbes 150 miljonit aastat tagasi. (Roger Peterson / National Geographic Stock) 
Mõne paleontoloogi sõnul võib Archaeopteryx olla suleline mitte-lindude dinosaurus. (Kim Amos / Science Photo Library / Fotouurijad) 
Mõned dinosaurused käitusid selgelt lindude käitumisega, näiteks pesitsemise ja pesitsemisega. Siin on Mongooliast osaliselt rekonstrueeritud Ovirapoti fossiil 20 munaga. (Getty pildid) 
Üks ootamatumaid Hiina fossiile Microraptoris . Sellel oli neli sulgedega jäsemeid ja peaaegu kindlasti võis see lennata. Kuid erinevalt lindudest ei pääsenud see väljasuremisest. (Matt Cashore / Notre Dame'i ülikool) 
Viimase 15 aasta jooksul on iidsest järvesängust, mida nimetatakse Yixi kihistuks, välja tulnud tuhandeid peenelt säilinud fossiililinde. (Guilbert Gates)
