پژوهشها نشان میدهد آرکئوپتریکس، پرنده باستانی ۱۵۰ میلیون ساله، با چند پرش دوپا و بالزدن به هوا میرسید.
آرکئوپتریکس چگونه پرواز کرد؟ واقعیت با تصور رایج فرق دارد
تصور رایج این است که «نخستین پرنده» باید مانند پرندگان امروزی با یک جهش نیرومند از زمین جدا شده باشد. اما آرکئوپتریکس چنین تواناییای نداشت. پژوهشی که آناتومی این جانور را با پرندگان امروزی مقایسه کرد، نشان میدهد او احتمالاً با چند پرش رو به جلو از زمین بلند میشد و بعد از بالهایش برای ادامه پرواز استفاده میکرد.
این جانور چه ویژگیهایی میان پرنده و دایناسور داشت؟
آرکئوپتریکس از سنگهای دوره ژوراسیک در آلمان کشف شده و قدمتش به حدود ۱۵۰ میلیون سال پیش میرسد. بدنش پر داشت و بالها روی اندامش دیده میشدند، اما هنوز ویژگیهای کاملاً دایناسوری را حفظ کرده بود: دم استخوانی بلند، پنجههایی روی انگشتان جداگانه و دندانهایی در فکی که منقار نداشت.
کشف این فسیل، پیوند میان پرندگان و دایناسورها را روشنتر کرد. چارلز داروین در نخستین ویرایش کتاب «خاستگاه گونهها» در سال ۱۸۵۹ پیشبینی کرده بود که فسیلهایی از این نوع پیدا خواهند شد. یک سال بعد، پر و در فاصله دو سال، اسکلت کامل آرکئوپتریکس کشف شد.
چرا نامیدن آن بهعنوان «نخستین پرنده» دقیق نیست؟
آرکئوپتریکس پرندهای کاملشده به شکل امروزی نبود. ماهیچههای پروازش نسبتاً ضعیف بودند و استخوان سینهایِ تیغهدار نداشت؛ همان ساختاری که در پرندگان امروزی محل اتصال نیرومند ماهیچههاست. همچنین نمیتوانست بالهایش را بالاتر از خط افق ببرد.
به همین دلیل، توصیف دقیقتر این است که آرکئوپتریکس قدیمیترین گونه شناختهشده در شاخهای از تبار پرندگان است؛ شاخهای که پس از جدا شدن گروه پرندگان از دایناسورهای غیرپرنده، بیش از ۱۵۰ میلیون سال پیش شکل گرفت. اگر فسیل قدیمیتر و کمپرندهتری پیدا شود، جایگاه «قدیمیترین شاخه شناختهشده» ممکن است تغییر کند.
پژوهشگران چطور توانایی برخاستن آن را بررسی کردند؟
این بررسی از سال ۲۰۱۶ آغاز شد؛ زمانی که Colin Palmer از Markus Heller، استاد زیستمکانیک، و Neil J. Gostling خواست در حل مسئله برخاستن پرندگان اولیه همکاری کنند. پژوهشگران بهجای بازسازی مستقیم روش پرواز موجودات منقرضشده، رفتار پرندگان امروزی هنگام برخاستن را بررسی کردند.
فیلمبرداریها نشان داد پرندگان پیش از بلند شدن معمولاً با هر دو پا میپرند و بالها در جدا شدن اولیه از زمین نقش محدودی دارند. برای اندازهگیری نیروی پاها، پژوهشگران از صفحه نیرو، یک ترازوی آشپزخانه اصلاحشده، رایانه Raspberry Pi، تصویربرداری پرسرعت و اسکن CT استفاده کردند. آنها ابتدا نحوه برخاستن زاغیها را بررسی کردند و دریافتند پاها منبع اصلی نیرو هستند.
سپس Erik Meilak در پروژه دکتری خود چند پرنده، از جمله سارها و کلاغها، را بررسی کرد. همکاری با Pauline Provini نیز یافتههای مربوط به کبوترها و سهرهها را به این مجموعه افزود. همه این پرندگان برای برخاستن از پاهایشان استفاده میکردند.
آرکئوپتریکس با چند پرش میتوانست به هوا برسد
پژوهشگران با استفاده از حرکت مفصلها و نیرو و گشتاور ماهیچههای اندام عقبی، مدل خود را روی آرکئوپتریکس پیاده کردند. نتیجه نشان داد این جانور نمیتوانست مانند پرندگان امروزی، بهویژه هنگام ترس، با یک پرش انفجاری و بالزدن شدید از زمین جدا شود؛ پاها و بالهایش برای چنین برخاستنی بهاندازه کافی تکاملیافته نبودند.
بااینحال، آرکئوپتریکس احتمالاً میتوانست با ۳ پرش دوپا که هرکدام سرعت بیشتری داشت، به هوا برسد. پس از جدا شدن از زمین، بالزدن او میتوانست سرعت پروازش را به ۷ متر بر ثانیه برساند. اگر در میان پرشها بال هم میزد، احتمالاً با الگوی «پرش، بالزدن، پرش» تنها به ۲ پرش نیاز داشت.
این روش نشان میدهد پرواز پرندگان احتمالاً از یک حرکت کامل و ناگهانی آغاز نشده است. توانایی پریدن دایناسورهای تروپود، که نیاکان پرندگان به شمار میروند، میتوانسته برای فرار از شکارچی مفید باشد و بالها نیز با افزودن نیرویی به پرش، مسیر را طولانیتر کنند.
