Fjädrade dinosaurier: definition, fossil och evolutionärt samband med fåglar

Upptäck fjädrade dinosauriers värld: fossil, evolutionära samband med fåglar, viktiga fynd från Yixian och Archaeopteryx som förändrat vår bild av evolutionen.

En dinosaurie med fjädrar är en dinosaurie som bär någon form av fjädrar eller fjäderlika strukturer. Modern forskning visar att fjädrar inte var begränsade till dagens fåglar utan förekommer i många utdöda grupper. Man tror nu att i princip alla coelurosaurier, och troligen många andra theropoder, bar någon form av fjäderdräkt eller filamentösa protostrukturer under åtminstone delar av livet. Fynden har förändrat vår bild av hur dinosaurier såg ut och fungerade.

Fossilbevis och viktiga fynd

Möjligheten att dinosaurier är nära besläktade med fåglar ledde tidigt till hypotesen att fjädrar kunde förekomma hos vissa dinosaurier. Fossil av Archaeopteryx från sena juratiden innehåller välbevarade fjädrar och har länge betraktats som en nyckel för förståelsen av övergången mellan icke‑fågel‑dinosaurier och fåglar. Det var dock först i början av 1990‑talet, med massiva fynd från Liaoning‑området i Kina, som man började hitta många fossil av icke‑fågelliknande dinosaurier med bevarade fjäderstrukturer.

De flesta av dessa fossil kommer från Yixian-formationen (del av Jehol‑biotan) i nordöstra Kina, daterad till tidig krita (~125 miljoner år sedan). De sedimentära förhållandena där — finlagrade asklager och syrefattiga sjöbottnar — har möjliggjort en exceptionell bevarandegrad av mjukvävnad, inklusive fjädrar. Idag är över 40 släkten av theropoder kända för att ha någon typ av fjädrar eller fjäderliknande filament, från enkla enkeldelade filament till komplexa pennor.

Typer av fjädrar och vad de berättar

Fossilen visar flera olika typer av fjäderstrukturer:

• Enkla, tråd‑ eller borstliknande filament — ofta kallade protofjädrar eller filamentösa strukturer.
• Dunlika, värmeisolerande fjädrar (plumose) som påminner om fågeldun.
• Plumära och pennaceösa (bladlika) fjädrar med fågel‑liknande flaggor som kan ha fungerat för flygning eller glidning.

Studier av mikroskopiska strukturer i fossila fjädrar har också kunnat identifiera melanosomer — färgämnesbärande organeller — vilket möjliggjort rekonstruktion av färger och mönster i arter som Sinosauropteryx, Microraptor och Anchiornis. Dessa analyser har visat färger från rödbrunt till svart samt iridescens i vissa arter.

Molekylära och kemiska bevis

Ett viktigt stöd för att fossila fibrer verkligen är fjädrar kommer från biokemiska analyser. De fossila fjädrarna från ett exemplar, Shuvuuia deserti, har testats positivt för beta‑keratin i immunologiska tester. Beta‑keratin är det viktigaste proteinet i fågelfjädrar och stöder tolkningen att dessa strukturer var homologena med fåglars fjädrar. Andra tekniker som Raman‑spektroskopi, elektronmikroskopi och studier av melanosomer kompletterar bilden.

Funktioner och evolutionärt sammanhang

Fjädrarnas ursprungliga funktion verkar ha varit annat än flygning. De mest sannolika förklaringarna är:

• Termoreglering och isolering — tunna filament kan ha hjälpt att hålla värme, särskilt hos små och högmetaboliska djur.
• Visuella signaler och parningsspel — färg, mönster och plym kan ha använts för kommunikation och artigenkänning.
• Skydd och känsel — vissa strukturer kan ha haft känsel- eller skyddsfunktioner.
• Glidning och senare flygning — i vissa linjer exaptades fjädrar för glidning och så småningom aktiv flygning, som hos de första fåglarna.

Fynden visar att fjädrar eller deras föregångare utvecklades före flygning, vilket innebär att fjädrar ursprungligen hade andra funktioner och senare användes för flygning i vissa grupper.

Hur utbredda var fjädrarna bland dinosaurier?

