דינוזאורים מנוצים

מאובן מיקרורפטור מראה רישומי נוצות על הזנב, הרגליים הקדמיות והרגליים האחוריות (חיצים לבנים)

מאובני דינוזאורים תרופודים עם רישומים ברורים של כסות נוצות החלו להתגלות מאז שנות ה-90 של המאה ה-20, רובם בתצורת יִישְׂייֵן במחוז ליאונינג שבסין, אך גם באזורים אחרים ברחבי העולם כמו מונגוליה הפנימית, מדגסקר, גרמניה וקנדה. מרבית הנוצות האלו הן נוצות חוטיות הדומות לנוצות פלומה בעופות בני-ימינו, ושימשו ככל הנראה בעיקר לבידוד תרמי. אך במספר מאובנים התגלו גם אברות תעופה מפותחות, וכן נוצות קישוט ארוכות.

כיום מוכרים בוודאות למעלה מ-30 סוגים שונים של דינוזאורים שהיו מכוסים בנוצות, רובם קטני גוף, אבל כוללים לפחות סוג אחד ממשפחת הטירנוזאוריים שמשקלו היה למעלה מטון. הסברה הרווחת בין הפלאונטולוגים היא שמרבית הדינוזאורים התרופודים, גם כאלו שעדיין לא התגלו אצלם עדויות מובהקות למעטה נוצות, היו מנוצים.

לפי השיטה הקלדיסטית בטקסונומיה כל העופות, בני-ימינו או נכחדים, הם למעשה דינוזאורים מנוצים. מאובן הארכאופטריקס, הנחשב לעתים לעוף הראשון, הוא למעשה מאובן הדינוזאור המנוצה הראשון שהתגלה, כבר בשנת 1861, אף כי רק בעשרות השנים האחרונות מוצאו הדינוזאורי הפך לקונצנזוס מדעי. אך המונח דינוזאור מנוצה בדרך-כלל מתייחס לאותם סוגים נכחדים שלא היו עופות.

ארכאופטריקס כדינוזאור מנוצה

הנוצה המאובנת של ארכאופטריקס שהתגלתה בשנת 1860

בשנת 1860, שנה בלבד לאחר פרסום מוצא המינים של צ'ארלס דרווין, התגלה דפוס מאובן של נוצה בודדת במחצבת אבן גיר בגרמניה, בשכבה המתוארכת כיום לתור היורה, לפני כ-145 מיליון שנה. שנה לאחר מכן נחשף, באותו המקום ובאותה השכבה, המאובן הראשון של ארכאופטריקס. שלד הארכאופטריקס הוא שלד זוחל טיפוסי - יש לו שיניים, רגליים קדמיות בעלות אצבעות נפרדות מצוידות בטפרים, וזנב ארוך המורכב מחוליות רבות ובלתי-מאוחות. ואולם במספר מאובני ארכאופטריקס נראים בבירור דפוסים של אברות תעופה מפותחות על הזרועות והזנב. ארכאופטריקס התקבל כמאובן מעבר המאשר את התפתחות העופות מזוחלים, אך לא הייתה הסכמה כללית מאיזה קבוצה של זוחלים הוא התפתח.

כבר בשנת 1868 הציע תומאס הנרי האקסלי שהארכאופטריקס התפתח מן הדינוזאורים, על בסיס דמיונו לשלד הדינוזאור התרופוד הקטן קומפסוגנתוס. אך הצעה זו נדחתה על ידי בכיר המומחים לדינוזאורים באותן שנים, ריצ'רד אוון, ופלאונטולוגים נוספים. זאת בעיקר משום שלא היו מוכרים אז דינוזאורים בעלי עצם בריח, אשר כן קיימת בארכאופטריקס ובעופות ("עצם המזלג" או "עצם המשאלות", בלטינית furcula, היא איחוי של עצמות הבריח משני צדי הגוף). בנוסף, ההשערה לא התאימה לתדמית המקובלת של הדינוזאורים באותם ימים כשוכני קרקע ענקיים ומסורבלים. לכן עד שנות ה-70 של המאה ה-20 הייתה מקובלת ההשערה שהעופות התפתחו מזוחלים ארכוזאורים, אבותיהם של הדינוזאורים.

