به نقل از «نیو ساینتیست»، گروهی از دانشمندان به یک پرِ یک پرنده باستانی دست یافتهاند که حدود ۶۶ میلیون سال پیش، در جریان بلعیده شدن توسط یک دایناسور، وارد دستگاه گوارش آن شده و بخشهایی از آن به شکل فضولات فسیلشده بهجای مانده است. این پر که در سازند هل کریک در شمالشرقی مونتانا کشف شده، از بهترین نمونههای ثبتشده مربوط به دوران دایناسورها به شمار میرود؛ چراکه جزئیاتی را در خود نگه داشته که در اغلب فسیلهای همعصر، بهمرور از بین میروند.
این کشف میتواند دید تازهای درباره روند شکلگیری و تکامل پرهای پرندگان امروزی و نیز چراییِ دوام آوردن برخی گونهها در موج انقراضی گسترده باشد؛ رویدادی که ۶۶ میلیون سال قبل، همزمان با برخورد سیارک رخ داد. در میان همه شاخههای دایناسورها، فقط پرندگان بودند که توانستند از این حادثه جان سالم به در ببرند؛ با این حال، در نهایت فقط نیای پرندگان امروز، یعنی «نئورنیثها»، موفق شد به حیات ادامه دهد.
کشفی که از یک فسیل شکسته آغاز شد
دیوید دِمار جونیور، پژوهشگر دانشگاه واشنگتن، در سال ۲۰۱۶ هنگام بررسی فسیلهای ماهی در سازند هل کریک، به یک قطعه شکسته از «کوپرولیت» (فضولات فسیلشده دایناسورها) برخورد. در همان نگاه نخست مشخص بود که بر سطح این قطعه، اثری روشن از یک پر دیده میشود.
چند سال بعد، دمار برای مطالعه دقیقتر نمونه، با جینگمای اوکانر از موزه فیلد شیکاگو و تعدادی پژوهشگر دیگر همتیمی شد. آنها فسیل را با کمک تصویربرداری میکروسیتی و نیز اسکن سهبعدیِ سطحی تحلیل کردند و در کنار پر، نشانههایی دیگر از بقایای جانوران مختلف را نیز درون این فضولات شناسایی نمودند.
در این نمونه، دو قطعه از استخوان پا به طول ۱۸ و ۱۲ میلیمتر دیده شد که شباهت زیادی به بقایای پیشتر کشفشده در همین ناحیه داشت. پژوهشگران این استخوانها را به «هسپِرورنیتیفرمها» نسبت میدهند؛ گروهی از پرندگان باستانیِ غواص که بالهایی کوتاه داشتند و از نظر شکل ظاهری تا حدی به غواصهای امروزی نزدیک به نظر میرسند.
پرهایی با ساختاری شبیه پرندگان امروزی
باارزشترین بخش این یافته، یک پر اولیه به طول ۹٫۳ میلیمتر بود که ویژگی آبگریز در ساختار آن دیده میشد. به گفته پژوهشگران، چنین خصوصیتی در پرهای برخی پرندگان کنونی نیز وجود دارد؛ برای مثال، میتوان آن را در پلیکانها مشاهده کرد.
این پر، همراه با یک پر کوچکتر از ناحیه بال، شامل هستهای با بافتی سبک و اسفنجی بود؛ هستهای که توسط لایهای سختتر احاطه میشد. همین ترکیب، باعث میشود پر همزمان هم وزن کمی داشته باشد و هم از استحکام کافی برخوردار باشد؛ ویژگیای که در پرهای مدرن نیز به چشم میخورد.
جینگمای اوکانر توضیح میدهد این یافته نشان میدهد الگوهای مشابه پرهای امروزی، پیش از آنکه پرندگان مدرن به شکل کامل و نهایی برسند نیز وجود داشتهاند. او میگوید اکنون پژوهشگران میتوانند حضور چنین ساختارهایی را در میان شاخههایی از پرندگان باستانی بررسی کنند؛ شاخههایی که بعدها منقرض شدند.
