Exquisit Konservierte Lungen Vor 120 Millionen Jahren Betäuben Wissenschaftler, Die Early Bird Studieren

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Alte organe versteinern selten, so dass die paläontologen die unglaublich gut erhaltenen überreste einer lunge fanden, die einem vogel aus der dinosaurierzeit gehörten, so eine neue studie.

ALBUQUERQUE, N.M. - Alte Organe versteinern selten, so dass Paläontologen die unglaublich gut erhaltenen Überreste einer Lunge fanden, die einem Vogel aus der Dinosaurierzeit gehörte.

Zunächst waren die Wissenschaftler begeistert, das Exemplar von zu beschreiben Archaeorhynchus spathula, ein Vogel, der vor etwa 120 Millionen Jahren lebte, weil sein Fossil exquisit erhaltene Federn hatte, einschließlich eines einzigartigen Pintail, der in keinem anderen Kreidevogel zu sehen ist, aber heutzutage bei Vögeln üblich ist.

Bei näherer Betrachtung zeigte sich jedoch, dass auch die Lunge des Vogels versteinert war. Dies bedeutet, dass die Paläontologen die älteste "informative" versteinerte Lunge (mehr dazu später) und die älteste versteinerte Lunge, die je in einem Vogelfossil gesehen wurde, entdeckt hatten, so die Studie Co -Lead Researcher Jingmai O'Connor, Professor am Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. [Tiny Dino: Rekonstruktion der schwarzen Federn von Microraptor]

Das Fossil selbst stammt aus der frühkreidezeitlichen Jehol Lagerstätte-Formation im Nordosten Chinas, aber O'Connor und ihre Kollegen fanden es im Shandong Tianyu Museum of Nature in Pingyi, wo ein begeisterter Fossilsammler die Tausende von Vogelfossilien beherbergt, die er über die Insel gekauft hat Jahrzehnte.

Dies ist der fünfte beschrieben A. spathula Exemplar - ein zahnloser Vogel in Taubengröße - aber es ist bei weitem das am besten erhaltene, sagte O'Connor. Das liegt vor allem an dem gesprenkelten, weißen Material in der Brusthöhle, das wie eine versteinerte Lunge erscheint.

Interpretation eines Künstlers aus der Zeit der Dinosaurier-Ära Archaeorhynchus spathula, etwas größer als eine moderne Taube.

Interpretation eines Künstlers aus der Zeit der Dinosaurier-Ära Archaeorhynchus spathula, etwas größer als eine moderne Taube.

Bildnachweis: Brian Choo

Die Ergebnisse zeigen, dass die Lungenstrukturen bei frühen Vögeln den Lungen moderner Vögel ähnlich sind, sagten die Forscher. Das bedeutet, dass A. spathula hatte wahrscheinlich einen unidirektionalen Luftstrom in den Lungen - die einströmende Luft war weitgehend frisch und voller Sauerstoff, im Gegensatz zu der Luft in den Lungen der Säugetiere, die mit neuer und zuvor eingeatmeter Luft vermischt wird, was einen geringeren Sauerstoffgehalt bedeutet.

"Die Lungen von Vögeln unterscheiden sich sehr von unseren Lungen und hatten viel komplexere Strukturen", sagte P. Martin Sander, Paläontologe an der Universität Bonn in Deutschland, der nicht an der Forschung beteiligt war, in einer E-Mail an WordsSideKick.com. "Sie sind so etwas wie ein Sackrohr, mit einem Luftmanagementsystem (den Luftsäcken), das vom Gasaustauscher (der eigentlichen Lunge) getrennt ist, der hier erhalten bleibt."

Lebende Krokodiler haben auch Lungen mit unidirektionaler Luftströmung, und Paläontologen hielten es für frühe gefiederte Dinosaurier. Beweise für eine solche Lungenstruktur bei einem Frühaufsteher sind bisher jedoch nicht gegeben.

