Mikroskopijne cechy piór odsłonić kolory ptasie kopalnych oraz wyjaśnić, dlaczego kazuary świecić

„Wiele razy możemy przeoczyć te dziwne pieczenie nielot. Kiedy myślimy o tym, co wczesne ptaki wyglądały jak ważne jest, aby uczyć się zarówno z tych dwóch siostrzanych rodów, które byłyby rozgałęzionych od wspólnego przodka 80 milionów lub tak lat temu” mówi Chad Eliason, naukowiec personel w Field Museum i pierwszy gazety autor.

„Zrozumienie podstawowe atrybuty, takie jak jak kolory są generowane, jest coś, czego często przyjmujemy za pewnik w żywych zwierząt. Na pewno myślimy, musimy wiedzieć wszystko, co trzeba wiedzieć? Ale tutaj, zaczęliśmy z prostej ciekawości. Co sprawia, że ​​kazuarów tak błyszczące ? Chad znalazł podstawowy mechanizm za to połysk, który był nieopisany u ptaków. tego typu obserwacje są kluczem do zrozumienia, jak ewoluuje kolorów, a także informuje, jak myślimy o wymarłych gatunków „, mówi Julia Clarke, paleontolog z Jackson School of Geosciences w University of Texas w Austin, a papier jest starszy autor. Eliason rozpoczął prowadzenie badań w tym papieru podczas pracy z Clarke z Uniwersytetu w Teksasie jako część większego projektu finansowanego przez National Science Foundation (NSF EAR 1355292), aby zbadać, jak ptaki do lotu jak kazuarów rozwinęły swoje charakterystyczne cechy.

U ludzi i innych ssaków, głównie kolor pochodzi z pigmentów, które są jak melaniny w skórze i włosach. kolory ptasie nie tylko pochodzą z pigmentu, niektóre z ich zabarwienia, jak plamkami tęczy na kolibry i błyszczące, błyszczący czarny na wrony, to ze względu na fizyczną składu piórami. Fragmenty ich komórki produkujące pigment, zwanych melanosomów, wpływa na kolor piór w oparciu o jak światła odbija się od tych melanosomów. Różne kształty i układy melanosomów mogą tworzyć różne barwy strukturalnej, a więc mogą warstwy keratyny tworzących pióra ptasiej. Mogą one odzwierciedlać tęczy światła i mogą sprawić, że różnica między matowych, piór matowych i piór z błyszczącym połysku.

Naukowcy nie znaleźli kolory strukturalne piór paleognaths jak kazuarów i strusie, jedynie w grupie neognath ptaków takich ptaków. Ale paleognaths może kolory strukturalne: niebieska skóra na głowie kazuarów wynika kolorze strukturalnej, a więc jest lśniący połysk na jaj złożonych przez ich kuzynów, z tinamous. Eliason i Clarke, którzy studiują kolory strukturalne ptaków i dinozaurów, chciał zobaczyć, czy kolor strukturalny był również obecny w piór paleognath.

ptasie pióro jest skonstruowany trochę jak drzewo. Długi tułów uruchomiony przez środek nazywa się rachis i posiada oddziały zwane zadziory. Zadziory są pokryte drobnymi struktur zwanych barbules, podobnie do liści na gałęziach drzew. Innymi błyszczące ptaków połysk jest wytwarzany przez kształcie garbów i warstwy melanosomów w barbules. Eliason i Clarke nie okaże się, że w kazuar piór, choć. Zamiast tego, odkryli, że błyszczący czarny kolor pochodzi od osadki spływały środku piór. Ponieważ puszyste barbules na kazuar piór są dość rzadkie, że rachis dostaje więcej ekspozycji na światło niż w „grubych” upierzeniu ptaków, dając mu szansę na dosłownie błyszczeć.

Oprócz znalezienia barwę strukturalną kazuar piór, Eliason i Clarke zbadaliśmy także pióra kuzyna cassowary, który żył 52 mln lat temu. Wymarły ptak Calxavis grandei mieszkał w co teraz Wyoming, a jego niezwykle dobrze zachowanych skamieniałości należą odciski jego piór.

„Można spojrzeć na płycie kopalnych i zobaczyć zarys gdzie ich pióra były, bo niby widzieć czarną plamę melaniny to pozostało nawet po 50 milionów lat lub tak”, wyjaśnia Eliason. „Mamy odkleić małych płatków skamieliny z plamy ciemnej melaniny, a następnie użyliśmy skanowania mikroskopów elektronowych szukać szczątków zachowanych melanosomów.”

Badając te odciski piór na poziomie mikroskopowym, naukowcy byli w stanie zobaczyć kształt melanosomów produkujących pigment w liściach, jak barbules piór. Melanosomów były długie chude i zielony fasolkowatej, które w nowoczesnych ptaków związane z opalizacji.

Przed tym badaniu, naukowcy nie znaleźli dowodów kolorze strukturalnej w piór paleognath, teraz, że mam dwa różne przykłady. Naukowcy nie są pewni, dlaczego kazuary i ptaki kopalne rozwinął dwa różne sposoby tworzenia błyszczące pióra, dlaczego wyważać otwartych drzwi? Eliason podejrzewa, że ​​flightlessness może przekazać kazuarów więcej miejsca do eksperymentowania z ich piórami. W flighted ptaków, w tym kopalnych ptaków w tym badaniu, priorytetem numer jeden dla struktury piór jest bycie aerodynamiczny. Od kazuary nie trzeba się martwić o lataniu, mieli bardziej ewolucyjny swobodę rozwijania swoich dziwnie kształcie grubej koza piór. „Potrzeba, aby móc latać to bardzo silny siła stabilizująca na kształt skrzydeł”, mówi Eliason. „Utrata tego ograniczenia, które muszą latać, może spowodować, że nowe morfologii piór połysk wytwarzać w taki sposób, że latający ptak nie może.”

W uzupełnieniu do pytania o to, dlaczego badanie pozy pióra tych ptaków ewoluowała tak różnie, Eliason i Clarke uwaga to, że daje nam lepszą ogólną wiedzę o życiu na Ziemi. „To daje nam wgląd w czasie, gdy dinozaury wymarły jechaliśmy i ptaki wschodzącego”, mówi Eliason. „Studia te paleognaths daje nam lepsze zrozumienie tego, co się tam dzieje, ponieważ nie można po prostu uczyć neognaths;. Trzeba badać zarówno kladami siostrzane zrozumieć ich przodków”