הדינוזאורים שהפכו לציפורים נעזרו בכנפיים כדי לטפס * התגלה דינוזאור עם ארבע כנפיים

הכנפיים שימשו לטיפוס, רק אחר כך לתעופה * הגילוי שגוזלים משתמשים בכנפיים כדי לרוץ בשטח משופע עשוי לשנות את התיאוריה המתארת כיצד הציפורים החלו לעוף

התנהגותם של גוזלי חוגלה, שיכולים לעלות במהירות על קוביות חציר או לטפס על גזע עץ, עשויה לשפוך אור על האבולוציה של תעופת הציפורים. במאמר שפורסם בשבוע שעבר בכתב העת “”Science טוען ד”ר קנת דיאל מאוניברסיטת מונטנה, שייתכן כי דינוזאורים בעלי נוצות נעו בצורה דומה.

ד”ר דיאל נתקל במקרה בהתנהגות המפתיעה של הציפורים. הוא חקר את התפתחות התעופה של גוזלי החוגלה בעזרת בנו בן העשרה. בזמן שהוא שהה מחוץ לבית לרגל נסיעה, בנו תיעד את התפתחות התעופה של הגוזלים ואת גדילת הנוצות שלהם. כדי להכריח את הגוזלים לעוף הונחו לפניהם קוביות חציר. כשד”ר דיאל חזר מהנסיעה, בנו דיווח לו שהגוזלים לא מתנהגים כפי שציפו מהם. “הם מרמים”, אמר הבן, “במקום לעוף, הם מטפסים”.

דיאל החליט לצלם את תנועתם של הגוזלים בעזרת ציוד צילום המאפשר לצלם1,000 תמונות בשנייה. הצילומים גילו דבר שאי אפשר היה להבחין בתצפית רגילה. מתברר שהציפורים השתמשו בכנפיים שלהן בשעה שנעו על שיפוע תלול. ד”ר דיאל כינה את התופעה “ריצה בשיפוע בעזרת כנפיים” והמשיך במחקרו כדי לאמוד את יעילותה של הריצה המיוחדת.

הוא גילה שגוזלים שזה עתה בקעו הצליחו לטפס בשיפוע של יותר מ-45 מעלות כאשר הניעו את הכנפיים שלהם בחוזקה, ושגוזלים בני ארבעה ימים הצליחו לטפס בצורה זו בשיפוע של יותר מ-60 מעלות. כשמלאו להם 20 יום, חלק מהגוזלים הצליחו לטפס בשיפוע אנכי של 90 מעלות לאורך חמישה מטרים, והיו אף ציפורים שהצליחו לטפס בשיפוע של 105 מעלות. “אף אחד לא ידע שציפורים מסוגלות לרוץ על עצים בצורה כזאת”, אמר ד”ר קווין פדיאן מאוניברסיטת קליפורניה. הביצועים של הגוזלים היו טובים במידה ניכרת מביצועיהם של גוזלים שנוצותיהם קוצצו במידה כזו או אחרת.

דיאל מניח שהכנפיים מתפקדות כמו ספוילרים במכונית. נענוע הכנפיים מסייע להצמיד את הציפורים אל פני הקרקע ומונע מהן להחליק. הוא מדד את כיוון הפעולה של הכוח שיצרו הכנפיים ומצא שזה דחף את הציפורים בכיוונו של השיפוע.

עד כה ד”ר דיאל נמנע מלקחת חלק בוויכוח על האבולוציה של תכונת התעופה אצל ציפורים. אבל עכשיו הוא מרגיש שהוא חייב לעשות זאת. בצד אחד של הוויכוח ניצבים חוקרים הסבורים שיכולת התעופה של הציפורים התפתחה כאשר הציפורים הקדומות הראשונות טיפסו על עצים, קפצו למטה וגילו שהן יכולות להיעזר בנענוע של איברים מסוימים כדי לרחף; מכאן התפתחו הכנפיים. אבל דיאל טוען שאף אחת מהחיות המרחפות שקיימות כעת – למשל סנאים, צפרדעים ולטאות – אינה טורחת לנענע את איבריהן. מתנגדי התיאוריה הזאת טוענים שדינוזאורים בעלי “כנפיים חלקיות” למדו להיעזר בהן כדי להתרומם מעל פני הקרקע.

