Kuşlar İlk Olarak Nasıl Havalandı?

1993 yılında “Jurassic Park”, 9 yaşındaki Stephen Brusatte’nin paleontolog olması için ilham kaynağı oldu. Dr. Brusatte geçen yılki “Jurassic World: Dominion”un yapımcılarına bilim insanlarının çocukluğundan beri dinozorlar hakkında öğrendikleri hakkında tavsiyelerde bulunmaktan heyecan duydu.

En önemli keşiflerden birinin ekrana geldiğini görmekten özellikle mutluydu: tüyleri olan dinozorlar. Ancak aldığı e-postalara bakılırsa, bazı sinemaseverler onun heyecanını paylaşmadı.

Edinburgh Üniversitesi’nde profesör olan Dr. Brusatte, “Pek çok insan bunun uydurma olduğunu düşündü” dedi. “Çılgınca bir şey yapmaya çalışanların film yapımcıları olduğunu düşündüler.”

1990’ların ortalarından beri kuzeydoğu Çin’de ortaya çıkarılan olağanüstü fosil hazinesi sayesinde, tüylü dinozorlar çılgın olmaktan çok uzak, köklü bir gerçek haline geldi. Şimdi Dr. Brusatte ve diğer paleontologlar, tüylü dinozorların tam olarak nasıl güçle uçmayı başardıklarını ve günümüzde tepeden uçan kuşlar haline geldiklerini tam olarak belirlemeye çalışıyorlar; bu, 150 milyon yıldan uzun bir süredir devam eden evrimsel bir gizem.

Kuşların kökenine dair ilk büyük ipucu, 1861’de Almanya’nın Solnhofen kentindeki taş ocağı işçileri, Archæopteryx olarak adlandırılan 145 milyon yıllık muhteşem bir kuş fosili bulduklarında geldi. .Canlı kuşlar gibi tüylü kanatları vardı ama aynı zamanda sürüngenlerde bulunan dişler, pençeler ve uzun kemikli bir kuyruk gibi özelliklere de sahipti.

“Türlerin Kökeni”ni iki yıl önce yayımlayan Charles Darwin çok sevindi. Archæopteryx, kuşlar sürüngen atalardan evrimleşmiş olsaydı Darwin’in tahmin edeceği şeye benziyordu. Bir arkadaşına “Bu benim için büyük bir dava” dedi.

Archæopteryx ne kadar görkemli olursa olsun davayı kapatmadı. Örneğin, hangi sürüngen grubunun kuşları doğurduğunu ortaya çıkarmadığı gibi, bu ataların nasıl yoktan kanat geliştirdiklerini de takip etmedi.

1970’lerde, Yale Üniversitesi’nde bir paleontolog olan John Ostrom, kuşların ve yerde koşan dinozorların iskeletlerinde benzerlikler tespit etti. Ancak bırakın tüyleri, hiçbir theropod fosilinde kanatlar korunmadı. Daha fazla kanıt olmaksızın, Dr. Ostrom ve diğer paleontologlar onlarca yıldır kuşların kökeni hakkında hararetle tartıştılar.

1996 yılında, Çin’deki Nanjing Jeoloji ve Paleontoloji Enstitüsü’nden bir paleontolog olan Pei-ji Chen, New York’taki Amerikan Doğa Tarihi Müzesi’ndeki bir paleontoloji toplantısına geldi ve burada Dr. Ostrom’a bir paket fotoğraf verdi.

Resimler, ilkel tüylere benzeyen saçakları olan bir dinozor fosili gösteriyordu. Dr. Ostrom o kadar şaşırmıştı ki oturmak zorunda kaldı.

Sinosauropteryx prima olarak bilinen 125 milyon yıllık fosil , kuzeydoğu Çin’in Liaoning Eyaletinden geldi. Pompeii benzeri bir kül örtüsü içinde zarif bir şekilde korunmuştu. O zamandan beri, bölgeden sürekli bir tüylü dinozor fosili akışı ortaya çıktı.

Dr. Brusatte, “Şu anda binlerce tüylü dinozor var” dedi.

Daha fazla fosil ortaya çıktıkça, paleontologlar tüylü tek dinozorların theropodlar olmadığını fark ettiler. Diğer türler, bugün kuş tüylerinde bulunan birbirine kenetlenmiş iplikçiklerden oluşan karmaşık ağdan çok tellere benzeyen basit versiyonlara sahipti.

Paleontologlar artık tüm dinozorların atalarının tüyleri olduğundan şüpheleniyorlar. Ve son keşifler, tüylerin dinozorlardan önce geldiğini ima ediyor.

Dinozorların en yakın akrabaları, zarları ellerinden yanlarına doğru uzanan yarasalar gibi uçan pterozorlardı. Onların da basit tüyleri olduğu ortaya çıktı.

İlk basit tüyler başlangıçta yalıtım görevi görmüş olabilir. En büyük dinozorlar ısıyı korumak için vücutlarının büyük hacmini kullanabilmiş olabilir, bu yüzden tüylerini kaybetmiş gibi görünüyorlar – tıpkı fillerin saçlarının çoğunu kaybetmiş olması gibi.

Theropodlarda ise daha ayrıntılı tüyler gelişti. Bazıları tüylü tüylere benziyordu. Diğerleri, ilk kanatlar olan çarşaf oluşturabilen karmaşık tüyler geliştirdi.

