Fosil, modern kuşların kökeni hakkında bir asırdan fazla bilgiyi altüst ediyor

Cambridge Üniversitesi ve Natuurhistorisch Müzesi Maastricht'ten araştırmacılar, modern kuşların %99'unu karakterize eden temel kafatası özelliklerinden birinin hareketli bir gaga 66 milyon yıl önce tüm büyük dinozorları öldüren kitlesel yok oluş olayından önce evrimleştiğini buldular.

Bu bulgu aynı zamanda devekuşlarının, emusların ve akrabalarının kafataslarının “geriye doğru” evrimleştiğini ve modern kuşlar ortaya çıktıktan sonra daha ilkel bir duruma geri döndüğünü göstermektedir.

Cambridge ekibi, BT tarama tekniklerini kullanarak, Janavis finalidens adını verdikleri yeni bir büyük antik kuş türünün damağından veya ağzının çatısından kemikleri belirledi. Dinozorlar Çağı'nın en sonunda yaşadı ve şimdiye kadar yaşayan son dişli kuşlardan biriydi. Damak kemiklerinin düzenlenmesi, bu 'dino-kuşun' çoğu modern kuşunkinden neredeyse ayırt edilemeyen hareketli, hünerli bir gagaya sahip olduğunu gösteriyor.

Bir asırdan fazla bir süredir, hareketli bir gagayı mümkün kılan mekanizmanın dinozorların neslinin tükenmesinden sonra geliştiği varsayılmıştır. Ancak Nature dergisinde bildirilen yeni keşif, modern kuş kafatasının nasıl ortaya çıktığına dair anlayışımızın yeniden değerlendirilmesi gerektiğini öne sürüyor.

Bugün Dünya'daki yaklaşık 11.000 kuş türünün her biri, damak kemiklerinin düzenlenmesine bağlı olarak iki over-arching grubundan birine sınıflandırılmıştır. Devekuşları, emus ve akrabaları palaeognath veya 'eski çene' grubuna sınıflandırılır, yani insanlar gibi damak kemikleri de katı bir kütle halinde kaynaşır.

Diğer tüm kuş grupları, neognath veya “modern çene” grubuna sınıflandırılır, bu damak kemiklerinin hareketli bir eklemle bağlandığı anlamına gelir. Bu, gagalarını çok daha hünerli, yuva yapımı, tımar, yiyecek toplama ve savunma için yararlı hale getirir.

İki grup başlangıçta Charles Darwin'in evrim teorisine verdiği sesli destek nedeniyle 'Darwin's Bulldog' olarak bilinen İngiliz biyolog Thomas Huxley tarafından sınıflandırıldı. 1867'de tüm canlı kuşları “eski” veya “modern” çene gruplarına ayırdı. Huxley'nin varsayımı, 'eski' çene konfigürasyonunun modern kuşlar için orijinal koşul olduğu ve 'modern' çenenin daha sonra ortaya çıkmasıydı.

Makalenin kıdemli yazarı Cambridge Yer Bilimleri Bölümü'nden Dr Daniel Field, "Bu varsayım o zamandan beri verili olarak kabul edildi" dedi. "Bu varsayımın sürmesinin ana nedeni, modern kuşların ortaya çıktığı dönemden beri iyi korunmuş fosil kuş damaklarına sahip olmamamızdır."

Fosil Janavis, 1990'larda Belçika-Hollanda sınırına yakın bir kireçtaşı ocağında bulundu ve ilk olarak 2002 yılında incelendi. Dinozorların son günlerinde 66,7 milyon yıl öncesine dayanıyor. Fosil kayayla kaplı olduğundan, o zamanki bilim adamları açıklamalarını yalnızca dışarıdan görebildiklerine dayandırabiliyorlardı. Kayadan çıkan kemik parçalarını kafatası ve omuz kemiklerinin parçaları olarak tanımladılar ve dikkat çekici olmayan görünümlü fosili tekrar depoya koydular.

Yaklaşık 20 yıl sonra, fosil Field'ın Cambridge'deki grubuna ödünç verildi ve o zamanlar doktora öğrencisi olan Dr Juan Benito, ona bir kez daha bakmaya başladı.

Cambridge'de doktora sonrası araştırmacı ve makalenin baş yazarı Benito, "Bu fosil ilk tanımlandığından beri, kayanın içini görmemizi ve tüm fosili görmemizi sağlayan fosiller üzerinde BT taraması kullanmaya başladık" dedi. "Bu fosil için büyük umutlarımız vardı - başlangıçta çoğu zaman korunmayan kafatası malzemesine sahip olduğu söyleniyordu, ancak BT taramalarımızda kafatasından gelmiş gibi görünen hiçbir şey göremedik, bu yüzden pes ettik ve fosili bir kenara bıraktık."

