현대 조류는 Theropods로 알려진 2 개의 다리가있는 공룡 그룹에서 내려 왔으며, 그 멤버들은 Tooking Tyrannosaurus Rex 을 포함합니다. 그리고 더 작은 벨로 캡처. 아비안과 가장 밀접하게 관련된 theropod는 일반적으로 100 ~ 500 파운드 사이의 무게 (대부분의 현대 조류에 비해 거인)가 있었고 큰 주둥이, 큰 이빨, 귀 사이에는 많지 않았습니다. 예를 들어 Velociraptor는 코요테와 같은 두개골과 비둘기의 크기와 같은 두개골을 가졌습니다.
수십 년 동안, 고생물학 자들의 조류와 공룡 사이의 화석 연결은 깃털이 달린 날개를 가진 하이브리드 생물이지만 공룡의 치아와 긴 뼈 꼬리가있는 고고기 렉스였습니다. 이 동물들은 1 천만 년 만에 새 같은 특징 (깃털, 날개 및 비행)을 습득 한 것으로 보였습니다. 영국의 브리스톨 대학교 (University of Bristol)의 고생물학자인 마이클 벤턴 (Michael Benton)은“고풍스러운 조류의 특성으로 완전히 튀어 나온 것 같다”고 말했다.
이 기적적인 변태증을 설명하기 위해 과학자들은 종종“희망적인 괴물”이라고하는 이론을 불러 일으켰습니다. 이 아이디어에 따르면, 주요 진화론 적 도약은 종 내의 일상적인 변형과 질적으로 다른 대규모 유전 적 변화를 필요로한다. 짧은 시간 척도에서 그러한 실질적인 변화만이 이야기가 나왔을 때, 300 파운드의 테로 포드에서 참새 크기의 선사 시대 조류로 갑자기 전환을 설명 할 수 있습니다. .
그러나 공룡이 새들이 어떻게 새들이 더 미묘하다는 이야기에 대한 이야기가 점점 더 분명 해졌다. 발견에 따르면 깃털과 같은 조류 특징은 새가 진화하기 오래 전에 나타나기 시작했으며, 이는 새가 단순히 기존의 많은 특징을 새로운 용도로 적응 시켰음을 나타냅니다. 그리고 최근의 연구에 따르면 몇 가지 간단한 변화 (그 중에서도 더 아기 같은 두개골 모양이 성인으로 채택되는 것)가 조류에 대한 최종 푸시에서 필수적인 역할을했을 것입니다. 조류는 공룡 조상보다 훨씬 작을뿐만 아니라 공룡 배아와 밀접하게 닮았습니다. 이와 같은 적응은 현대 조류의 구별 기능, 즉 비행 능력과 놀랍도록 민첩한 부리를위한 길을 열었을 수 있습니다. 이 연구는 일련의 작은 진화론 적 단계에서 얼마나 큰 진화론 적 변화가 발생할 수 있는지를 보여줍니다.
팬텀 도약
1990 년대에 중국의 새로운 공룡 화석이 유입되면서 깃털 놀라운 놀라움이 나타났습니다. 이 화석들 중 다수는 날개가 부족했지만, 퍼지 강모에서 완전히 관절화 된 퀼에 이르기까지 깃털이 쏟아졌습니다. Spotty 화석 기록을 채운이 새로운 중개 종의 발견은 고생물학 자들이 공룡 간 전환을 어떻게 생각했는지에 변화를 일으켰습니다. 한때 새들에게 독특하다고 생각되는 깃털은 새가 발달하기 오래 전에 공룡에서 진화했을 것입니다.
구조적 변화를 추적하고 표본이 서로 관련되는 방식을 매핑하는이 화석에 대한 정교한 새로운 분석은 조류 특징이 오랜 시간에 걸쳐 진화했다는 아이디어를 뒷받침합니다. 현재 생물학 에 발표 된 연구에서 지난 가을, 스코틀랜드 에딘버러 대학교의 고생물학자인 Stephen Brusatte와 공동 작업자들은 Coelurosaurs의 화석을 검사했습니다. 그들은 시간이 지남에 따라 다수의 골격 특성의 변화를 추적했고 다른 coelurosaurs와 새들을 구별하는 큰 점프가 없다는 것을 발견했습니다.
