מחקר חדש: הפטרוזאורים, שעפו בשמיים עשרות מיליוני שנים לפני הציפורים, היו מכוסים בנוצות-פלומה בצבעים שונים
עשרות מיליוני שנים לפני שהציפורים הראשונות המריאו לאוויר, כבר ריחפו מעל היערות של תור הטריאס ותור היורה בעלי חיים גדולים ומכונפים: הפטרוזאורים. היצורים האלו, קרובי משפחה רחוקים של הדינוזאורים, עפו בעזרת כנפי עור – יריעות שנפרשו בין רגליהם, בדומה לכנפי העטלפים. היו להם מלתעות ענקיות, מצוידות בשיניים חדות, וחלקם היו גדולים יותר מכל ציפור שעפה בשמים כיום: בין הקווצאלקואטלוס (Quetzalcoatlus) הצפון-אמריקאיים היו מינים שהתנשאו לגובה של ג'ירף, עם מוטת כנפיים של כעשרה מטרים.
להשלמת המראה, לפחות חלק מהפטרוזאורים היו מכוסים בנוצות קצרות ופלומתיות בצבעים שונים - או כך לפחות טוענים חוקרים מאירופה ומברזיל במחקר חדש. החוקרים מצאו ראיות לא רק לנוצות עצמן, אלא גם למבנים המכילים צבענים (פיגמנטים), שנותנים לנו מידע על צבע הנוצות.
פטרוזאור בעל כרבולת גדולה. שלד משוחזר של טופנדקטילוס אימפרטור | מקור: Edwardliu2013, Wikimedia Commons (CC BY-SA)
נוצת המחלוקת
החוקרים בחנו מאובן של גולגולת פטרוזאור מהמין טופנדקטילוס אימפרטור (Tupandactylus imperator), שנמצא בברזיל ותוארך לכ-113 מיליון שנים לפני זמננו. לפטרוזאורים מהמשפחה הזו היה מאפיין מיוחד במינו: כרבולת (crest) גדולה, בליטה עשויה עצם ורקמות רכות שהתנשאה מעל ראשם. המאובן השתמר בצורה טובה במיוחד, כולל חלק מהעור - והחוקרים הצליחו לזהות עליו סיבים קטנים, שחלקם התפצלו שוב ושוב מתוך הסעיף המרכזי. במקומות שונים לאורך הראש ובבסיס הכרבולת של הפטרוזאור היו סוגים שונים של סיבים, חלקם מסתעפים רק בקציהם, וחלקם לכל האורך. ההסתעפויות הללו, במיוחד בסוג האחרון של הסיבים, נותנות להם מראה של נוצות פלומה.
האם אכן היו אלו נוצות שכיסו את גופם של הפטרוזאורים? השאלה הזו נתונה במחלוקת בקהילה המדעית. ב-2018 התפרסם מחקר בו בחנו חוקרים מסין ומאירופה שני מאובני פטרוזאור שמורים ביותר שהתגלו בסין, ומצאו סיבים מפוצלים מסוגים שונים שלטענתם עונים על ההגדרה של נוצות – גם אם הם שונים מנוצות מודרניות. חוקרים אחרים ענו במאמר בו טענו שהסיבים שנמצאו במחקר הגיעו בכלל מיריעות העור של הפטרוזאורים, וההסתעפויות לא היו שם במקור, אלא נוצרו בעקבות לחץ שספגו הסיבים בעת ההתאבנות. צוות החוקרים המקורי פרסם תגובה לתגובה, והוויכוח נשאר פתוח.
כעת, החוקרים שפרסמו את המאמר החדש סבורים שהוא עשוי ליישב את המחלוקת. "במשך עשרות שנים חוקרי מאובנים התווכחו אם לפטרוזאורים יש נוצות", אמרה אודה צ'ינקוטה (Cincotta), שהובילה את המחקר. "הנוצות במאובן שלנו סוגרות את הדיון, שכן הן מסתעפות באופן ברור לכל אורכן, ממש כמו בציפורים מודרניות".
גופים זעירים שנותנים לנוצות את צבען. צילום מיקרוסקופ אלקטרונים סורק של מלנוזומים בעלי מבנים שונים, בנוצות וברקמות של טופנדקטילוס | מקור: המאמר המקורי
מנוצים וצבעוניים
החוקרים לא הסתפקו באפיון מבנה הנוצות על המאובן, ובחנו אותו בעזרת מיקרוסקופ אלקטרונים, שאיפשר להם לאתר גופים זעירים, תוך תאיים, שנקראים מלנוזומים (melanosomes). אלו הם מאגרים של הצבען מלנין, שנותן את הצבע לעור, לנוצות, לשיער ולעיניים של בעלי חיים, ביניהם גם בני האדם. המלנוזומים שנמצאו במאובן הפטרוזאור מעידים על כך שגם יצורים קדומים אלו השתמשו באותו צבען כדי לתת צבע לנוצותיהם. אך אפשר ללמוד מהם גם יותר מכך: בנוצות של ציפורים מודרניות, הצורה, הגודל ואפילו הסידור במרחב של המלנוזומים מכילים מידע על הצבע שלהן. חוקרים השתמשו במידע הזה כדי לשחזר את הצבע של ציפורים קדומות ואף של דינוזאורים מנוצים אחרים.