پرهای بدوی در کنار پرهای پیشرفته
علاوه بر پر اولیه، پژوهشگران در همان نمونه موفق شدند دو پر نرم و کرکی نیز پیدا کنند. رشتههای این پرها فاصله بیشتری از یکدیگر داشتند و نشانههایی از ساختار ابتداییتر در آنها دیده میشد؛ ویژگیای که پیشتر در فسیلهای بسیار کهنتر، از جمله نمونههای ۱۰۰ میلیون ساله حفظشده در کهربای میانمار، گزارش شده بود.
بهمجموع این شواهد، چنین برداشت میشود که هسپِرورنیتیفرمها احتمالاً در بدن خود مجموعهای از ویژگیهای کاملاً ابتدایی و تاحدی پیشرفته را بهطور همزمان داشتهاند. پرهای بخشهای بال و دم آنان میتوانست برای زیست در آب و غواصی کاربرد داشته باشد، اما پرهای بدن هنوز به ساختارهای پیشرفتهای که برای نگه داشتن گرما ضروری است نرسیده بود.
این تفاوت شاید در تعیین سرنوشت آنان بعد از برخورد سیارک نقش داشته باشد. پس از وقوع آن رویداد، دمای زمین به شکل قابلتوجهی کاهش پیدا کرد و برای بسیاری از جانوران، شرایط اقلیمی به شدت سخت شد. شاید پرهای بدوی در آبوهوای نسبتاً گرمِ مزوزوئیک بتوانند تا حدی گرمای بدن را حفظ کنند، اما در سرمای شدیدِ پس از برخورد، کارایی لازم را نداشتند.
یک وعده غذایی با ردپای سه جانور
این فسیل تنها به بقایای پرنده محدود نمیشود. پژوهشگران داخل آن، دو فلس سخت و لوزیشکل به طول حدود ۳ تا ۴ میلیمتر هم پیدا کردند که به احتمال زیاد متعلق به یک ماهی از خانواده گارها بوده است.
گارها ماهیهایی باریکاند که هنوز هم در آبهای شیرین زندگی میکنند. اندازه این فلسها به پژوهشگران این پیام را میدهد که ماهی شکارِ دایناسور شکارچی بسیار کوچک بوده؛ بنابراین احتمال میدهند ابتدا پرنده این ماهی را شکار کرده باشد و سپس دایناسور، آن پرنده را به دام انداخته و خورده باشد.
خود فضولات نیز احتمالاً از یک نانوتیرانوس یا یک تیرانوسوروس رکسِ جوان به جا مانده است. در نتیجه، قطعه کوچکی از فضولات فسیلشده اکنون اطلاعاتی درباره دستکم سه موجود فراهم میکند: دایناسور شکارچی، پرندهای که شکار شده، و ماهی کوچکی که پیشتر طعمه همین پرنده بوده است.
پرهای یک پرنده؛ سرنخی برای انقراض بزرگ
ارزش این کشف فقط در این خلاصه نمیشود که یک نمونه کمنظیر از حفظ شدن بافت پر در فسیلهای عصر دایناسورها را به نمایش میگذارد. این یافته میتواند یکی از چالشهای مهم دیرینهشناسی درباره انقراض ۶۶ میلیون سال پیش را نیز روشنتر کند.
دانشمندان مدتها میدانند پرندگان در میان معدود گروههایی بودند که پس از برخورد سیارک از نابودی کامل جان سالم به در بردند؛ اما هنوز دلیل دقیق دوام آوردن بعضی گروهها و از میان رفتن برخی دیگر از پرندگان باستانی، به شکل کامل روشن نیست. احتمال میرود ویژگیهایی مانند ساختار پوشش بدن و توانایی حفظ گرما، نقش تعیینکنندهای در این تفاوت داشته باشند.
این پرِ ظریف که در فضولات فسیلشده یک دایناسور باقی مانده، اکنون دریچهای کمسابقه به زندگی پرندگان پیش از انقراض بزرگ گشوده است؛ دنیایی که در آن برخی پرها تقریباً همان ویژگیهای ساختاریِ دیدهشده در پرندگان امروزی را داشتند، در حالی که بخشی دیگر هنوز در میانه راهِ تکامل قرار گرفته بودند و به بلوغ نهایی نرسیده بودند.