.“새는 t에서 진화하지 않았습니다. 렉스 밤새, 오히려 새의 고전적인 특징은 하나씩 진화했습니다. 첫 번째 쌍곡 운동, 깃털, 위시 본, 퀼 펜 깃털처럼 보이는 더 복잡한 깃털, 날개”라고 Brusatte는 말했습니다. "최종 결과는 공룡과 조류 사이의 비교적 원활한 전환으로 인해이 두 그룹 사이에 쉬운 선을 그릴 수는 없습니다."
.그럼에도 불구하고 조류의 특징이 마련되면 새들이 이륙했습니다. Coelurosaurs에 대한 Brusatte의 연구에 따르면 Archeopteryx와 다른 고대 조류가 나타나면 다른 공룡보다 훨씬 빠르게 진화하기 시작했습니다. 희망적인 몬스터 이론은 거의 정확히 뒤로 가졌다. 진화의 파열은 새를 생산하지 않았다. 오히려 새들은 진화의 폭발을 일으켰습니다. Brusatte는“새가 성공적인 새로운 신체 계획과 새로운 유형의 생태학 (작은 크기로 날아가는 새로운 유형의 생태학)에서 일어난 것 같습니다.
작은 것의 중요성
대부분의 사람들은 깃털이나 날개를 공룡과의 주요 특징적인 특징으로 지명 할 수 있지만, 그룹의 작은 키도 매우 중요합니다. 새로운 연구에 따르면 새 조상은 빨리 줄어들 었으며, 이는 소형 크기가 중요하고 유리한 특성, 아마도 조류 진화의 필수 요소 일 것임을 나타냅니다.
.다른 조류 특징들과 마찬가지로, 새들이 진화하기 오래 전에 신체 크기가 줄어들었을 것입니다. Science 에 발표 된 연구 작년에 소형화 과정은 과학자들이 예상했던 것보다 훨씬 일찍 시작된 것으로 나타났습니다. 일부 coelurosaurs는 2 억년 전까지 수축하기 시작했습니다. 당시 대부분의 다른 공룡 계보가 커지고있었습니다. Benton은“소형화는 특히 공룡들 사이에서 드문 일입니다
조류 조상이 날개를 키우고 활공 비행 실험을 시작하면 그 수축이 쏟아졌습니다. 작년에 Benton의 팀은 Paraves로 알려진이 공룡 계보가 다른 공룡 계보가 증가하는 것보다 160 배 더 빨리 줄어들고 있음을 보여주었습니다. Benton은“다른 공룡은 점점 커지고 추악 해졌지만이 라인은 조용히 점점 작아지고 있습니다. "우리는 그 시점에서 강렬한 선택의 사건을 표시했다고 생각합니다."
빠른 소형화는 작은 새들이 큰 새보다 강력한 이점을 가지고 있었음을 시사합니다. Brusatte는“아마도 이러한 감소는 새로운 서식지, 새로운 삶의 방식을 열거 나 생리학 및 성장 변화와 관련이 있었을 것입니다. 벤턴은 파인트 크기의 이점이 새 조상이 나무로 옮겨 가면서 음식과 대피소의 유용한 공급원으로 떠 올랐을 것이라고 추측합니다.
그러나 그 이유가 무엇이든간에, 작은 키는 비행의 유용한 선구자 였을 것입니다. 큰 동물이 미끄러질 수 있지만 날개를 치는 진정한 비행은 날개 크기의 특정 비율과 무게를 필요로합니다. 새들은 짧은 글라이드 이상을 위해 공기를 타기 전에 더 작아야했습니다.
베이비 페이스
2008 년에 하버드 대학교의 생물 학자 인 아르 카트 압자 노프 (Arkhat Abzhanov)는 악어 계란에 깊은 팔꿈치였습니다. 악어는 공룡이있는 공통 조상에서 내려 오기 때문에 조류와 유용한 진화론 적 비교를 제공 할 수 있습니다. (외모에도 불구하고 새들은 도마뱀보다 악어와 더 밀접한 관련이 있습니다.) Abzhanov는 악어의 척추를 연구하고 있었지만, 가장 강타한 것은 머리의 새 모양이었습니다. 악어 배아는 닭과 매우 비슷해 보였다. 아기 공룡의 화석화 된 두개골은 같은 패턴을 보여줍니다. 그들은 성인 조류와 비슷합니다. 이 두 가지 관찰을 염두에두고 Abzhanov는 아이디어를 가지고있었습니다. 아마도 새들은 인생 초기에 발달 패턴을 체포함으로써 공룡에서 진화했을 것입니다.
