Vlad Krasen
0 
1060
198
ALBUQUERQUE, N.M. - Gamle organer fossiler sjældent, så paleontologer var bedøvede over at finde de utroligt godt bevarede rester af en lunge, der hørte til fuglen fra dinosauralderen.
Oprindeligt var forskere glade for at beskrive eksemplet på Archaeorhynchus spathula, en fugl, der levede for omkring 120 millioner år siden, fordi dens fossil havde udsøgt bevaret fjer, inklusive en unik pintail, der ikke ses i nogen anden kridttørn, men er almindelig hos fugle i dag.
En nærmere undersøgelse afslørede imidlertid, at fuglens lunger også var blevet fossiliseret, hvilket betyder, at paleontologerne havde opdaget den ældste "informative" fossiliserede lunge på rekord (mere om det senere) og den ældste fossiliserede lunge nogensinde set i en fuglefossil, sagde undersøgelses co - ledende forsker Jingmai O'Connor, professor ved Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology ved det kinesiske videnskabsakademi. [Tiny Dino: Rekonstruering af Microraptors sorte fjer]
Selve fossilen er fra den tidlige kridte Jehol Lagerstätte-formation i det nordøstlige Kina, men O'Connor og hendes kolleger fandt det på Shandong Tianyu naturmuseum i Pingyi, hvor en ivrig fossilindsamler huser de tusinder af fuglefossiler, han har købt over årtier.
Dette er den femte beskrevet A. spatel -eksemplet - en tandløs fugl, duestørrelse - men det er langt den bedst bevarede, sagde O'Connor. Det er især på grund af det flekkede, hvide materiale i brysthulen, der ser ud til at være en fossiliseret lunge.
Fundet afslører, at lungestrukturen hos tidlige fugle svarer til moderne fugls lunger, sagde forskerne. Det betyder at A. spatel havde sandsynligvis ensrettet luftstrøm i lungerne - luften, der flydede ind, var stort set frisk og fuld af ilt, i modsætning til luften i pattedyrs lunger, der er blandet med både ny og tidligere åndedræbt luft, hvilket betyder, at den har et lavere iltindhold.
”Lunger af fugle er meget forskellige fra vores lunger og [havde] meget mere komplekse strukturer,” fortalte P. Martin Sander, en paleontolog ved University of Bonn i Tyskland, som ikke var involveret i forskningen, i en e-mail. "De ligner en poserør, med et luftstyringssystem (luftsække) adskilt fra gasveksleren (selve lungen), som er bevaret her."
Levende krokodiller har også lunger med envejs luftstrøm, og paleontologer anså det for at være forfædre i tidlige fjerede dinosaurier. Men bevis for en sådan lungestruktur i en tidlig fugl har været undvigende indtil nu.
Dybt dykk
For at få et bedre kig på de antatte lungerester, "gik vi og udpakkede nogle prøver, satte dem i SEM [scanningselektronmikroskop] og - bom - lungevæv," fortalte O'Connor. Fordi O'Connor er specialiseret i anatomi i skelet (ikke orgel), rodede hun i John Maina, en professor i zoologi ved University of Johannesburg i Sydafrika, der er ekspert på levende fuglers lunger.
”Jeg var som,” Se, tror du, at dette er lungevæv? Hvis du tror, det er det, er det ingen af os, der graver-i-smuds-paleontologer, kan argumentere med dig, ”sagde O'Connor. Mainas bidrag var så kritisk, at han blev medforsker i undersøgelsen.
En analyse af vævet viste, at det indeholdt strukturer, der ligner blodkapillærer, som absorberer ilt for at hjælpe med at styrke den meget energiske flygtning af fugle. "Avian flight er den mest fysisk krævende form for bevægelse, så du har brug for meget ilt til det," sagde O'Connor. [Fotos: Dinosaur-æra fugl sportede båndlignende fjer]
Det er muligt, at denne unikke struktur var unik for Ornithuromorpha, en klede (gruppe) af gamle fugle, der overlevede masseudryddelsen for omkring 66 millioner år siden og inkluderer dagens levende fugle. "Måske var denne specialisering kun i den clade og var en af de mange faktorer, der tillod [deres] overlevelse," sagde O'Connor.
Derudover ser det ud til, at den fossiliserede lunge var indlejret i fuglens ribben, ligesom fuglelungerne er i dag. I modsætning til menneskelige lunger, der ekspanderer med hvert åndedrag, er fuglelungerne stive, så de let kan inhaleres og udåndes på samme tid, sagde O'Connor.
Vævet ser ikke ud til at være resterende maveindhold, da de normalt konserveres som sorte, kulsyreholdige organiske stoffer, bemærkede hun. Derudover er det konserverede væv parret, ligesom en moderne lunge. Der er ingen andre sammenkoblede organer, som det kunne være, og det er sandsynligvis ikke leveren (som er lobet), fordi dette organ har et højt jernindhold og normalt bevares som rødt, sagde O'Connor.
Imidlertid er dette eksemplar ikke den ældste lunge på posten. Den ære går til Spinolestes, et tidligt kridtpattedyr, der har fossiliserede lunger omkring 5 millioner år ældre end den nyligt analyserede fugl. Men disse lungefossiler bevarede ikke nogen mikrostruktur og giver ikke meget information om Spinolestes, bortset fra at det sandsynligvis havde en muskulær membran. Så O'Connor ringer til A. spatel fossil "den første informative lunge forbliver", fordi de kaster lys over fugleudviklingen.
Lungefundene er "seje ting", fordi det viser "hvordan en tidlig fugls lunge så ud," sagde Sander. Men fordi det er så sjældent at se et fossiliseret organ, er der brug for mere arbejde for at verificere, at dette er en lunge, sagde han.
"Vi bør anvende forskellige andre analytiske teknikker for at bekræfte, at området i fossilet virkelig er lunge," sagde han. "Men jeg ville ikke blive overrasket, hvis lungerne kan fossile på grund af dets høje jernindhold, fordi lungen er rig på blod."
Forskningen blev præsenteret her på det 78. årlige Society of Vertebrate Paleontology-møde i går (18. oktober). Det offentliggøres i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences mandag (22. oktober).
Oprindeligt offentliggjort den .