Theropodlar erken kanatlarını uçmak için kullanamadılar. At büyüklüğündeki bazı türler, dizüstü bilgisayar ekranı büyüklüğünde kanatlara sahipti. Dr. Brusatte, dinozorların bu daha ayrıntılı tüyleri flört sırasında gösteri olarak kullandıklarını tahmin etti.

160 milyon yıl önce, theropodlar tüylü formlardan oluşan tuhaf bir hayvanat bahçesine dönüşmüştü. Teksas Üniversitesi’nden bir paleontolog olan Julia Clarke ve meslektaşları, Çin’in Hebei Eyaletinde Caihong juji adlı çarpıcı ve tuhaf bir türün keşfedilen fosillerini incelediler. Tüylerdeki fosilleşmiş pigmentler, vücudunun siyah olduğunu, başının ve omuzlarının ise yanardöner bir gökkuşağı olduğunu düşündürür.

Caihong juji’nin tüylerini nasıl kullandığını anlamak zor. Modern kuşların kanatlarında asimetrik tüyler bulunur, bu tüyler kaldırma kuvveti oluşturmak için hava akışını yönlendirmeye yardımcı olur. Ancak Caihong juji’nin sadece kuyruğunda asimetrik tüyler vardı.

Theropodlar başlangıçta tüylerini koşarken kaldırma kuvveti oluşturmak için kullanmış olabilirler. Bu yetenek, yokuşları daha hızlı tırmanmalarına ve hatta ağaçların kenarlarına tırmanmalarına izin vermiş olabilir. Caihong juji gibi tüylü dinozorlar, kuşlar gibi güçlü uçuş için kaslardan yoksundu, ancak bilim adamlarının henüz çözemediği şekillerde zıplamış ve süzülmüş olabilirler.

Chicago’daki Field Museum’dan bir paleontolog olan Jingmai O’Connor, “Bu organizmalar çok tuhaf ve bence bizim mantığımıza meydan okuyorlar” dedi.

Tüylü dinozorlar, bildiğimiz şekliyle kuşlara giden yolda sadece ara geçişlerden daha fazlasıydı. On milyonlarca yıl hayatta kaldılar. Clarke, “Yaptıkları her şeyde açıkça iyilerdi,” dedi.

Archæopteryx, daha sonra daha uzun mesafelere uçmak için adapte olan dinozor ağacının bir dalına aitti. Ancak paleontologlar, onun ne kadar iyi uçabileceği konusunda hâlâ ikiye bölünmüş durumda. Archæopteryx’in kanatlarında asimetrik tüyler bulunurken, güçlü uçuş kaslarını tutturabilecek bir göğüs kemiği yoktu.

Daha sonra, kabaca 130 milyon yıl önce, ilk kuşlar iki ana kola ayrıldı ve her ikisi de bağımsız olarak motorlu kanatlara dönüştü. Tüm canlı kuşlara yol açan soy, ornithuromorflar olarak bilinir. Ancak, on milyonlarca yıl boyunca gökyüzüne hakim olan, enantiornitinler adı verilen diğer koldu.

Yüzeysel bir düzeyde, enantiornitinler bugün kuşlara çok benziyor. Ancak Dr. O’Connor ve meslektaşları, içlerinde pek çok garip biyolojiyi ortaya çıkarıyor.

Örneğin, yaşayan kuşlar tipik olarak tüysüz veya tüysüz olarak doğarlar ve sonra tüylerini tüm vücutlarında uzatırlar. Yetişkin olduklarında vücutlarını sıcak tutan tüylerini asla kaybetmemek için yavaş yavaş tüy dökerler.

Ancak, Dr. O’Connor ve meslektaşlarının yakın tarihli bir çalışmada öne sürdükleri gibi, enantiornitin kuşlarının tüyleri kökten farklı bir şekilde gelişmiş gibi görünüyor. Çıplak vücutlarla ama tamamen tüylü kanatlarla yumurtadan çıktılar. Olgunlaştıkça vücutlarında tüyler çıkmaya başladı. Ancak yetişkinler olarak vücut tüylerini bir anda döktüler. Yeni tüyleri çıkana kadar, yalıtkan tüyleri olmadan hayatta kalmak zorundaydılar.

Bu kuş soyu, 66 milyon yıl öncesine, bir asteroidin Dünya’ya çarpmasına kadar hayatta kaldı. Ornithuromorflar dışındaki tüm tüylü dinozorlar da dahil olmak üzere, gezegendeki tüm türlerin kabaca dörtte üçü yok edildi.

Dr. O’Connor ve diğer paleontologlar, diğer tüm tüylü sürüngenler yok olurken bu kuşların neden hayatta kaldığını araştırıyorlar. Çarpışmanın enkazı, yaygın orman yangınlarına, ardından karanlığa ve sıcaklıklarda düşüşe neden oldu. Karasal ekosistemler çöktü. Yaprak yiyen tüylü dinozorlar veya küçük hayvanlar aç kalmış olabilir. Ancak kuşlar, toprağa gömülü çok miktarda tohumu yemelerine izin veren gagalar geliştirmişlerdi.

Dr. O’Connor başka faktörlerin de etkili olabileceğini düşünüyor. Enantiornitinler, 70 milyon yıl veya daha uzun bir süre boyunca geliştikten sonra, asteroidin ardından tüm tüylerini bir kerede döktüklerinde soğuk havada aniden savunmasız hale gelebilirler.

Dr. O’Connor, “Onları, şu anda küresel sıcaklıkların düştüğü ve kaynak kıtlığının olduğu etkili bir kışa atarsanız, bu onları sadece sınırın ötesine itecek,” dedi.