이 이론을 테스트하기 위해 Abzhanov는 뉴욕의 미국 자연사 박물관의 고생물학자인 Mark Norell, Bhart-Anjan Bhullar, Abzhanov의 실험실의 박사 과정 학생과 다른 동료 인 Mark Norell과 함께 고대 조류를 포함하여 전 세계의 화석에 대한 데이터를 수집했으며, 그와 같은 화석의 계란과 같은 고대 조류를 포함하여 전 세계의 화석에 대한 데이터를 수집했습니다. 그들은 공룡이 새로 변모함에 따라 두개골 모양이 어떻게 바뀌 었는지 추적했습니다.
시간이 지남에 따라 그들은 얼굴이 무너지고 눈, 뇌와 부리가 자랐습니다. Abzhanov는“첫 번째 새들은 벨로 시랩터의 후기 배아와 거의 동일했습니다. "현대 새들은 더욱 아기처럼되었고 배아 형태로 인해 훨씬 줄어 듭니다." 요컨대, 새들은 재생산 할 수있는 작은 영아 공룡과 비슷합니다.
Paedomorphosis로 알려진이 과정은 효율적인 진화 경로입니다. 버클리 캘리포니아 대학교의 발달 생물 학자 인 니팜 파텔 (Nipam Patel)은“새로운 것을 생각해 내기보다는 이미 가지고있는 무언가를 취하고 확장합니다.
가을에 Yale University에서 자신의 실험실을 시작할 Bhullar는“우리는 Evolution이 이전에 감사했던 것보다 훨씬 더 우아하게 작동한다는 것을보고 있습니다. "새 두개골에 들어가는 엄청난 변화는 모두 초기 배아의 한 분자 변화 세트에 대해 Paedomorphosis에 빚을 질 수 있습니다."
조류의 진화에 Paedomorphosis가 왜 중요한가? 소형화를 유도하거나 그 반대도 마찬가지입니다. 규모의 변화는 종종 개발 변화와 관련이 있으므로 작은 규모에 대한 선택은 성인 형태의 발달을 체포했을 수 있습니다. Benton은“발달 시퀀스를 짧게 줄이는 깔끔한 방법은 더 작은 크기로 성장을 멈추는 것입니다. 성인의 아기와 같은 두개골은 또한 새 동물이 일반적으로 성인보다 몸에 비해 더 큰 머리를 가지고 있기 때문에 조류의 뇌 크기 증가를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. "뇌 크기를 향상시키는 좋은 방법은 어린이 크기를 성인으로 유지하는 것입니다."
(실제로, Paedomorphosis는 진화에서 여러 가지 주요 전이, 아마도 포유류와 인간의 발달에 기초 할 수 있습니다. 침팬지의 경우에 우리의 큰 두개골은 Paedomorphosis의 경우가 될 수 있습니다.)
.또한 Paedomorphosis는 두개골을 새로운 구조를 만들 수있는 공백 슬레이트로 만드는 데 도움이되었습니다. 주둥이를 지우면서 새들의 가장 중요한 특징 인 Beak.
의 길을 열었을 것입니다.부리의 탄생
진화 시대에 깊은 곳에서 일어난 일을 연구하는 데있어 문제는 무슨 일이 있었는지 정확히 아는 것이 불가능하다는 것입니다. 과학자들은 조류가 공룡에서 어떻게 진화했는지 또는 그 변화에 어떤 특징이 필수적인지 정확하게 해독 할 수 없습니다. 그러나 진화, 유전학 및 발달 생물학의 세 분야의 교차점으로 인해 이제 특정 특징이 어떻게 생겼는지 탐구 할 수 있습니다.
Abzhanov의 특별한 관심사 중 하나는 새들이 음식을 찾고, 깨끗하게하고, 둥지를 만들고, 젊은이를 돌보는 데 사용하는 놀라운 구조 인 Beak입니다. 그는 새들의 광범위한 성공이 비행 능력뿐만 아니라 놀라운 부리의 다양한 비니에서 비롯된 것이라고 이론화합니다. "현대 새들은 얼굴에 한 쌍의 손가락을 진화시켰다"고 그는 말했다.
