_ Este posibil ca dinozaurii să fi folosit pene pe membrele anterioare și pe cozi pentru a-și înroșa și a-și urmări prada, spun biologii

Care sunt originile aripilor și cozilor la păsări? Aceasta este una dintre întrebările cheie în evoluția animalelor. S-a acceptat de mult timp că evoluția lor a început la dinozaurii cu pene.

Unii dintre acești dinozauri aveau pene pe cozi și pene mici asemănătoare aripilor pe membrele anterioare. Aceste mici structuri asemănătoare aripilor numite „proto-aripi” sunt compuse din pene speciale cunoscute sub numele de pene penacee – penele rigide care se găsesc în aripile și cozile păsărilor.

Forma antică a acestor pene a apărut pentru prima dată în dinozaurii din perioada Jurasică, iar acești dinozauri, numiți Pennaraptorans, aveau proto-aripi făcute din pene pennacee. Cu toate acestea, se știa că aceste proto-aripi erau prea mici pentru zborul cu motor. Deoarece nu putem călători în timp pentru a le observa comportamentul, ce au făcut dinozaurii și cum s-au comportat rămâne fără răspuns.

Diferitele funcții ale proto-aripilor și penelor de coadă la strămoșii păsărilor au fost luate în considerare de când John Harold Ostrom a propus Prima idee în urmă cu 50 de ani conform căreia proto-aripile au fost folosite pentru a doborî prada insectelor de către micii dinozauri prădători care trăiau pe pământ și le urmăreau prada. Cu toate acestea, modul în care micile „proto-aripi” și cozile cu pene i-au ajutat pe strămoșii dinozaurilor păsărilor în viața lor nu a fost rezolvat.

O nouă colaborare științifică care implică o echipă de biologi de teren și ecologisti integratori (Piotr G. Jablonski, Sang-im Lee, Jinseok Park, Sang Yun Bang și Jungmoon Ha), paleontologii (Yuong-Nam Lee și Minyoung Son) și robotiștii (Hyungpil Moon și Jeongyeol Park) au propus o nouă idee: " ipoteza de purtare.' Lucrarea lor a fost publicată în Scientific Reports.

Numele ipotezei oferă un indiciu asupra conținutului acesteia. Unele păsări folosesc o strategie de căutare a hranei „încărcare”, folosind aripi și/sau cozi pentru a îndepărta vizual prada ascunsă și pentru a urmări prada înroșită (de exemplu, Northern Mockingbird, Linzy's Vids). Ipoteza sugerează că dinozaurii mici cu proto-aripi folosesc o strategie similară.

Ipoteza își are rădăcinile în ani de studii ornitologice detaliate pe teren pe mai multe specii de păsări insectivore, efectuate de un coautor al studiului actual. , Piotr Jablonski și colaboratori, precum și de către Ron Mumme și colaboratori [de exemplu, porumbul roșu pictat, porupusul cu gât de ardezie, porucul alb cu ochelari și porumbul cu glugă].

Studiile asupra acestor păsări au avut a dezvăluit faptul că afișarea penajului contrastant (adesea cu pete alb-negru) pe aripi și cozi declanșează evadarea prăzii lor și, astfel, crește eficiența hranei păsărilor, deoarece prada care evadează este urmărită și prinsă de păsări.

A fost studiată și neurobiologia din spatele acestei relații. Piotr Jablonski și Nicholas Strausfeld, un expert de top în sistemul nervos al artropodelor, au propus că neuronii speciali ai insectelor sunt activați prin proprietățile simple ale afișărilor de culoare de către păsările insectivore care urmăresc spălarea.

Piotr Jablonski cu colaboratori a menționat pentru prima dată ipoteza fluxului-urmărire la Conferința de cercetare Gordon din 2005 privind „Neuroethology: Behavior, Evolution and Neurobiology”, prezidată de N. Strausfeld. De atunci, ideea a fost dezvoltată și prezentată la Congresul Internațional de Ornitologie din 2018 și la reuniunea anuală a Societății pentru Biologie Integrativă din 2023.

„După ce am efectuat studii ample de teren asupra păsărilor și am cercetat examinarea neuronilor din pradă, am încercat fără succes ani de zile să conving organizațiile de finanțare și examinatorii de granturi sceptici din Polonia, SUA și Coreea să sprijine studiile care evaluează această ipoteză privind dinozaurii pennaraptorani timpurii”, comentează ornitologul de teren Piotr Jablonski.