בשנת 1964 הגדיר הפלאונטולוג האמריקאי ג'ון אוסטרום (John Ostrom) את הדינוזאור התרופוד דיינוניכוס על-פי מאובנים שגילה במונטנה, ותיאר אותו כטורף קטן, מהיר ופעלתן. השלד של דיינוניכוס, כמו גם שלדי שאר הדינוזאורים מקבוצת הדיינוניכוזאוריה הקרוייה על שמו, דומה להפליא לשלד הארכאופטריקס ולשלדי עופות בני ימינו. כך למשל יש לו עצמות בריח מאוחות לעצם מזלג, ואצבעות ארוכות בגפיים הקדמיות. בעקבות מחקרו בשלד דיינוניכוס החיה אוסטרום את השערת המוצא הדינוזאורי של העופות, ועד שנות ה-90 היא הפכה לקונצנזוס מדעי בתחום הפלאונטולוגיה.

התצורה המשוכללת של נוצות ארכאופטריקס רמזה שהן הספיקו להתפתח במשך מיליוני שנים, והופיעו לראשונה כבר אצל אבותיו הדינוזאורים. מכיוון שנוצות משתמרות במאובנים רק לעתים רחוקות מאוד ובתנאים מיוחדים, ניתן היה לשער שדינוזאורים רבים שכבר היו מוכרים למדע מקודם, ותוארו כמכוסים בקשקשים בדומה לזוחלים בני-ימינו, היו למעשה מכוסים בנוצות. ציור ראשון של דינוזאור תרופוד עטוי נוצות הופיע בשנת 1975 בספר של רוברט באקר (Robert T. Bakker), מבכירי חוקרי הדינוזאורים. אך ציור זה היה אז בגדר ניחוש מושכל, לא ממצא עובדתי, וכמה פלאונטולוגים אחרים חלקו עליו.

מאובנים ראשונים מליאונינג

מאובן סינוזאורופטריקס עם רישומי פלומה לאורך הזנב והגב, שהתגלה בשנת 1996

ממצאי מאובנים המראים בבירור סימני נוצות בדינוזאורים מאובני החלו להתגלות בשנות ה-90, בתצורת יִישְׂייֵן ובתצורות גאולוגיות נוספת מחבורת ג'הול במחוז ליאונינג בסין. תצורת יִישְׂייֵן היא כיום אחד מאתרי המאובנים החשובים בעולם, והתגלה בה מספר גדול של מאובנים מפורטים ושמורים להפליא מתחילת תור הקרטיקון, לפני כ-125 מיליון שנה. מאובנים אלו חושפים עולם חי עשיר, שכלל בין השאר צמחים בעלי פרחים מן הקדומים שהתגלו, חרקים, דגים, צפרדעים, סלמנדרות, צבים, לטאות, יונקים קדומים, וכן עופות קדומים ודינוזאורים קטנים.

בשנת 1996 התגלה בתצורת יִישְׂייֵן מאובן של דינוזאור זעיר מסוג חדש למדע, שקיבל את השם סינוזאורופטריקס, והראה רישום של מעין חוטים דמויי-פלומה על גבו וזנבו. סינוזאורופטריקס מסווג לרוב למשפחת הקומפסוגנתוסיים, שאינם התרופודים הקרובים ביותר לעופות. לכן מגליו נקטו בתחילה לשון זהירה במאמרים המדווחים עליו, ודיברו על "מבנים של העור העשויים ללמד על מוצא הנוצות". מספר חוקרים חלקו מאז על זיהוי מבנים אלו כנוצות, והציעו שמדובר בסיבי קולגן פנימיים, כלומר שנמצאו במקור בתוך הגוף. ואולם התנגדות זו מקובלת כיום פחות ופחות, בעקבות עדויות על קיום נוצות לפחות בסוג אחד נוסף של קומפסוגנתוסיים, וכן בעקבות הגילוי שמבנים אלו מכילים מלנין, המעיד על דגמי צבע בדומה לנוצות של עופות בני-ימינו. יתר-על-כן, במאובנים של עופות קדומים מתצורת יִישְׂייֵן, אשר אין ספק במציאות נוצות אצלם, נראים רישומי פלומה דומים לאלו הנראים במאובני הדינוזאורים, ואין סיבה לקבל את הראשונים אך לפסול את האחרונים.

