หลังจากมีการค้นพบฟอสซิลของอาร์คีออปเทอริกซ์ (Archaeopteryx) ไดโนเสาร์มีปีกที่มีอายุราว 150 ล้านปีก่อน ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่มีโอกาสวิเคราะห์ฟอสซิลดังกล่าวก็ได้ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับวิวัฒนาการของการบินของบรรพบุรุษของนกยุคแรก
ฟอสซิลตัวนี้มีความพิเศษตรงที่เป็นฟอสซิลของอาร์คีออปเทอริกซ์ตัวแรกที่มองเห็นโครงกระดูกส่วนที่เป็นโครงสร้างของปีกไปถึงลำตัว ซึ่งมองเห็นเป็นแนวการเรียงตัวของขนปีกที่บริเวณปีกส่วนบน (Tertail) ซึ่งเอื้อต่อการบินเพราะช่วยคุมการไหลของอากาศได้ ลักษณะเช่นนี้ไม่พบในไดโนเสาร์มีขนที่บินไม่ได้ซึ่งมีชีวิตอยู่ร่วมยุคกับมัน บ่งชี้ว่านี่เป็นวิวัฒนาการที่สำคัญสำหรับการบินของบรรพบุรุษนก
ดร. จิงไม โอ’คอนเนอร์ จากพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ธรรมชาติฟิลด์แห่งชิคาโก ผู้นำการวิเคราะห์ฟอสซิลครั้งนี้กล่าวว่า อาร์คีออปเทอริกซ์ไม่ใช่ไดโนเสาร์ชนิดแรกที่มีขน หรือชนิดแรกที่มีปีก แต่เชื่อว่ามันเป็นไดโนเสาร์สายพันธุ์ที่เก่าแก่ที่สุดที่สามารถใช้ขนปีกช่วยในการบินได้
ขนปีกส่วนบนเหล่านี้หายไปในไดโนเสาร์มีขนที่ใกล้ชิดกับสัตว์ประเภทนกในปัจจุบัน แต่ยังไม่ได้วิวัฒนาการเป็นนก ขนปีกของพวกมันจะสิ้นสุดตรงจุดที่เทียบได้กับ “ข้อศอก” สิ่งนี้บ่งชี้ว่าไดโนเสาร์ที่ยังไม่ได้วิวัฒนาการมาเป็นนกเหล่านี้ไม่สามารถบินได้ แต่อาร์คีออปเทอริกซ์ทำได้
ฟอสซิลอาร์คีออปเทอริกซ์ชิ้นแรกถูกค้นพบเมื่อ 160 ปีที่แล้วในเหมืองหินปูนที่เยอรมนี เป็นซากที่มีขนที่มองเห็นได้ชัด ทำให้มันถูกมองว่าน่าจะเป็นบรรพบุรุษรุ่นแรกของนก อย่างไรก็ตาม อาร์คีออปเทอริกซ์ยังคงมีลักษณะคล้ายไดโนเสาร์บางอย่าง เช่น ขากรรไกรที่มีฟันแหลมคม หางกระดูกยาว และนิ้วเท้าที่สองที่ยืดหยุ่นได้มากซึ่งบางครั้งถูกเรียกว่า “กรงเล็บสังหาร”
ตัวอย่างฟอสซิลที่ได้มาในครั้งนี้ เดิมอยู่ในความครอบครองของเอกชน แล้วจึงตกมาถึงมือของพิพิธภัณฑ์ฟิลด์ในปี 2565
นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตก่อนหน้านี้ว่า อาร์คีออปเทอริกซ์มีขนที่ไม่สมมาตร โดยด้านหนึ่งของแกนกลางกว้างกว่าอีกด้าน ซึ่งแตกต่างจากไดโนเสาร์มีขนอื่นๆ สิ่งนี้ยังพบได้ในนกสมัยใหม่และเป็นสิ่งจำเป็นต่อการสร้างแรงขับเคลื่อนในการบิน
โอ’คอนเนอร์ชี้ว่า เมื่อเทียบกับนกส่วนใหญ่ อาร์คีออปเทอริกซ์มีกระดูกต้นแขนหรือปีกส่วนบนที่ยาวมาก “ถ้าคุณพยายามจะบิน การมีกระดูกต้นแขนที่ยาวทำให้เกิดช่องว่างระหว่างขนปีกส่วนต้นและส่วนปลายที่เป็นขนยาวๆ กับส่วนลำตัว หากอากาศไหลผ่านช่องว่างนั้น มันจะรบกวนแรงยกที่คุณสร้างขึ้น และคุณจะไม่สามารถบินได้”
แต่ซากฟอสซิลของอาร์คีออปเทอริกซ์ชี้ว่า มันมีขนปีก Tertial ที่ในสัดส่วนที่เหมาะสมซึ่งทำให้มันสามารถบินได้ในระยะสั้นและไม่สูงนักคล้ายกับลักษณะของไก่บิน
“มันสำคัญมากที่นี่เป็นครั้งแรกที่ขนเหล่านี้ถูกพบ” ดร. จอห์น นัดส์ อาจารย์อาวุโสด้านบรรพชีวินวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยในครั้งนี้ กล่าวแสดงความเห็น “ขนชนิดใหม่เหล่านี้ที่พบในตัวอย่างที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างสวยงามนี้ รวมถึงขนที่ไม่สมมาตร ยืนยันว่ามันสามารถบินได้”
ในการศึกษาฟอสซิลชิ้นนี้ ทีมวิจัยใช้การถ่ายภาพซีทีแสกนและฉายแสงยูวีเพื่อกำหนดขอบเขตของฟอสซิล ก่อนที่จะค่อยๆ กำจัดหินที่เกาะอยู่ออกไปด้วยความแม่นยำระดับมิลลิเมตร กระบวนนี้ใช้เวลานานกว่าหนึ่งปี เพื่อให้เห็นภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น
ผลการวิเคราะห์ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ยังเน้นให้เห็นกระดูกในเพดานปากที่ดูเหมือนจะอยู่ระหว่างการพัฒนาไปสู่ลักษณะที่เรียกว่า Cranial kinesis (การเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ระหว่างขากรรไกรบนและส่วนหุ้มสมอง) ซึ่งเป็นลักษณะที่พบในนกยุคปัจจุบัน โดย Cranial kinesis จะช่วยให้จะงอยปากนกเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระจากกะโหลกศีรษะ
นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังพบเกล็ดขนาดเล็กที่อัดแน่นกันในอุ้งเท้าซึ่งเป็นหลักฐานสนับสนุนแนวคิดที่ว่า อาร์คีออปเทอริกซ์น่าจะใช้เวลาส่วนใหญ่อยู่บนพื้นดินและอาจสามารถปีนต้นไม้ได้
ที่มา : theguardian.com, popsci.com
เครดิตภาพ : DELANEY DRUMMOND / FIELD MUSEUM