„În cele din urmă, finanțarea oferită de Universitatea Națională din Seul ne-a permis să inițiem cercetarea noastră colaborativă și să o completăm cu o finanțare suplimentară. În cele din urmă, după ce ne-am confruntat cu mai multe refuzuri din partea consiliilor editoriale a 11 reviste, fiecare refuzând aprobarea pentru un proces standard de evaluare inter pares al lucrării, am găsit în sfârșit un jurnal care a permis ca rezultatele noastre să fie revizuite de către colegi, ceea ce a condus la publicarea sa”, adaugă Piotr Jablonski.

„Am ales Caudipteryx ca un reprezentant al dinozaurilor timpurii Pennaraptoran”, explică paleontologul Yuong-Nam Lee, specialist în fosile de dinozauri și co-autor al studiului.

Echipa de robotică condusă de Hyungpil Moon, un expert în robotică, a construit un robot numit „Robopteryx”, care seamănă cu morfologia lui Caudipteryx. Simultan, echipa de biologie a efectuat o revizuire cuprinzătoare a diversității afișajelor de aripi și coadă utilizate de păsările existente care urmăresc la culoare pentru a declanșa evadarea în prada lor vizual.

Cercetătorii au compilat link-uri către clipuri care ilustrează această diversitate printre păsări (a se vedea materialele suplimentare în lucrarea lor și alte link-uri către exemplele furnizate mai jos).

Echipată cu nouă motoare, „Robopteryx” a fost programat să imite mișcările membrelor anterioare și ale cozii de la curățarea hranei la sol. urmărind păsări, cum ar fi cel mai mare alergător (Kat Avila) sau robișorul cu coadă rufoasă (Nature Never Die), în limitele constrângerilor anatomice determinate din literatura paleontologică de Minyoung Son, un expert în anatomia dinozaurilor din Cretacic.

Jinseok Park (primul autor al lucrării și un ornitolog de teren care se concentrează pe dieta aviară și hrana), împreună cu o echipă de biologi de teren, au efectuat teste cu „Robopteryx” pentru a observa răspunsurile comportamentale ale lăcustelor sălbatice, care aparțin ordinul antic Orthoptera probabil să apară împreună cu dinozaurii pennaraptoran.

Rezultatele au arătat că lăcustele au scăpat mai frecvent atunci când erau prezente proto-aripi pe membrele anterioare, în comparație cu expozițiile fără proto-aripi. În plus, lăcustele au fugit mai des atunci când proto-aripile aveau pete albe, comparativ cu atunci când erau negre. Mai mult decât atât, lăcustele au scăpat mai frecvent atunci când erau prezente pene de coadă, în special atunci când aria penelor de coadă era mare.

Deoarece reacțiile circuitelor neuronale simple implicate în scăparea prăzii insectelor sunt cruciale pentru înțelegerea evoluției fluxului. - urmărind strategia la păsări, cercetătorii au decis să compare răspunsurile neuronilor lăcustelor la afișările ipotetice ale dinozaurilor.

„Am creat animații pe computer (exemple în materialele suplimentare ale lucrării) imitând ipoteticele afișează Caudipteryx și le-am prezentat lăcustelor în laborator”, explică Jinseok Park.

„Am folosit echipamente ieftine ușor accesibile pentru a înregistra răspunsurile neuronilor”, adaugă Jinseok. Cercetătorii au descoperit că reacțiile neuronilor, în special ratele maxime de declanșare, au fost mai mari ca răspuns la animațiile cu proto-aripi decât cele fără.

Pe baza rezultatelor, cercetătorii susțin că prada dinozaurilor ar fi era mai probabil să fugă atunci când erau prezente proto-aripi făcute din pene, în special în apropierea sfârșitului membrelor anterioare și cu modele contrastante, și când penele cozii, în special pe o suprafață mare, au fost folosite în timpul afișărilor ipotetice la culoare.

„Propunem că folosirea penajului pentru a spăla prada ar putea crește frecvența urmăririlor după ce scăpa de pradă, amplificând astfel importanța proto-aripilor și a cozilor în manevrele pentru urmărirea cu succes. Acest lucru ar putea duce la dezvoltarea de pene mai mari și mai rigide. deoarece acestea ar permite urmăriri mai reușite și afișări vizuale mai pronunțate”, rezumă Sang-im Lee, ecologist integrator membru al echipei de cercetare, care a studiat anterior rolul alulei aviare în manevrele aeriene ale păsărilor zburătoare.

(Fluierul)