פרשת זיוף ה"ארכאורפטור"

בשנת 1997, מאובן מתצורת יִישְׂייֵן הוברח מסין באופן בלתי-חוקי, נרכש על ידי מוזיאון קטן ביוטה בסכום של 80 אלף דולר, והושאל למגזין נשיונל ג'יאוגרפיק לצורך פרסומו. המאובן הראה כביכול שלד של עוף בעל זנב ארוך של דינוזאור. למרות שהמאובן לא נבדק על ידי גוף מדעי רשמי כלשהו, ולא תואר כמקובל במאמר מדעי שעבר ביקורת עמיתים, פרסם המגזין בשנת 1999 כתבה עיתונאית גדולה על המאובן ועל חשיבותו כ"חולייה חסרה" באבולוציה של העופות. הכתבים הציעו לכנות את המאובן "ארכאורפטור ליאונינגנסיס" (Archaeoraptor liaoningensis), למרות שגם השם לא נרשם כשם מדעי רשמי.

פלאונטולוגים רבים מתחו ביקורת נוקבת על אי-תקינותו המדעית והאתית של הפרסום במגזין, והביעו חשד כי הממצא מזוייף. מאמר מדעי על ארכאורפטור נדחה על ידי שופטי כתב העת המדעי היוקרתי Nature. החשדות אושרו בשנת 2000 כאשר שו שינג (Xu Xing), אז סטודנט לתואר שני וכיום מחשובי הפלאונטולוגים הסינים החוקרים את מאובני יישיין, הצליח לאתר את גוש הסלע הכולל את חלקו המשלים של זנב ה"ארכאורפטור". הסתבר כי זהו זנב של סוג אחר של דינוזאור מנוצה, המיקרורפטור, אשר הזייפן המקורי (שזהותו אינה ידועה, אך היה קרוב לוודאי פועל סיני שחצב באתר באופן בלתי-חוקי) הצמיד באופן מלאכותי למאובן אחר של עוף קדום, שאף אותו מצא בתצורת יישיין ומוגדר כיום כסוג יאנאורניס. בעקבות תגליתו של שוּ הודו עורכי המגזין נשיונל ג'יאוגרפיק כי נפלו קורבן לתרמית. לשני הסוגים ששימשו למעשה הזיוף, מיקרורפטור ויאנאורניס, יש היום חשיבות מדעית.

תגליות מן המאה ה-21

מאובן ג'ינפנגופטריקס, דינוזאור דמוי ארכאופטריקס מליאונינג. החלק העליון מראה זנב דינוזאורי ארוך עם רישומי נוצות

החל משנת 2000 לערך הפכו תגליות דינוזאורים מנוצים מליאונינג לעניין שבשגרה. מאובנים רבים כאלו מתגלים בכל שנה, ונכון לשנת 2012 הוגדרו מדעית למעלה מ-20 סוגי דינוזאורים מנוצים, רובם על ידי פלאונטולוגים מן המכון לפלאונטולוגיה של בייג'ינג, וכן על ידי פלאונטולוגים מערביים החופרים בסין ברישיון. אף שהסוגים המתגלים בליאונינג חדשים למדע, רובם דומים לסוגי דינוזאורים שכבר ידועים מרחבי העולם, ומסווגים למשפחות דינוזאורים מוכרות, המשתייכות למרבית הקבוצות של תרופודים. בעקבות תגליות אלו הסברה המקובלת כיום היא שרוב הדינוזאורים התרופודים של היורה והקרטיקון, גם כאלו שעדיין לא התגלו אצלם רישומי נוצות, היו מנוצים.