Tieftauchgang

Um einen genaueren Blick auf die vermeintlichen Lungenreste zu erhalten, "haben wir einige Proben extrahiert, in das REM (Rasterelektronenmikroskop) und in Boom - Lungengewebe gelegt", sagte O'Connor gegenüber WordsSideKick.com. Weil O'Connor sich auf die Anatomie des Skeletts (nicht auf Organe) spezialisiert hat, hat sie John Maina, Professor für Zoologie an der Universität von Johannesburg in Südafrika, geübt, der sich mit der Lunge lebender Vögel auskennt.

"Ich dachte:" Sehen Sie, denken Sie, dass dies Lungengewebe ist? Wenn Sie denken, dass es so ist, dann kann keiner von uns, der Paläontologen im Dreck gräbt, mit Ihnen streiten ", sagte O'Connor. Mainas Beitrag war so kritisch, dass er an der Studie als Mitforscher tätig wurde.

Eine Analyse des Gewebes zeigte, dass es Strukturen enthielt, die Blutkapillaren ähnelten und Sauerstoff absorbierten, um den hochenergetischen Flug der Vögel zu unterstützen. "Der Vogelflug ist die körperlich anstrengendste Fortbewegungsart, daher braucht man viel Sauerstoff dafür", sagte O'Connor. [Fotos: Dinosaurier-Ära-Vogel mit bandartigen Federn]

Es ist möglich, dass diese einzigartige Struktur für Ornithuromorpha einzigartig war, eine Gruppe alter Vögel, die das Massensterben vor etwa 66 Millionen Jahren überlebt haben und die heute lebenden Vögel einschließen. "Vielleicht war diese Spezialisierung nur in dieser Gruppe und war einer der vielen Faktoren, die [ihr] Überleben erlaubten", sagte O'Connor.

Außerdem scheint die versteinerte Lunge in die Rippen des Vogels eingebettet zu sein, so wie es heute die Lunge von Vögeln ist. Anders als die menschlichen Lungen, die sich mit jedem Atemzug ausdehnen, sind Vogellungen starr, so dass sie leicht einatmen und gleichzeitig ausatmen können, sagte O'Connor.

Das Gewebe scheint kein Überreste des Mageninhalts zu sein, da diese normalerweise als schwarzes, karbonisiertes organisches Material erhalten bleiben. Darüber hinaus ist das konservierte Gewebe wie eine moderne Lunge gepaart. Es gibt keine anderen paarweisen Organe, die es sein könnte, und es ist wahrscheinlich nicht die Leber (die gelappt ist), weil dieses Organ einen hohen Eisengehalt hat und normalerweise rot bleibt, sagte O'Connor.

Dieses Exemplar ist jedoch nicht der älteste bisher bekannte Lungenflügel. Diese Ehre geht an Spinolestes, ein frühkreidezeitliches Säugetier, das etwa 5 Millionen Jahre ältere Lungen versteinert hat als der neu analysierte Vogel. Diese Lungenfossilien bewahrten jedoch keine Mikrostruktur und liefern nicht viele Informationen darüber SpinolestesAbgesehen davon hatte es wahrscheinlich ein muskuläres Zwerchfell. Also ruft O'Connor das an A. spathula Fossil "die erste informative Lunge bleibt", weil sie Licht auf die Evolution der Vögel werfen.

Die Lungenbefunde sind "cooles Zeug", weil es "zeigt, wie die Lunge eines frühen Vogels aussah", sagte Sander. Weil es so selten ist, ein versteinertes Organ zu sehen, ist mehr Arbeit nötig, um zu überprüfen, ob es sich um eine Lunge handelt, sagte er.

"Wir sollten verschiedene andere analytische Techniken anwenden, um zu bestätigen, dass der Bereich im Fossil wirklich Lungen ist", sagte er. "Aber ich wäre nicht überrascht, wenn die Lunge wegen ihres hohen Eisengehaltes versteinern könnte, weil die Lunge reich an Blut ist."

Die Forschung wurde gestern auf dem 78. jährlichen Treffen der Society of Wirbeltierpaläontologie (18. Oktober) vorgestellt. Es wird am Montag (22. Oktober) in der Zeitschrift The Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht.

Ursprünglich veröffentlicht am Live-Wissenschaft.


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