זוחלים קדומים מעופפים,
עכשיו עם נוצות

עוד לפני הופעת הציפורים, והרבה לפני שהעטלפים עזבו את הקרקע, שלטו בשמיים הפְּטֶרוֹזָאוּרים. הזוחלים המעופפים הופיעו לפני כ-228 מיליון שנה, ונכחדו עם רוב הדינוזאורים לפני כ-66 מיליון שנה. היו פטרוזאורים שגודלם כציפור קטנה, וכאלו שמוטת כנפיהם דמתה לזו של מטוסי F-16. הכנפיים היו עשויות מקרום שנמתח בין רגליהם, בדומה לכנפי העטלף, והם היו בעלי החוליות הראשונים שפיתחו את היכולת לעוף. מחקר חדש מציע שגם היו להם נוצות – אם כי הן לא שימשו אותם לתעופה.

שדים שעירים

הציפורים החיות כיום הן צאצאיהם של הדינוזאורים. למעשה, מבחינה אבולוציונית, ציפורים הן דינוזאורים: הן חלק מתת-מחלקה של הדינוזאורים הנקראת תֶרוֹפּוֹדִים (Theropoda), שאחד מבניה המפורסמים הוא טירנוזאורוס רקס. הטי-רקס קרוב יותר לתרנגולת מאשר לדינוזאורים אחרים, כמו הסטגוזאורוס.

בשנים האחרונות התגלו לא מעט מאובנים של דינוזאורים שאינם ציפורים, ובכל זאת היו מכוסים נוצות. ברוב המקרים היו אלו נוצות פשוטות ביותר ולא המבנים המורכבים המאפיינים את הציפורים כיום. הדינוזאורים המוקדמים לא יכלו לעוף בעזרתן, והן שימשו ככל הנראה למטרות אחרות: חימום, חיזור, הפחדה, עזרה בגלישה מעץ לעץ, מטרה אחרת שעדיין לא חשבנו עליה, או אולי כמה אפשרויות יחד.

פְּטֶרוֹזָאוּרים לעומת זאת אינם דינוזאורים כלל. הם שייכים לקבוצה נפרדת של זוחלים שהתפתחו במקביל אליהם. פירוש השם פְּטֶרוֹזָאוּר הוא "לטאה בעלת כנף", ולעתים קרובות הם אמנם צוירו כאשר גופם מכוסה בקשקשי לטאה. אבל עוד במאה ה-19, כאשר חוקרים בחנו את מאובני הפְּטֶרוֹזָאוּרים הראשונים שנמצאו, הם העירו על כך שחלקם נראו "שעירים", כאילו פרווה כיסתה את גופם. אחד המינים, Sordes pilosus, היה כה פרוותי עד שקיבל את הכינוי "שֵד שעיר".

מחקרים חדשים יותר, על מאובנים שמורים היטב, אישרו זאת: הפְּטֶרוֹזָאוּרים לא התהדרו בקשקשים, כמו לטאות בנות ימינו, אלא במעין סיבים קצרים, חומר דמוי פלומה שכונה פִּיקְנוֹפַייבֶּר (Pycnofiber). למרות הדמיון השטחי, לא מדובר בשערות אלא בסיבים קצרים וחלולים, שמחוברים לשכבה החיצונית של העור, האֶפִּידֶרְמִיס. במובן זה הפיקנופייבר דומה יותר לנוצות, שגם הן צומחות מהאפידרמיס ולא לשיער, ששורשיו נמצאים עמוק בדֶרְמִיס, השכבה הפנימית של העור. אך נוצות מודרניות הן מבנים מתוחכמים ביותר, ואפילו הנוצות הקדומות של הדינוזאורים היו מורכבות ומסודרות, בנויות מסעיפים וסעיפי משנה. כך שהקשר בין הנוצות לסיבי הפְּטֶרוֹזָאוּרים עדיין אינו ברור.

סיבים קצרים וחלולים בעלי כמה מאפיינים של נוצות. שחזור הפטרוזאור מהמחקר | מקור: Yuan Zhang, UNIVERSITY OF BRISTOL 

סיבים מסתעפים

עכשיו טוענים חוקרים מסין ומאירופה שמצאו את הקשר הזה. מחקרם מתבסס על שני מאובני פְּטֶרוֹזָאוּר שמורים להפליא שנמצאו בסין. אותם פרטים חיו בתקופת היוּרָה, לפני כ-160 מיליון שנה, וגודלם לא עלה על זה של יונה. בשל הצורה שבה השתמרו אפשר לראות היטב את הסיבים שכיסו אזורים גדולים מגופם. יותר מכך: אפשר לראות שבאזורים שונים של הגוף צמחו סוגים שונים של סיבים.

