Как это произошло, было предметом многочисленных споров, при этом между биологами-эволюционистами, изучающими, как крылья современных птиц развиваются в растущем эмбрионе, и палеонтологами, изучающими кости динозавров и ранних птиц, разошлись существенные разногласия. Выход из этого тупика теперь обеспечивается новым захватывающим исследованием, опубликованным 30 сентября в PLOS Biology.В основе этой поразительной эволюционной трансформации лежит уменьшение вдвое количества костей запястья, но биологи развития и палеонтологи имеют разные названия для большинства из них и редко приходят к соглашению о соответствии между конкретными костями динозавров и костями их потомков птиц. Действительно, каждая область имеет радикально разные источники данных, методы и цели исследования, мало общаясь друг с другом.
Критический прогресс, достигнутый в новом исследовании, заключался в объединении этих двух направлений исследований. Используя междисциплинарный подход, лаборатория Александра Варгаса из Чилийского университета повторно исследовала окаменелости, хранящиеся в нескольких музейных коллекциях, одновременно собирая новые данные о развитии семи различных видов современных птиц. Жоао Ботельо, бразильский студент лаборатории Варгаса, разработал новую революционную технику, которая позволяет ему изучать определенные белки в трехмерных скелетах эмбрионов. Объединив эти данные как от окаменелостей, так и от эмбрионов, исследовательская группа сделала важный шаг вперед в выяснении того, как эволюционировало запястье птицы.
От ранних предков динозавров, имевших до девяти костей запястий, птицы в ходе эволюции сохранили только четыре, но какие из первоначальных костей это были? Обсуждалась идентичность каждой из этих костей.
Например, покойный профессор Йельского университета Джон Остром в 1970-х годах классно указал, что запястья как птиц, так и птицеподобных динозавров имеют очень похожую кость в форме полумесяца, называемую полулунной, и что эта кость возникла в результате слияния двух кости, присутствующие у динозавров. Это было частью спорного тогда аргумента Острома о том, что птицы произошли от динозавров. Однако неспособность биологов-исследователей подтвердить это заставила усомниться в том, что это была та же самая кость, и даже что птицы произошли от динозавров.Теперь новые данные, полученные лабораторией Варгаса, выявили первые свидетельства развития, что полулунная птица образовалась в результате слияния двух костей динозавра.
Далее они показывают, что другая кость — гороховидная — была потеряна у птицеподобных динозавров, но затем повторно приобретена на ранней стадии эволюции птиц, вероятно, как приспособление к полету, где она позволяет передавать силу при движении вниз. ограничивая гибкость при движении вверх. В совокупности данные об окаменелостях и развитии дают убедительный сценарий для редкого случая эволюционного поворота.Исследование, проведенное лабораторией Варгаса, также установило идентичность двух других костей запястья птицы, которые обычно ошибочно определялись в обоих полях.
Это подчеркивает недостатки интеграции всех источников данных и выявляет ситуацию, которая, возможно, схожа с ситуацией в астрономии и экспериментальной физике в поисках космологии: вместе палеонтология и развитие могут гораздо ближе подойти к описанию всей истории эволюции — этого интегративного Этот подход устраняет предыдущие несоответствия, которые ставили под сомнение поддержку связи между динозавром и птицей, и выявляет ранее необнаруженные процессы, включая потерю костей, слияние костей и повторную эволюцию временно потерянной кости.