במרבית הסוגים החדשים מתגלים רישומי נוצות חוטיות דמויות נוצות פלומה, אך בכמה מן המאובנים, בעיקר כאלו המסווגים למשפחות הקרובות יותר לעופות, מתגלים גם רישומי נוצות ארוכות בעלות קולמוס מרכזי, הדומות מאוד לאברות תעופה של עופות בני-ימינו. דוגמה מפורסמת היא המיקרורפטור, דינוזאור קטן ממשפחת הדרומאוזאוריים, שבמספר מאובנים שלו התגלו נוצות ארוכות ואסימטריות, בדומה לאברות יד של עופות, גם על הזרועות וגם על הרגליים האחוריות, כך שהתקבלה תצורה של "ארבע כנפיים". התכונות האוירודינמיות של דגם מיקרורפטור נבדקו במנהרת רוח, ומוערך שהוא דאה בין ענפים בדומה לסנאים מעופפים בני-ימינו. נוצות מפותחות נמצאו גם בסוגי דינוזאורים הדומים מאוד לארכאופטריקס, כמו ג'הולאורניס וג'ינפנגופטריקס. סיווגים מסוימים מגדירים סוגים אלו כ"עופות", אך בדומה לארכאופטריקס הם עדיין בעלי תכונות "דינוזאוריות" רבות, כמו שלד זנב ארוך עם חוליות בלתי-מאוחות.

מאובני דינוזאורים מנוצים מאזורים נוספים בעולם

תנאים מיוחדים דרושים להשתמרות רישומי נוצות במאובנים, והם מתקיימים בדרך-כלל רק באתרי מאובנים מעטים מאוד בעולם, כמו בחבורת התצורות של הג'הול בליאונינג, או במחצבת זולנהופן (Solnhofen) בגרמניה שבה התגלו מאובני הארכאופטריקס. במרבית שאר אתרי הדינוזאורים בעולם, הפלאונטולוגים לרוב נוהגים "לנקות" מאובני דינוזאורים עד העצם, ובכך הם מוותרים מראש על האפשרות לזהות רקמות גוף כלשהן מלבד השלד, ומעטה נוצות בכלל זה.

עם זאת, בשנת 2012 דיווח מאמר מדעי ב-Science על מאובן הדינוזאור הראשון ביבשת אמריקה שהתגלה עם רישומי נוצות. המאובן התגלה בפרובינציית אלברטה בקנדה, אזור עשיר מאוד במאובני דינוזאורים, והוא שייך לסוג שהיה מוכר היטב עוד מקודם - אורניתומימוס, דינוזאור תרופוד דמוי יען ממשפחת אורניתומימיים. הפלאונטולוגים שגילו את המאובן השגיחו בשלב מוקדם של החפירה בסימנים דומים לרישומי הנוצות החוטיות שהתגלו בדינוזאורים המנוצים של ליאונינג, והחליטו לנקות את המאובן באופן שיאפשר להם להבחין גם ברקמות שאינן שלד. בנוסף הם החליטו לנקות באותו אופן מאובנים אחרים מאותו הסוג, שנחפרו מאותו אתר עוד קודם לכן. בסופו של דבר הם הצליחו לגלות שלושה מאובני אורניתומימוס עם מעטה נוצות. באחד מהם, מאובן של פרט צעיר, התגלו רישומי מעטה דמוי פלומה על הגוף, ואצל הבוגרים התגלו גם סימני נוצות בעלות קולמוס (ציר מרכזי) על הזרועות.

צבעי נוצות בדינוזאורים

שיחזור אמנותי של אנכיאורניס עם צבעי הנוצות שהתגלו במחקר המאובנים שלו

מקובל לשער שכמה מנוצות הדינוזאורים היו צבעוניות, בדומה לנוצותיהם של עופות רבים. השערה זו סבירה בעיקר משום שנראה כי נוצות אלו שימשו בחלקן כנוצות קישוט לתצוגות חיזור ותוקפנות, למשל נוצות הזנב הדקות והארוכות מאוד הנראות במאובן של אפידקסיפטריקס, אשר קשה לחשוב על תפקיד אחר בשבילן. ברם, הצבעים עצמם אינם שורדים במאובנים, ועד לשנת 2010 כל צבעי הנוצות שהופיעו באיורים ובשיחזורים אמנותיים של דינוזאורים היו בגדר ניחושים בלבד.