לדברי ד”ר דיאל, “שני ההסברים המסורתיים נכונים, אך אף לא אחד מהם לא מספק תמונה שלמה”. ההסבר שהוא מציע מתבסס על ההנחה, שאותה מגבה המחקר שלו, שהכנפיים לא משמשות רק לתעופה (או לריחוף). הכנפיים הקדמוניות הקנו לציפורים הקדומות את היכולת לטפס למקומות גבוהים ובכך ציידו אותם ביתרון אבולוציוני על פני בעלי חיים אחרים. כשכבר היו במקום גבוה – על שיח או על עץ – נמצאו הציפורים הקדומות בעמדה שאיפשרה להם לגלות מה הכנפיים יכולות לעשות באוויר.
אקונומיסט וניו יורק טיימס

גילוי דינוזאור מאובן עם 4 כנפיים יסייע להסביר התפתחות מעוף הציפורים
הנוצות על זרועותיו ורגליו של ה”מיקרורפטור גוי” איפשרו לו לדאות בין העצים
25.1.2003
מאת: תמרה טראובמן

מימין: השלד המאובן שהתגלה בסין. מקור: לי רונגשן. מצד שמאל איור של מיקרורפטור גוי. אורכו הגיע לכ- 77סנטימטרים מקור: פורטיה סלון

רוב מומחי האבולוציה מחזיקים כיום בדעה, שאבותיהם הקדמונים של הציפורים היו דינוזאורים. ואולם, השאלה כיצד התפתחה היכולת לעוף עדיין נותרה ללא מענה. מאובן בן כ-130 מיליון שנה, שהתגלה באחרונה באגם קדום באזור ליאונינג שבצפון-מזרח סין, עשוי לספק מידע חדש בסוגיה.

מדובר במאובן של דינוזאור בלתי מוכר בעל ארבע כנפיים. החוקרים – ד”ר שינג שו מהמכון לפלאונתולוגיה של חולייתנים ופלאו-אנתרופולוגיה בבייג'ין – העניקו לו את השם “מיקרורפטור גוי” (Microraptor Gui), על שם חוקר מאובנים סיני שחפר רבות באזור שבו התגלה הדינוזאור.

שו וצוותו גילו שישה שרידים מאובנים של הדינוזאור המכונף לפני כשנתיים. ממצאיהם התפרסמו לראשונה אתמול בכתב העת המדעי “.”Nature לדבריהם המיקורפטור גוי השתייך למשפחת הדינוזאורים מיקרורפטור, שנכללת בקבוצת דינוזאורים בשם דרומאוזרים. מדענים סבורים היום כי הדרומאוזרים הם קבוצת הדינוזאורים הקרובה ביותר לציפורים בנות זמננו.
“המיקרורפטור גוי היה בעל חיים קטן”, סיפר ד”ר שו. “כל אורכו הגיע לכ-77 סנטימטרים בלבד”. זרועותיו ורגליו של הדינוזאור היו עטויות בנוצות, שהחוקרים תיארו כ”מפותחות ומודרניות לחלוטין”. כמו כן, גם זנבו עוטר בציצת נוצות ארוכה. לדברי שו, נוצותיו של המיקרורפטור גוי “מאורגנות בצורה דומה לזאת של ציפורים מודרניות”.

“נראה שהוא השתמש בכנפיו ובזנבו בעלי הנוצות כדי לדאות מעץ לעץ, באופן די דומה לדרך שבה נעים הסנאים המעופפים של ימינו”, אמר ריצ'רד פרום, פרופסור לפלאונתולוגיה מאוניברסיטת קנזס, שבחן את המאובנים וכתב מאמר פרשנות שנלווה לפרסום המחקר. ואכן, בדו”ח המחקר מפורטים כמה מאפיינים שתומכים בהנחה שהמיקרורפטור גוי יכול היה לדאות.
“הצורה שבה מאורגנות הנוצות בגפיו האחוריות, יכלה לספק לו 'משטח אוויר' מצוין, שכפי הנראה איפשר לו לדאות”, אמר שו.
במשך השנים התמקדו ההסברים להתפתחות היכולת לעוף בשתי תיאוריות עיקריות: “תיאוריית הריצה”, שגורסת כי היכולת לעוף התפתחה בבעלי חיים שחיו על הקרקע ופיתחו רגליים חזקות, שאיפשרו להם לרוץ ולתפוס תאוצה כדי להתרומם; ו”תיאוריית העצים”, שגורסת כי היכולת לעוף הופיעה ביצורים ששכנו בעצים ולמדו לדאות בין עץ לעץ. הדאייה, טוענים המחזיקים בתיאוריה זו, פשוטה יותר מהצורך בצבירת תאוצה כדי להמריא מהקרקע.