הסיבים הפשוטים, אלו שנמצאו גם במאובני פְּטֶרוֹזָאוּר קודמים, היו הנפוצים ביותר ונראו על כל גופם של המאובנים. אך בנוסף אליהם זיהו החוקרים על הצוואר, הגפיים והזנב של אחד המאובנים סיבים המתפצלים בקצותיהם, כמו מברשת צבע. על הראש של אותו פְּטֶרוֹזָאוּר מאובן היו סיבים מפוצלים בצורה אחרת, עם סעיפי משנה קצרים היוצאים מאמצע הסעיף המרכזי. על קרום הכנפיים של שני המאובנים היו סיבים מסוג רביעי, מפוצלים עוד יותר, שנראו כמו נוצות הפלומה הרכות של אפרוחים.

לטענת החוקרים, הדמיון בין סיבי הפְּטֶרוֹזָאוּרים לבין נוצות כה רב, עד שאין מנוס מלקבוע שהפִּיקְנוֹפַייבֶּר הם אכן נוצות, גם אם פרימיטיביות למדי. "שלושת הסוגים החדשים שמצאנו מסתעפים" אמר מייקל בנטון (Benton), מהחוקרים החתומים על המאמר, בראיון לניו-יורק טיימס. "אם תיקח את ההגדרה המילונית של נוצה, אלו נוצות".

פירוש אחד לממצאים האלה הוא שהנוצות עתיקות בהרבה ממה שחשבנו. "לנוצות יש מקור עמוק יותר, הן התפתחו אולי אצל האב הקדמון המשותף לציפורים, לדינוזאורים ולפְּטֶרוֹזָאוּרים" אמר באויו ג'יאנג (Jiang), ממובילי המחקר. אב קדמון זה חי לפני כ-250 מיליון שנה, 70 מיליון שנה מוקדם יותר מההערכות הקודמות להופעה הראשונה של הנוצות.

אפשרות אחרת היא שנוצות דומות התפתחו גם אצל הפְּטֶרוֹזָאוּרים וגם אצל הדינוזאורים במקביל. התפתחות של מבנים דומים בקבוצות שונות של בעלי חיים נקראת אבולוציה מתכנסת, והיא נפוצה למדי. דוגמה אחת לכך היא הכנפיים של הפְּטֶרוֹזָאוּרים ושל העטלפים, שתיהן עשויות קרום עור, דומות במראן ומשמשות באותה צורה, אך הן התפתחו באופן בלתי תלוי זו מזו. ייתכן שכך היה גם עם הנוצות.

למה שימשו אותם סיבי-נוצות? הם וודאי לא עזרו לפְּטֶרוֹזָאוּרים לעוף כמו נוצות התעופה של הציפורים המודרניות, אך החוקרים מציעים שהם יכלו לשמש ליצירת גוף אווירודינמי יותר, כפי שעושה הפרווה של העטלפים. הסיבים גם היו עשויים לשמש לחימום – במיוחד אלו הדומים לנוצות פלומה, שמשמשות בתפקיד זה גם כיום. בנוסף, ייתכן שהיו להם צבעים שונים, שהיסוו את הפטרוזאורים בין העצים או דווקא בלטו ומשכו את בני המין השני בזמן החיזור.

שלושה סוגים של סיבים מסתעפים. האם אלה אכן נוצות קדמוניות? | מקור: Zixiao Yang, UNIVERSITY OF BRISTOL 

דרוש: זמן, וממצאים

התגובות למאמר בקהילה המדעית היו מעורבות. חלק מהמדענים מצאו את הראיות משכנעות ביותר: חוקר המאובנים סטיב ברוסט (Brusatte) למשל, שלא היה מעורב במחקר, אמר ל-BBC שאם היה רואה את הסיבים המפוצלים לבדם "הייתי נשבע שהם הגיעו מדינוזאור תֶרוֹפּוֹד". כיום אף אחד לא מפקפק בכך שמה שכיסה את גופם של התֶרוֹפּוֹדִים היו אכן נוצות. "עידן הדינוזאורים היה מלא בכל מיני סוגים של יצורים מנוצים מוזרים!" הכריז ברוסט.

אחרים, לעומתו, עדיין מפקפקים. "בבירור, חלק מהתמונות מציגות מה שנראה כסיבים מסתעפים" אמר הביולוג האבולוציוני מת'יו שאווקי (Shawkey) לניו-יורק טיימס. "אבל כמובן, הרבה דברים בטבע מסתעפים, כמו ענפים בעץ למשל, אז זה לא אומר שהסיבים הם אכן נוצות". חוקרת המאובנים ג'וליה קלארק (Clarke) הייתה נחרצת יותר: "לא הייתי משתמשת במושג 'נוצות' לתיאור המבנים האלה".

ככל הנראה, המחלוקת תימשך עד שהמדענים יאספו מאובנים נוספים, ובתקווה שמורים עוד יותר, שבהם יראו באופן ברור יותר את המבנים שכיסו את גופם של הפטרוזאורים. כפי שסיכמה חוקרת המאובנים ג'ינגמיי אוקונור (O’Connor), "רק הזמן, וממצאים טובים יותר, יגידו".