Varför hade dinosaurier fjädrar?

Att fråga varför vissa dinosaurier hade fjädrar är i princip inte annorlunda från att fråga varför fiskar har våg eller varför hundar har päls. Varför ska djurets nakna överhuden ha någon typ av täckning (eller, när det gäller människor, praktiskt taget ingen täckning alls)? För att besvara den här frågan måste vi ta itu med ett djupare förhållande: vilken evolutionär fördel gjorde fjädrar tillhandahåller dinosaurier som inte kunde åstadkommas med päls eller borst eller enkelt, reptilian skalor?

Innan vi börjar är det dock viktigt att erkänna att inte alla dinosaurier hade fjädrar. De allra flesta av fjädrade dinosaurier var theropods, en bred kategori som innehåller rovfåglar, tyrannosaurier, ornitomimider och "dino-fåglar", såväl som de tidigaste dinosaurierna som Eoraptor och herrerasaurus. Dessutom var inte alla theropoder fjädrade: det är en ganska säker satsning att den sena Jurassic Allosaurus hade skalig hud, liksom andra stora theropods som

Theropods var inte de enda medlemmarna i ordningen till saurischian ("lizard-hippade") dinosaurier: konstigt nog, deras närmaste släktingar var jätten, trassiga, elefantbenade sauropods, som var ungefär lika olika i utseende och beteende från theropods som du möjligen kan få! Hittills finns det absolut inga bevis för några fjädrade släktingar till Brachiosaurus eller Apatosaurusoch en sådan upptäckt verkar ytterst osannolik. Anledningen har att göra med olika metabolism av theropod och sauropod dinosaurier, av vilka mer nedan.

Extrapolera från exemplet med moderna fåglar, du kanske tror att fjädrarnas främsta syfte är att upprätthålla flykt; fjädrar fångar små fickor med luft och ger den avgörande "lyft" som gör att en fågel kan sväva upp i luften. Trots allt tyder dock på att sysselsättningen av fjädrar i flykt är strikt sekundär, en av de betingade utvecklingen för vilka evolutionen är så känd. Först och främst är fjädrarnas funktion att tillhandahålla isolering, precis som aluminiumsidan av ett hus eller polyuretanskum som är packade i dess takbjälkar.

Och varför ska ett djur behöva isolering, frågar du? I fallet med theropod-dinosaurier (och moderna fåglar) beror det på att det har en endotermisk (VARMBLODIG) ämnesomsättning. När en varelse måste generera sin egen värme behöver den ett sätt att behålla den värmen lika effektivt som möjligt, och ett fjäderbelägg (eller päls) är en lösning som upprepade gånger har gynnats av Evolution. Medan vissa däggdjur (som människor och elefanter) saknar päls, har alla fåglar fjädrar - och isolerande fjädrarnas förmåga demonstreras inte bättre än i flyglösa vattenlevande fåglar som bor i kalla klimat, d.v.s. pingviner.

Naturligtvis väcker detta frågan varför Allosaurus och andra stora theropod-dinosaurier saknade fjädrar (eller varför dessa fjädrar endast fanns i ungdomar eller kläckningar). Detta kan ha något att göra med klimatförhållandena i regionerna där dessa dinosaurier bodde, eller med ett skämt i metabolismen hos stora theropoder; vi vet ännu inte svaret. (När det gäller att sauropods saknade fjädrar, beror det på att de nästan säkert var kallblodiga och behövde effektivt absorbera och utstråla värme för att reglera deras inre kroppstemperatur. Om de hade täckts med fjädrar, hade de bakat sig inifrån och ut, som mikrovågspotatis.)

När det gäller annars mystiska drag i djurriket - de långa halsarna på sauropoder, de triangulära plattorna i stegosaursoch, eventuellt, de ljusa fjädrarna från theropod-dinosaurierna should man bör aldrig rabattera kraften i sexuell selektion. Evolution är beryktad för att välja ut till synes slumpmässiga anatomiska drag och sätta dem i sexuell överdriv: bevittna enorma näsor av manliga proboscisapor, ett direkt resultat av det faktum att kvinnor av arten föredrar att para sig med den största näsan män.

När isolerande fjädrar hade utvecklats i theropod dinosaurier, fanns det inget som hindrade sexuell selektion från att ta över och driva processen ännu längre. Än så länge vet vi väldigt lite om färgen på dinosaurifjädrar, men det är en säker satsning att vissa arter sportade ljusa gröna, röda och apelsiner, antagligen i en sexuellt dimorf mode (dvs hanarna var mer färgade än kvinnorna eller vice versa). Vissa skalliga theropodar kan ha sportade fjädrar på udda platser, t.ex. underarmar eller höfter, en annan medel för att signalera sexuell tillgänglighet, och några tidiga, berömda dino-fåglar som Archeopteryx var utrustade med mörka, glansiga fjädrar.

Slutligen kommer vi till beteendet som de flesta förknippar med fjädrar: flykt. Det finns fortfarande mycket vi inte vet om utvecklingen av theropod dinosaurier till fåglar; denna process kan ha hänt flera gånger under den mesozoiska eran, med bara den sista evolutionära vågen som resulterade i de fåglar vi känner idag. Det är ett nästan öppet och stängt fall som moderna fåglar utvecklade från den lilla, skitiga, fjädrade "dino-fåglar"för sent krita period. Men hur?

Det finns två huvudteorier. Det kan hända att dessa dinosaurier fjädrar gav en extra lyft när de jagade rov eller sprang från större rovdjur; naturligt val gynnade ökande mängder hiss, och slutligen uppnådde en lycklig dinosaurie start. I motsats till denna "grund-upp" -teori finns det den mindre populära "arboreala" teorin, som säger att små, levande dinosaurier utvecklade aerodynamiska fjädrar medan de hoppade från gren till gren. Hur som helst är den viktiga lektionen att flykten var den oavsiktliga biprodukten, inte det förutbestämda syftet, med dinosaurifjädrar!

En ny utveckling i debiterade dinosaurier debatten är upptäckten av små, fjädrade, växtätande ornitopor som Tianyulong och Kulindadromeus. Kan detta antyda det ornithopoder, liksom theropoder, hade varmblodiga ämnesomsättningar? Är det åtminstone möjligt att fåglar utvecklats från växtätande ornitopor, snarare än köttätande rovfiskar? Vi vet inte ännu men räknar med att detta är ett aktivt forskningsområde under minst det kommande decenniet.