לדברי פרום, “רעיון הדאייה הועלה לראשונה ב-1915 על ידי ויליאם ביב, במאמר ססגוני שכמו ראה את הנולד”. ביב הציע, כי היכולת לעוף התפתחה באמצעות שלב ביניים של יצורים בעלי ארבע כנפיים שדאו בין עצי היערות הקדמוניים.

“המיקרורפטור גוי נראה כאילו יכול היה לדאות היישר מדפי מחברתו של ביב”, אמר פרום. לדבריו, עד כה היה רעיון הדאייה היפותטי לגמרי, אך המאובנים החדשים מחיים אותו מחדש. “אני חושב, כי אין כל דרך אחרת לפרש זאת, מלבד כעדות תומכת חדשה ומדהימה ל'שלב עצי' באבולוציית היכולת לעוף”, אמר.

“למרות שהתגלו מאובני ציפורים קדומים מהמיקרורפטור גוי, דינוזאורים דואים שדומים לו עשויים להוות שלב אבולוציוני בין דינוזאורים ללא יכולת תעופה לציפורים – שאיבדו את כנפיהן האחוריות בשלב מאוחר יותר”, אמר שו.

ואולם, ישנם מדענים שאינם בטוחים, כי למיקרורפטור גוי אכן יש קשר להתפתחות היכולת לעוף. לטענת לארי ויטמר מאוניברסיטת אוהיו, אפילו אם המיקרורפטור גוי דאה, ייתכן כי היה זה “ניסוי כושל” בקרב ענף אחד של דרומאוזאורים, ושתעופת הציפורים הנוכחית התפתחה באופן עצמאי מאב קדמון אחר.

הארכיאופטוריקס פרש כנפיים

הציפורים הקדומות החלו כנראה לעוף מיליוני שנים מוקדם מכפי שחשבו

13.8.2004
מאת: ג'ון נובל וילפורד ניו יורק טיימס, הארץ, וואלה!
מאובן של ארכיאופטוריקס. גודל המוח – כמו של עיט או של דרור. תצלום: מוזיאון הטבע בלונדון

לארכיאופטוריקס, הציפור הקדומה ביותר הידועה למדע, היה אכן מוח של ציפור, וזה לא נאמר בזלזול. על פי מחקר חדש, גודל המוח של החיה – הנחשבת לדוגמה מובהקת של הפיכת זוחלים מסוימים, ככל הנראה דינוזאורים, לציפורים של ימינו – הוא עדות חד-משמעית לכך שהיו לה הנתונים הדרושים לתעופה. מסקנה נוספת של המחקר, שהתפרסם בשבוע שעבר בכתב העת “Nature”, היא שהציפורים החלו כנראה לעוף מיליוני שנים מוקדם יותר מכפי שהמדענים סברו עד כה.

החוקרים, ממוזיאון הטבע בלונדון, ביססו את ממצאיהם על מחקר ראשון מסוגו, שבו נעשתה בדיקת רנטגן ולאחריה שחזור של קופסת המוח והאוזן הפנימית של מאובן ארכיאופטוריקס בן 147 מיליון שנים, שנמצא בגרמניה. השלד, השקוע בתוך מצע אבן גיר, הוא של יצור בגודל של עורב.

החוקרים גילו כי מבחינת הגודל, הצורה והנפח, מוחו של הארכיאופטוריקס היה דומה לזה של העיט או הדרור המודרניים. מדידות של התעלות העגולות למחצה – מנגנון שיווי המשקל בתוך האוזן – גילו כי לארכיאופטוריקס היו “המאפיינים הנוירולוגיים והמבניים הדרושים לתעופה”.

מחקרים קודמים על הכנף והזנב המנוצים של הארכיאופטוריקס והאנטומיה הציפורית שלו – ובכלל זה עצם-בריח בולטת – תמכו בהשערה שהוא היה מסוגל לעוף, ולו במידה מסוימת. אבל צוות המחקר, בראשות אנג'לה מילנר, פליאונתולוגית במוזיאון הבריטי, כתבו שלפני המחקר הנוכחי “היה ידע מועט בלבד על המידה שבה מוחו וחושיו המיוחדים של ארכיאופטוריקס היו מותאמים לתעופה”. בהודעה שפירסם המוזיאון כתבה מילנר, “אם התעופה היתה מצויה בשלב כה מתקדם כבר בתקופתו של הארכיאופטוריקס, פירוש הדבר שהיו ציפורים שהתעופפו מיליוני שנים מוקדם יותר משחשבנו”.