Skvěle zachovalá plíce od vědců, kteří studovali časné ptáky, na 120 miliónů let

ALBUQUERQUE, N.M. - Starověké orgány zřídka zkameněly zkamenělé, takže paleontologové byli ohromeni, když našli neuvěřitelně dobře zachované zbytky plic, které patřily ptákovi od doby dinosaurů.

Zpočátku byli vědci nadšeni, když popsali vzorek Archaeorhynchus spathula, pták, který žil asi před 120 miliony let, protože jeho fosílie skvěle zachovala peří, včetně unikátního štípnutí, které není vidět u žádného jiného křídového ptáka, ale dnes je u ptáků běžné.

Podrobnější prohlídka však odhalila, že ptačí plíce také zkameněly, což znamená, že paleontologové objevili nejstarší „informativní“ zkamenělé plíce zaznamenané (více o tom později) a nejstarší zkamenělé plíce, jaké kdy byly v ptačí fosilii, - vědecký pracovník Jingmai O'Connor, profesor Ústavu paleontologie a paleoantropologie Ústavu obratlovců na Čínské akademii věd. [Tiny Dino: Rekonstrukce černého peří mikroraptoru]

Samotná fosilie pochází z rané křídy Jehol Lagerstätte v severovýchodní Číně, ale O'Connor a její kolegové ji našli v přírodním muzeu Shandong Tianyu v Pingyi, kde vášnivý fosilní sběratel ukládá tisíce fosilií ptáků, které nakoupil přes dekády.

Toto je pátý popis A. spathula vzorek - bezzubý pták velikosti ptáka - ale je to zdaleka nejlépe zachovalý, řekl O'Connor. To je způsobeno zejména skvrnitým bílým materiálem v hrudní dutině, který se zdá být zkamenělou plicí.

Výsledky ukazují, že plicní struktury u časných ptáků jsou podobné plicím moderních ptáků, uvedli vědci. Tohle znamená tamto A. spathula pravděpodobně měl jednosměrný proud vzduchu v plicích - vzduch, který proudil, byl do značné míry čerstvý a plný kyslíku, na rozdíl od vzduchu v plicích savců, který se mísil s novým i dříve vdechovaným vzduchem, což znamená, že má nižší obsah kyslíku.

"Plíce ptáků se velmi liší od našich plic a měly mnohem složitější struktury," uvedl v e-mailu P. Martin Sander, paleontolog z University of Bonn v Německu. "Jsou jako hadicová dýmka, se systémem řízení vzduchu (vzduchové vaky) odděleným od výměníku plynu (vlastní plíce), který je zde zachován."

Živí krokodýli mají také plíce s jednosměrným prouděním vzduchu a paleontologové to považovali za předchůdce časně opeřených dinosaurů. Doklady o takové plicní struktuře u raného ptáka však byly dosud nepolapitelné.

Hluboký ponor

Abychom se lépe podívali na předpokládané zbytky plic, „šli jsme a extrahovali několik vzorků, vložili je do SEM [rastrovacího elektronového mikroskopu] a tkáně plic,“ řekl O'Connor. Protože se O'Connor specializuje na anatomii skeletu (nikoli varhany), navázala se na Johna Mainu, profesoru zoologie na University of Johannesburg v Jihoafrické republice, která je odborníkem na plíce živých ptáků..

"Říkal jsem si:" Podívej, myslíš, že je to plicní tkáň? Pokud si myslíš, že je, tak se s tebou nikdo z nás, kopající do špíny, nemůže hádat, "řekl O'Connor. Maina příspěvek byl tak kritický, že se stal spoluřešitelem studie.

Analýza tkáně ukázala, že obsahovala struktury připomínající krevní kapiláry, které absorbují kyslík a pomáhají pohánět vysoce energetický let ptáků. "Let ptáků je fyzicky nejnáročnější formou lokomoce, takže na to potřebujete hodně kyslíku," řekl O'Connor. [Fotografie: Dinosaur-Era Bird Sported Rib-like peří]

Je možné, že tato jedinečná struktura byla jedinečná pro Ornithuromorpha, kladu (skupinu) starověkých ptáků, kteří přežili hromadné vyhynutí před asi 66 miliony let a zahrnují dnešní žijící ptáky. "Možná, že tato specializace byla pouze v tom kladu a byla jedním z mnoha faktorů, které umožňovaly jejich přežití," řekl O'Connor..

Navíc se zdá, že zkamenělé plíce byly zapuštěny do ptačího žebra, stejně jako dnes jsou ptačí plíce. Na rozdíl od lidských plic, které se každým dechem rozšiřují, jsou ptačí plíce rigidní, takže mohou snadno inhalovat a vydechovat současně, O'Connor řekl.

Tkáň nevypadá jako zbylý obsah žaludku, protože ty se obvykle uchovávají jako černá, karbonizovaná organická hmota, poznamenala. Kromě toho je zachovaná tkáň spárována stejně jako moderní plíce. Neexistují žádné další spárované orgány, které by mohly být, a pravděpodobně to není játra (která je lobovaná), protože tento orgán má vysoký obsah železa a obvykle se uchovává jako červený, řekl O'Connor..

Tento vzorek však není nejstarší zaznamenanou plicí. To čest jde Spinolestes, raný křídový savec, který má zkamenělé plíce asi o 5 milionů let starší než nově analyzovaný pták. Tyto fosilní plíce však nezachovaly žádnou mikrostrukturu a neposkytovaly o nich mnoho informací Spinolestes, kromě toho měl pravděpodobně svalovou membránu. Takže O'Connor volá A. spathula fosilie „první informativní zbytky plic“, protože osvětlily vývoj ptáků.

Nálezy plic jsou „cool věci“, protože ukazují „jak vypadají plíce raného ptáka,“ řekl Sander. Nicméně, protože je tak vzácné vidět zkamenělý orgán, je třeba více práce, aby se ověřilo, že se jedná o plíce, řekl..

"Měli bychom použít různé jiné analytické techniky, abychom potvrdili, že oblast ve fosilii je skutečně plicní," řekl. "Ale nebyl bych překvapen, kdyby plíce mohly zkamenělit kvůli vysokému obsahu železa, protože plíce jsou bohaté na krev."

Výzkum byl představen zde na 78. výročním setkání Společnosti paleontologie Společnosti obratlovců (18. října). Bude zveřejněno v časopise Sborník Národní akademie věd v pondělí (22. října)..

Původně publikováno dne .