בבדיקות מיקרוסקופיות של רישומי נוצות במאובני דינוזאורים מתגלים גופיפים זעירים רבים בגודל של מיקרונים בודדים. בתחילה סברו שאלו שרידי חיידקים אשר ניזונו מן הנוצות לאחר מות הדינוזאורים. אך בבחינה מדוקדקת יותר באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים הסתבר שאלו שרידי מלנוזומים - אברוני תא המכילים מלנין, הצבען המעניק את הצבע לנוצות של עופות בני-ימינו. המלנוזומים של צבעים שונים נבדלים בצורתם ובתכונותיהם, ובאמצעות השוואת המלנוזומים המאובנים לאלו הידועים מעופות בני-ימינו ניתן להסיק את צבעי הנוצות של דינוזאורים. בשנת 2010 היה סינוזאורופטריקס לדינוזאור הראשון שבו פוענחו צבעי הנוצות, ומיד לאחריו גם אנכיאורניס, וכן מיקרורפטור בשנת 2012. נמצא כי סינוזאורופטריקס היה בצבע חום-אדמדם, גופו וכנפיו של אנכיאורניס היו בדגם מפוספס בשחור-לבן, עם ציצית ראש בצבע חום-אדמדם. צבעו של מיקרורפטור היה שחור עם ברק סגלגל-ירקרק, בדומה לזה של עורב שחור.

ראיות עקיפות לנוצות בדינוזאורים

שיחזור אמנותי של ולוצירפטור עם נוצות בעלות קולמוס על הזרועות

ישנם סוגי דינוזאורים אשר נמצאו רק באתרי מאובנים בהם לא ניתן לראות את רישומי הנוצות עצמן, אך נמצאו אצלם ראיות עקיפות לקיום נוצות, בעיקר "צלקות קולמוס" (אנגלית: quill knobs). אלו הן בליטות קטנות המופיעות בשורה סדורה על עצמות הגומד, במקומות שבהן הקולמוסים של הנוצות התחברו אל הזרועות. צלקות כאלו נמצאות גם בעצמות הגומד של עופות רבים בני-ימינו, ומציאותם במאובן של דינוזאור תרופוד נחשבת כראייה טובה לנוצות בעלות קולמוס על זרועותיו, בייחוד אם הוא משתייך לאחת המשפחות שבהן התגלו כבר מקודם סוגים אחרים עם רישומי נוצות בעלות קולמוס. מצד שני, לא בכל העופות המעופפים בני-ימינו יש צלקות קולמוס, ולכן העדרן אינו נחשב כראייה להעדר נוצות בסוגי דינוזאורים נכחדים.

סוג הדינוזאור הידוע ביותר שעל זרועותיו נמצאו צלקות קולמוס הוא ולוצירפטור, אשר התפרסם בציבור בעקבות הופעתו בסרטי פארק היורה. בניגוד לעיצוב הולוצירפטורים בסרט, מרבית החוקרים סוברים שהם היו עטויים בנוצות. ולוצירפטור שייך לקבוצת הדיינוניכוזאוריה ולמשפחת הדרומאוזאוריים, שבהן התגלו מספר סוגים עם רישומי נוצות ברורים.

סוגים נוספים אצלם התגלו צלקות קולמוס הם אבימימוס (Avimimus) ורהונאביס (Rahonavis).

בדינוזאורים שאינם תרופודים

מאובן פסיטקוזאור מתצורת יישיאן, עם שדרת גבעולים דמויי נוצות על זנבו (משמאל)

הסברה המקובלת בין הפלאונטולוגים היא שנוצות התפתחו אצל התרופודים, תת-סדרה של דינוזאורים טורפים השייכת לסדרת בעלי אגן דמוי לטאה, שמתוכה התפתחו העופות. הסדרה השנייה של דינוזאורים קיבלה את השם בעלי אגן דמוי עוף, על פי מבנה האגן שלה, אך זוהי דווקא הסדרה שממנה לא התפתחו העופות. לכן מרבית החוקרים לא ציפו למצוא אצלם נוצות.

למרות זאת, מאז שנת 2002 נמצאו מבנים דמויי-נוצות על העור של לפחות שני סוגי דינוזאורים בעלי אגן דמוי עוף: פסיטקוזאור (Psittacosaurus) וטיאניולונג (Tianyulong). בשני המקרים, מבנים אלו נראים במאובנים כגבעולים ארוכים, כעין קולמוסי נוצה חסרי סעיפים, והם צומחים מן הגב והזנב, ככל הנראה בשדרה יחידה. תפקידם אינו ברור אך ייתכן ששימשו לתצוגות ראווה, בדומה למבנים רבי רושם אחרים אצל דינוזאורים בעלי אגן דמוי עוף כמו ה"צווארון" של הטריצרטופס.