במאובן הפטרוזאור נמצאו מלנוזומים בצורות שונות, ויותר מכך – כל צורה הייתה קשורה לסוג אחר של נוצה. החוקרים אינם יודעים בדיוק אילו צבעים המלנוזומים העניקו למעופף הקדום, אך יכולים להסיק שהוא התהדר בדוגמה שכללה צבעים שונים. "היות שלסוגי הנוצות השונים היו מלנוזומים בצורות שונות, נראה שבעלי החיים האלו היו מצוידים במנגנון הגנטי הדרוש לשליטה על צבעי הנוצות שלהם", אמרה מריה מקנמארה (McNamara), שהייתה חלק מהצוות שחקר את מאובני הפטרוזאור מסין ב-2018 וחתומה גם על המאמר החדש. "המנגנון הזה חיוני עבור יצירת דוגמת צבע, ומראה שצבעים היו מאפיין חשוב אפילו בנוצות הקדומות ביותר".
המוצא הקדום של הנוצה
הציפורים שאנחנו מכירים כיום התפתחו מקבוצה של דינוזאורים, התֶרוֹפּוֹדִים, שאליה שייכים הוולוסירפטור, הטירנוזאורוס רקס, ועוד רבים אחרים. מבחינה אבולוציונית הציפורים שייכות לקבוצה זו, כך שהן דינוזאורים מודרניים. מחקרים רבים בשנים האחרונות הראו שהנוצות המעטרות אותן התפתחו אצל הדינוזאורים עוד לפני שהציפורים עצמן הופיעו, וקישטו את גופם של לפחות חלק מקרובי משפחתן הקדומים.
הפטרוזאורים היו זוחלים מעופפים גדולים, צבעוניים ואולי מנוצים. איור של להקת פטרוזאורים עפה לעבר הים | מקור: Catmando, Shutterstock
אם גם הפטרוזאורים כוסו במעטה של נוצות, ועוד נוצות צבעוניות, מה זה אומר לגבי האבולוציה של המבנה הזה? שהוא כנראה קדום מאוד, אמרה מקנמארה בראיון לאתר Science News. ייתכן אמנם שהנוצות של הפטרוזאורים התפתחו באופן בלתי תלוי מאלו של הדינוזאורים, אמרה, אבל הדמיון ביניהן, והמבנה המורכב של הצבענים המשותף לשתי הקבוצות, מוביל אותה למסקנה "שהרבה יותר סביר שהם התפתחו מאותו אב קדמון, בתור הטריאס המוקדם". אם כך, הנוצות הראשונות צמחו על עורו של אותו אב קדמון, כבר לפני כ-250 מיליון שנים.
הנוצות של הפטרוזאורים לא שימשו לתעופה. נוצות התעופה של הציפורים המודרניות כוללות ציר מרכזי עם סעיפים ותת-סעיפים, שמחוברים ביניהם בקרסים קטנים – מבנה מורכב מאוד, שחיוני עבור יכולתן לעוף. נוצות הפטרוזאורים, לעומתן, דמו יותר לנוצות הפלומה שאנחנו רואים מתחת לנוצות הארוכות המשמשות לתעופה, או אצל אפרוחים שעדיין אינם עפים. אין ספק שהן לא יכלו לעזור להם לרחף באוויר. מה, אם כך, היה תפקידן אצל המעופפים הקדומים? ההשערה הרווחת היא שהן חיממו את גופם, כמו פרווה אצל יונקים. אך הממצאים החדשים, שמראים שהפטרזאורים התקשטו בצבעים, מחזקת השערה אחרת – שהנוצות הצבעוניות יצרו כתמי צבע מבהיקים ששימשו לחיזור אחר בני, או סביר יותר בנות, זוג. עם זאת, דוגמת צבעים יכולה באותה מידה גם לשמש לא להבלטה של בעל החיים אלא להסוואה והיטמעות בסביבה, למשל לצורך התחמקות מטורף.
המחלוקת נמשכת
האם המחקר החדש אכן מיישב, אחת ולתמיד, את המחלוקת בנוגע לנוצות הפטרוזאורים? כנראה שלא. אמנם החוקרים שבחנו את המאובן מברזיל בטוחים שהמבנים הסיביים שמצאו עליו הם נוצות, ולא יכולים להיות שום דבר אחר – אך לא כולם מסכימים. דיוויד מרטיל (Martill), אחד החוקרים שהטיל ספק בכך שהסיבים שנמצאו על המאובנים מסין ב-2018 היו נוצות, לא השתכנע גם מהמחקר החדש. המבנים על העור, הוא אמר בראיון לכתב העת המדעי Science, "לא נראים כלל כמו נוצות". הוא סבור שמדובר בכיסוי כלשהו של סיבים או מבנים דומים, שאמנם צבוע בצבעים שונים, אך אינו חולק מקור משותף עם נוצות.
מקנמארה, מצידה, מסרה ל-Science שהיא וצוותה עוד לא אמרו את המילה האחרונה בקשר למאובן הברזילאי. הם מתכוונים לבדוק את ההרכב הכימי של הנוצות, דבר שאולי ייתן לנו עוד מידע על מוצאן. האם הראיות האלו יכריעו בסופו של דבר את הוויכוח? ייתכן. אך כמו במחלוקות אחרות בתחום זה, סביר שנאלץ לחכות למאובנים נוספים, בתקווה שישפכו אור חדש על הנושא.