Covid-19 karantinasının ilk günlerinde Benito fosili tekrar çıkardı. "Fosilin önceki açıklamaları mantıklı değildi - gerçekten şaşırdığım bir kemik vardı. İlk olarak omuz kemiği olarak tanımlanan şeyin aslında bir omuz kemiği olabileceğini göremedim" dedi.

Cambridge Zooloji Müzesi'nde Ornitoloji Küratörü olan Field, "Bu aylardır ilk yüz yüze etkileşimimdi: Juan ve ben sosyal mesafeli bir açık hava toplantısı yaptık ve gizemli fosil kemiğini bana iletti" dedi. "Omuz kemiği olmadığını görebiliyordum ama bu konuda tanıdık bir şey vardı."

Benito, "Sonra daha önce bir hindi kafatasında benzer bir kemik gördüğümüzü fark ettik" dedi. "Ve Cambridge'de yaptığımız araştırma nedeniyle laboratuvarımızda hindi kafatasları gibi şeyler var, bu yüzden birini çıkardık ve iki kemik neredeyse aynıydı."

Kemiğin bir omuz kemiği değil kafatası kemiği olduğunun farkına varılması, araştırmacıların hindilerin paylaştığı kaynaşmamış “modern çene” durumunun devekuşlarının ve akrabalarının “eski çene” durumundan önce geliştiği sonucuna varmasına yol açtı. Bilinmeyen bir nedenden dolayı, devekuşlarının ve akrabalarının kaynaşmış damakları, modern kuşlar kurulduktan sonra bir noktada evrimleşmiş olmalıdır.

Modern kuşları dinozor atalarından ayırmak için kullandığımız temel özelliklerden ikisi dişsiz bir gaga ve hareketli bir üst çenedir. Janavis finalidens'in hala dişleri varken, bu da onu modern öncesi bir kuş haline getirirken, çene yapısı modern, hareketli türdendir.

Çalışmanın ortak yazarı Pei-Chen Kuo, "Geometrik analizler kullanarak, fosil damak kemiğinin şeklinin canlı tavuk ve ördeklerinkine son derece benzediğini gösterebildik" dedi. Ortak yazar Klara Widrig ekledi: "Şaşırtıcı bir şekilde, Janavis'inkine en az benzeyen kuş damak kemikleri devekuşlarından ve akrabalarından." Hem Kuo hem de Widrig, Field'ın Cambridge'deki laboratuvarında doktora öğrencileridir.

Field, "Evrim düz bir çizgide gerçekleşmez," dedi. "Bu fosil, modern kuşların kökenini her zaman tarihlemiş olarak düşündüğümüz bir durum olan hareketli gaganın aslında modern kuşlar var olmadan önce geliştiğini gösteriyor. Modern kuş kafatasının bir asırdan fazla bir süredir nasıl geliştiğine dair varsayımlarımızda tamamen geriye gittik."

Araştırmacılar, bu keşfin tüm kuş soy ağacının yeniden çizilmesi gerektiği anlamına gelmese de, modern kuşların önemli bir evrimsel özelliği hakkındaki anlayışımızı yeniden yazdığını söylüyorlar.

Ve Janavis'e ne oldu? Büyük dinozorlar ve diğer dişli kuşlar gibi, Kretase döneminin sonunda kitlesel yok olma olayından sağ çıkamadı. Araştırmacılar bunun büyük boyutundan kaynaklanabileceğini söylüyor: Janavis yaklaşık 1,5 kilogram ağırlığındaydı ve modern bir akbaba büyüklüğündeydi. Aynı bölgeden gelen ve Janavis'in yanında yaşayan Field, Benito ve meslektaşları tarafından 2020'de tanımlanan 'harika tavuk' gibi daha küçük hayvanların, hayatta kalmak için daha az yemek zorunda kaldıkları için Dünya tarihinin bu noktasında bir avantaja sahip olması muhtemeldir. Bu, asteroit Dünya'ya çarptıktan ve küresel besin zincirlerini bozduktan sonra faydalı olurdu.

Araştırma kısmen Amerikan Ornitoloji Derneği, Jurassic Vakfı, Paleontoloji Derneği ve Birleşik Krallık Araştırma ve İnovasyon (UKRI) tarafından desteklendi.