לא ברור עדיין אם מבנים אלו הומולוגים לנוצות, או שהתפתחו באופן בלתי-תלוי. במידה והם הומולוגים, פירוש הדבר שנוצות הופיעו לראשונה עוד לפני הפיצול בין שתי הסדרות של דינוזאורים, בתור הטריאס לפני כ-230 מיליון שנה. במקרה זה יש לצפות לגילוי נוצות על מאובני דינוזאורים מכל הקבוצות, גם כאלו שאינם תרופודים.

סוגים ידועים בוודאות

ידועים כ-30 סוגי דינוזאורים בהם התגלו רישומי נוצות ברורים. כמה מסוגים אלו מצוינים באותיות מודגשות ברשימה למטה, מסווגים לקבוצותיהם הטקסונומיות המקובלות. לגבי כמה מן הסוגים יש מחלוקת בנוגע לסיווגם הנכון.

שיחזור אמנותי של אנכיאורניס, דינוזאור מנוצה מתור היורה

שיחזור אמנותי של ג'ינפנגופטריקס, דינוזאור מנוצה מתור הקרטיקון

• דינוזאוריה

• בעלי אגן דמוי לטאה (Saurischia)

• תרופודה (Theropoda)

• טטנורים (Tetanurae)

• קלורוזאוריה (Coelurosauria)

• קומפסוגנתוסיים (Compsognathidae)

• סינוקליופטריקס (Sinocalliopteryx gigas) (קרטיקון 125)
• סינוזאורופטריקס (Sinosauropteryx prima) (קרטיקון 125-122)

• טירנוזאוריים (Tyrannosauridae)

• דילונג (Dilong paradoxus) (קרטיקון 139-128)
• יוטירנוס (Yutyrannus huali) (קרטיקון 125)

• אורניתומימוזאוריה (Ornithomimosauria)

• אורניתומימוס (Ornithomimus) (קרטיקון 70)

• אלווארסזאוריים (Alvarezsauroidea)
• מנירפטורים (Maniraptora)

• תריזינוזאוריה (Therizinosauria)

• בייפיאוזאור (Beipiaosaurus inexpectus) (קרטיקון 124)

• אובירפטורוזאוריה (Oviraptorosauria)

• קאודיפטריים (Caudipteridae)

• קאודיפטריקס (Caudipteryx) (קרטיקון 125)
• סימילקאודיפטריקס (Similicaudipteryx yixianensis) (קרטיקון 120-124)

• פאראבס (Paraves)

• דיינוניכוזאוריה (Deinonychosauria)

• טרודונטיים (Troodontidae)

• אנכיאורניס (Anchiornis huxleyi) (יורה 161)
• ג'ינפנגופטריקס (Jinfengopteryx elegans)(קרטיקון 122)

• דרומאוזאוריים (Dromaeosauroidea)

• שיאוטינגיה (Xiaotingia zhengi) (יורה 160)
• סינאורניתוזאור (Sinornithosaurus) (קרטיקון 124)
• מיקרורפטור (Microraptor zhaoianus) (קרטיקון 120)

• אביאלאה (Avialae)

• סקנסוריופטריגיים (Scansoriopterygidae)

• אפידקסיפטריקס (Epidexipteryx hui) (יורה 151)
• סקנסוריופטריקס (Scansoriopteryx heilmanni) (יורה 151)

• ארכאופטריגיים (Archaeopterygidae)

• ארכאופטריקס (Archaeopteryx lithographica) (יורה 145)

• עופות (Aves)

קישורים חיצוניים

• ‫
  שגיאות פרמטריות בתבנית:Ynet
  פרמטרים ריקים [ 5 ] לא מופיעים בהגדרת התבנית רן לוי, הדינוזאור-ציפור שהפיל את "נשיונל ג'אוגרפיק", באתר ynet, 22 ביולי 2010‬

הערות שוליים

שגיאות פרמטריות בתבנית:הערות שוליים
פרמטרים [ טורים ] לא מופיעים בהגדרת התבנית