Tidigare trodde man att endast nära släktingar till fåglar hade fjädrar, men nya fynd har utmanat detta. Utöver theropoder finns nu bevis för filamentösa strukturer hos några ornithischier (t.ex. Kulindadromeus och Tianyulong), vilket antyder att fjäderlika strukturer kan ha varit mer utbredda inom Dinosauria än tidigare antaget — antingen som ett djupt bevarat ursprung eller som flera parallella evolutionära innovationer. För stora, välkända theropoder som Tyrannosaurus pågår fortfarande diskussion om omfattningen av fjädring; vissa studier föreslår att unga individer kunde ha varit pälsklädda medan vuxna kan ha haft återstående fjäll.

Betydelse för paleontologi och allmän förståelse

Upptäckten av fjädrade dinosaurier har omdefinierat vår bild av dinosauriernas utseende, ekologi och beteende. Den visar också hur komplex evolutionen av en struktur kan vara — ett ursprung i isolering eller social signalering följt av exaptation för flygning. Fynden från fossilplatser som Yixian-formationen fortsätter att vara centrala för att förstå dessa processer.

Sammanfattning: Fjädrar hos dinosaurier är väl dokumenterade genom fossil och kemiska analyser. De förekom i många theropodlinjer och även i vissa ornithischier, hade ursprungligen funktioner som isolering och kommunikation och exaptades senare för flygning i fågelgrenen. De exceptionellt bevarade fossilen från Kina och analyser som visar beta‑keratin och melanosomer har varit avgörande för att fastställa dessa slutsatser.

Fossila bevis

Efter ett sekel utan tydliga bevis upptäcktes välbevarade fossil av dinosaurier med fjäderdräkt på 1990-talet, och fler fortsätter att hittas. Fossilerna bevarades i en Lagerstätte - en sedimentavlagring som uppvisar en anmärkningsvärd rikedom och fullständighet i sina fossiler - i Liaoning, Kina.

Området hade upprepade gånger dränkts i vulkanisk aska av utbrott i Inre Mongoliet för 124 miljoner år sedan, under den nedre kritan. Den finkorniga askan bevarade de levande organismer som den begravde i detalj. Området kryllade av liv, med miljontals blad, angiospermer (de äldsta kända), insekter, fiskar, grodor, salamandrar, däggdjur, sköldpaddor, ödlor och krokodiler som hittills upptäckts.

De viktigaste upptäckterna i Liaoning har varit en mängd fossil från dinosaurier med fjädrar, och en stadig ström av nya fynd fyller på bilden av sambandet mellan dinosaurier och fåglar och ger nya teorier om den evolutionära utvecklingen av fjädrar och flygning. Fjäderfäknoppar har hittats i en ulna från Velociraptor mongoliensis. Dessa är förknippade med stora, välutvecklade sekundära fjädrar.

Beteendebevis, i form av en oviraptorosaurie i sitt bo, visade en annan koppling till fåglar. Dess underarmar var vikta, som hos en fågel. Även om inga fjädrar fanns bevarade är det troligt att de skulle ha funnits där för att hålla ägg och ungar varma.

Bevis i bärnsten

Den fjäderförsedda svansen från en theropod som inte är en fågel har hittats bevarad i bärnsten från mitten av kritaperioden (∼99 mya) från Kachin State, Myanmar (Burma). BBC beskriver den som "perfekt bevarad". Lida Xing hittade den på en bärnstensmarknad i Myitkina, Myanmar. Bärnstenen var redan polerad för smycken: säljaren trodde att det var växtmaterial. Det var dock svansen från en dinosaurie med fjäderdräkt som var ungefär lika stor som en sparv. Fjädrarna var inte flygfjädrar. Dr Paul Barrett från Natural History Museum i London kallade exemplaret för ett "vackert fossil" och beskrev det som en "mycket sällsynt förekomst av ryggradsdjur i bärnsten".

Kritaperioden

År 2011 upptäckte man att bärnstensprover innehöll bevarade fjädrar från kritaperioden, med bevis för att de kom från både dinosaurier och fåglar. Den första analysen tyder på att en del av fjädrarna användes för att isolera och inte för att flyga.

Fossil av Sinosauropteryx, första fossil av en dinosaurie med fjädrar som definitivt inte är avialisk.