Bird Evolution에 대한 통찰력으로 Abzhanov, Bhullar 및 공동 작업자는 부리를 형성하는 데 도움이되는 유전 적 메커니즘을 파헤칠 수있었습니다. 지난 달 evolution 에 발표 된 새로운 연구에서 , 연구자들은 몇 개의 작은 유전 적 조정만이 조류 얼굴을 공룡과 비슷한 곳으로 변형시킬 수 있음을 보여줍니다.
현대 조류에서는 Premaxillary 뼈로 알려진 두 개의 뼈가 부리가됩니다. 그 구조는 공룡, 악어, 고대 조류 및 대부분의 다른 척추 동물의 구조와는 상당히 다릅니다. 그 변화가 어떻게 발생했는지 알아 내기 위해, 연구자들은이 뼈에서 이들 뼈에서 발현되는 두 유전자의 활동을 맵핑했다 :악어, 닭, 생쥐, 도마뱀, 거북이 및 Emus, 고대 새를 연상시키는 살아있는 종.
그들은 파충류와 포유 동물이 발달하는 비강의 양쪽에 두 개의 활동 패치가 있음을 발견했습니다. 손에 새들은 얼굴 앞쪽에있는 훨씬 더 큰 단일 패치를 가지고있었습니다. 연구원들은 악어 패턴이 비슷한 주둥이와 사구 뼈를 가지고 있다는 점을 감안할 때 공룡의 대리자 역할을 할 수 있다고 추론했다. 그런 다음 연구원들은 화학 물질을 사용하여 닭 배아에서 새 특이 적 유전자 발현 패턴을 풀어 얼굴 한가운데의 유전자를 차단했습니다. (윤리적 인 이유로, 그들은 닭이 부화하는 것을 허용하지 않았습니다.)
결과 :처리 된 배아는 더 공룡과 같은 얼굴을 개발했습니다. 오스틴 텍사스 대학교의 고생물학자인 티모시 로우 (Timothy Rowe)는“그들은 기본적으로 멸종 된 공룡의 형태처럼 보이는 것으로 새 배아를 다시 키웠다”고 말했다.
이 결과는 단순한 분자 조정이 주요 구조적 변화를 유발할 수있는 방법을 강조합니다. Abzhanov는“새가 새로운 얼굴을 만들기 위해 기존 도구를 새로운 방식으로 사용한다”고 말했다. "그들은 새로운 유전자 나 경로를 진화시키지 않았고 기존 유전자의 통제를 바꾸었다."
.Brusatte와 다른 사람들의 연구와 마찬가지로 Abzhanov의 연구는 희망적인 괴물 이론에 도전하며 유전 적 규모로 도전합니다. 부리의 생성은 특별한 진화 점프 또는 대규모 유전자 변화가 필요하지 않았습니다. 오히려, Abzhanov는 미세 진화 (종 내의 사소한 변화)를 형성하는 동일한 힘이 또한 거시 진화, 완전히 새로운 특징의 진화와 새로운 종 그룹의 진화를 주도 함을 보여 주었다.
.구체적으로, 유전자가 조절되는 방법의 작은 변화는 수백만 년에 걸쳐 진화 한 부리의 초기 생성과 몇 세대에 걸쳐 변화 할 수있는 다양한 조류 부리의 형태를 이끌어 냈을 가능성이 높습니다. Abzhanov는“우리는 간단한 규제 변화가 큰 영향을 줄 수 있음을 보여줍니다.
Bhullar와 Abzhanov는 두개골과 뇌 발달의 다양한 특징을 조작하기 위해 동일한 접근법을 사용하여 부리와 새 두개골이 어떻게 진화했는지에 대한 문제를 더 깊이 파헤칠 계획입니다. Bhullar는“우리는이 작업의 표면을 방금 긁었습니다.
교정 2015 년 6 월 3 일 :원래 기사에 따르면 악어는 공룡의 후손이라고 밝혔다. 실제로 악어와 공룡은 공통 조상을 공유합니다. 이 기사는이를 반영하기 위해 개정되었습니다.
2015 년 6 월 4 일 :“The Incredible Shrinking Bird”그래픽의 공룡 실루엣은 다음 그림을 기반으로합니다. Jordan Mallon의 Monolophosaurus, Emily Willoughby의 Deinonychus 및 Matt Martyniuk의 Velociraptor.
