Mikroskopische Feder Merkmale fossilen Vogel Farben zeigen und erklären, warum cassowaries glänzen

„Viele Male übersehen wir diese seltsamen Vögel. Wenn wir daran denken, was Frühaufsteher aussah, ist es wichtig, beide dieser beiden Schwesterlinien zu untersuchen, die von einem gemeinsamen Vorfahren 80 Millionen oder so Jahren verzweigt haben würde“ ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Field Museum sagt Chad Eliason, und das erste Autor des Papiers.

„Verstehen grundlegende Attribute, wie, wie Farben erzeugt werden, sind etwas, das wir oft in lebenden Tieren selbstverständlich ist. Sicher, wir denken, müssen wir wissen, alles, was es zu wissen gibt? Aber hier haben wir begonnen, mit einfacher Neugier. Was cassowaries so glänzend macht ? Tschad eine zugrunde liegende Mechanismus hinter diesem Glanz gefunden, die Farbe entwickelt sich in Vögel. Diese Art von Beobachtungen unbeschrieben wurde sind der Schlüssel zum Verständnis, wie und auch informieren, wie wir über ausgestorbene Arten denken“, sagt Julia Clarke, ein Paläontologe an der Jackson School of Geosciences an der University of Texas in Austin und der leitende Autor des Papiers. Eliason begann für dieses Papier forschen, während sie mit Clarke an der University of Texas als Teil eines größeren Projekts arbeiten finanziert von der National Science Foundation (NSF EAR 1.355.292) zu untersuchen, wie flugunfähige Vögel wie cassowaries ihre charakteristischen Eigenschaften entwickelt haben.

Beim Menschen und anderen Säugetieren, kommt Farbe hauptsächlich aus Pigmenten wie Melanin, das in unserer Haut und Haare. Vogel Farben kommen nicht nur aus Pigment, einen Teil ihrer Färbung, wie die Regenbogenflecke auf Kolibri und die glänzenden, glänzend schwarz auf Krähen, ist aufgrund der physischen Verfassung ihrer Federn. Die Teile ihrer Zellen, dass produzieren Pigment, genannt Melanosomen, beeinflussen die Farbe der Federn auf, wie Licht prallt dieser Melanosomen. Verschiedene Formen oder Anordnungen von Melanosomen können unterschiedliche Strukturfarben erzeugen, und können so die Schichten von Keratin der Vogelfedern bilden. Sie können einen Regenbogen von Licht reflektieren, und sie können den Unterschied zwischen matt, matt Federn und Federn mit einem brillanten Glanz machen.

Die Wissenschaftler hatten nie strukturelle Farben in den Federn von paleognaths wie cassowaries und Strauße, nur in der neognath Gruppe von Vögeln wie Singvögel gefunden. Aber paleognaths kann Strukturfarben machen: die blaue Haut auf cassowaries Köpfen ist aufgrund struktureller Farbe, und so ist der glänzende Glanz auf Eier von ihren Vettern gelegt, die tinamous. Eliason und Clarke, die Strukturfarben in Vögeln und Dinosauriern studieren, wollte sehen, ob Strukturfarbe in paleognath Federn auch anwesend war.

Eine Vogelfeder ist so strukturiert, ein wenig wie ein Baum. Der lange Rüssel durch die Mitte läuft die rachis genannt, und es hat Niederlassungen Widerhaken genannt. Die Widerhaken sind bedeckt mit winzigen Strukturen barbules genannt, verwandt mit den Blättern auf Ästen. In anderen glänzenden Vögeln, den Glanz wird durch die Form der Widerhaken und Schichten von Melanosomen in barbules hergestellt. Eliason und Clarke fand, dass nicht in Kasuarfedern, though. Stattdessen entdeckten sie, dass die glänzende schwarze Farbe von dem rachis in der Mitte der Federn läuft kam. Da die flauschigen barbules auf Kasuarfedern ziemlich spärlich sind, bekommt die rachis ans Licht mehr Aufmerksamkeit als in „Dick gefiederten“ Vögel, es eine Chance, buchstäblich zu glänzen.

Neben strukturelle Farbe in Kasuarfedern finden, Eliason und Clarke auch die Federn eines Vetters des Kasuar erforscht, die vor 52 Millionen Jahren lebten. Der erloschene Vogel Calxavis grandei lebte in, was jetzt Wyoming, und seine unglaublich gut erhaltenen Fossilien sind Abdrücke seiner Federn.

„Sie können an einem fossilen Platte aussehen und einen Umriss sehen, wo ihre Federn waren, weil Sie Art von den schwarzen Fleck von Melanin sehen, dass der über links, auch nachdem Sie 50.000.000 Jahre oder so“, erklärt Eliason. „Wir abgeschält kleine Flocken des fossilen aus den dunklen Flecken von Melanin, und dann haben wir Elektronenmikroskopen Scannen für Reste konserviert Melanosomen zu suchen.“

diese Federabdrücke auf mikroskopischer Ebene durch die Untersuchung konnten die Forscher die Form des Pigment-produzierenden Melanosomen in den blattartigen barbules der Federn sehen. Die Melanosomen waren lang, dünn, und grüne bohnenförmig, die in der modernen Vögel mit Schillern verbunden ist.

Vor dieser Studie hatten Wissenschaftler nie Beweise für Strukturfarbe in paleognath Federn gefunden, jetzt haben sie zwei verschiedene Beispiele bekommen. Die Forscher sind sich nicht sicher, warum cassowaries und die fossilen Vögel entwickelte sich zwei verschiedene Arten glänzende Federn zu bauen, warum das Rad neu erfinden? Eliason vermutet, dass Flugunfähigkeit cassowaries gegeben haben könnte mehr Raum mit ihren Federn zu experimentieren. In flighted Vögel, einschließlich der fossilen Vögel in dieser Studie wird die Priorität Nummer eins für Federstruktur ist aerodynamisch. Da cassowaries Sorgen brauchen nicht über das Fliegen, hatten sie mehr evolutionären Spielraum ihre seltsam geformte, dicken spined Federn zu entwickeln. „Fliegen können Needing ist eine sehr starke stabilisierende Kraft auf Flügelform“, sagt Eliason. „Dass die Einschränkung zu verlieren, dass Notwendigkeit zu fliegen, führen könnten in neue Feder Morphologien, dass produzieren Glanz in einer Weise, dass ein fliegender Vogel vielleicht nicht.“

Neben den Fragen dieser Studie Posen, warum diese Vogelfedern so unterschiedlich entwickelt haben, Eliason und Clarke zur Kenntnis, dass es gibt uns ein besseres Gesamtverständnis des Lebens auf der Erde. „Es gibt uns einen Einblick in die Zeit, als die Dinosaurier ausgestorben gingen und die Vögel steigen“, sagt Eliason. „Diese paleognaths Studium gibt uns ein besseres Verständnis dessen, was dort geschah, weil Sie nicht nur neognaths studieren können;. Sie beide Schwester clades zu studieren brauchen, um ihre Vorfahren zu verstehen“