Ett häckande exemplar av Citipati osmolskae på AMNH.

Nuvarande kunskap

Lista över dinosaurier med bevis på fjädrar

Ett antal dinosaurier som inte är avialiska är nu kända för att ha haft fjädrar. Direkta bevis för fjädrar finns för följande släkten, listade i den ordning som de nu accepterade bevisen först publicerades.

Bevisen består av fjäderavtryck eller övertygande skelett- eller kemiska bevis. Skelettbevis skulle kunna vara förekomsten av fjäderdynor (fästpunkterna för vingfjädrar på frambenet) eller en pygostyle (den sammanfogade kotan vid stjärtspetsen som ofta bär upp stora fjädrar).

Som jämförelse: Archaeopteryx (1861; avialan) hade definitivt fungerande flygfjädrar med en avcentrerad rachis (stjälk). I övrigt var den, bortsett från de främre lemmarna, en typisk liten köttätande dinosaurie.

1. Avimimus portentosus (1987: fjäderdräktsknoppar)
2. Sinosauropteryx prima (1996)
3. Protarchaeopteryx robusta (1997)
4. GMV 2124 (1997).
5. Caudipteryx zoui (1998)
6. Shuvuuia deserti (1999)
7. Sinornithosaurus millenii (1999)
8. Beipiaosaurus inexpectus (1999)
9. Caudipteryx dongi (2000)
10. Caudipteryx sp. (2000)
11. Microraptor zhaoianus (2000)
12. Nomingia gobiensis (härledd 2000: pygostyle)
13. Psittacosaurus sp.? (2002)
14. Scansoriopteryx heilmanni (2002)
15. Yixianosaurus longimanus (2003)
16. Dilong paradoxus (2004)
17. Jinfengopteryx elegans (2005)
18. Juravenator starki (2006)
19. Sinocalliopteryx gigas (2007)
20. Velociraptor mongoliensis (2007: fjäderdynor)
21. Epidexipteryx hui (2008)
22. Similicaudipteryx yixianensis (fastställd 2008: pygostyle; bekräftad 2010)
23. Zhongornis haoae (2008)
24. Tianyulong confuciusi? (2009)
25. Concavenator corcovatus? (2010: fjäderpennor?)
26. Yutyrannus huali (2012)
27. Microraptor hanqingi (2012)
28. Ornithomimus edmontonicus (2012)
29. Ningyuansaurus wangi (2012)
30. Eosinopteryxbrevipenna (2013)
31. Citipati osmolskae (beräknad 2013: pygostyle)
32. Conchoraptor gracilis (beräknad 2013: pygostyle)
33. Jianchangosaurus yixianensis (2013)
34. Aurornis xui (2013; möjligen avialan)
35. Changyuraptor yangi (2014)
36. Kulindadromeus zabaikalicus? (2014)
37. Citipati osmolskae (2014: pygostyle)
38. Conchoraptor gracilis (2014: pygostyle)
39. Deinocheirus mirificus (2014: pygostyle)
40. Yi qi (2015)

• Observera att filamentösa strukturer hos vissa dinosaurier från ornithiskien (Psittacosaurus, Tianyulong) och pterosaurier kan vara homologa med fjädrar och protofjädrar hos theropoder.

Fossil av Sinornithosaurus, det första beviset på fjädrar hos dromaeosaurider


Avgjutning av ett Caudipteryx-fossil med fjäderavtryck och maginnehåll.


Fossil av Microraptor gui intryck av fjäderförsedda vingar


Fossil avgjutning av NGMC 91, en icke namngiven art


Jinfengopteryx elegans fossil

Frågor och svar

Fråga: Vad är en dinosaurie med fjäderdräkt?

F: Vilka dinosaurier tros ha haft fjädrar?

F: Hur hängde fjädrar ihop med möjligheten att dinosaurier var nära besläktade med fåglar?

F: Vilka fossil innehåller välbevarade fjädrar?

Fråga: När upptäcktes fossil från dinosaurier som helt klart inte är fåglar och som har bevarade fjädrar?

F: Varifrån kommer de flesta dinosauriefossil med fjädrar?

F: Vilket är det huvudsakliga proteinet i fågelfjädrar?

Sök med bokstav