Hvorfor hadde dinosaurer fjær?

Å spørre hvorfor visse dinosaurer hadde fjær, er i prinsippet ikke annerledes fra å spørre hvorfor fisk har vekter eller hvorfor hunder har pels. Hvorfor skal den nakne overhuden hos noen dyr ha noen form for tildekking (eller, for mennesker, praktisk talt ingen tildekking i det hele tatt)? For å svare på dette spørsmålet, må vi ta et dypere forhold: hva evolusjonær fordel gjorde fjær overfører dinosaurer som ikke kunne oppnås med pels, eller bust eller enkel reptilian vekter?

Før vi begynner, er det imidlertid viktig å erkjenne at ikke alle dinosaurer hadde fjær. De aller fleste av fjærete dinosaurer var theropods, en bred kategori som inkluderer raptors, tyrannosaurs, ornitomimider og "dino-fugler", så vel som de tidligste dinosauriene som Eoraptor og Herrerasaurus. Videre var ikke alle theropods fjær: det er en ganske sikker innsats at den avdøde Jurassic Allosaurus hadde skjellende hud, som andre store theropods likte Spinosaurus og Tyrannosaurus Rex

Theropods var ikke de eneste medlemmene i rekkefølgen av saurischia ("øgle-hippet") dinosaurer: merkelig nok var deres nærmeste slektninger den gigantiske, trelastede, elefantbeinte sauropoder, som var omtrent så forskjellige i utseende og oppførsel fra theropods som du muligens kan få! Til dags dato er det absolutt ingen bevis for noen fjærede slektninger til Brachiosaurus eller Apatosaurus, og en slik oppdagelse virker ekstremt usannsynlig. Årsaken har å gjøre med de forskjellige metabolismene av theropod og sauropod dinosaurer, hvorav mer nedenfor.

Hvis du ekstrapolerer fra eksemplet med moderne fugler, kan du tro at fjærens primære formål er å opprettholde flukten; fjær feller små lommer med luft og gir den avgjørende "løft" som gjør at en fugl kan sveve opp i luften. Imidlertid er sysselsettingen av fjær under flukt strengt sekundær, en av de betingede utviklingen som evolusjonen er så kjent for. Først og fremst er fjærens funksjon å gi isolering, akkurat som aluminiumsidingen til et hus eller polyuretanskumet som er pakket i sperrene.

Og hvorfor skal et dyr trenge isolasjon, spør du? Når det gjelder theropod-dinosaurer (og moderne fugler), skyldes det at den har en endotermisk (varmblodig) metabolisme. Når en skapning må generere sin egen varme, trenger den en måte å beholde den varmen like effektivt som mulig, og et fjærbelegg (eller pels) er en løsning som gjentatte ganger er blitt foretrukket av utvikling. Mens noen pattedyr (som mennesker og elefanter) mangler pels, har alle fugler fjær - og det isolerende dyktighet av fjær demonstreres ikke bedre enn i flygeløse, vannlevende fugler som bor i kaldt klima, dvs. pingviner.

Naturligvis reiser dette spørsmålet om hvorfor Allosaurus og andre store theropod-dinosaurer manglet fjær (eller hvorfor disse fjærene bare var til stede i ungdyr eller klekkerier). Dette kan ha noe å gjøre med de klimatiske forholdene i områdene der disse dinosaurene bodde, eller med et undertrykk i metabolismen til store theropoder; vi vet ennå ikke svaret. (Som av grunnen til at sauropoder manglet fjær, skyldes det at de nesten helt sikkert var kaldblodige og trengte å absorbere og utstråle varme effektivt for å regulere deres indre kroppstemperatur. Hvis de hadde blitt dekket med fjær, ville de bakt seg fra innsiden og ut, som mikrobølgede poteter.)

Når det gjelder ellers mystiske trekk i dyreriket ― de lange halsene til sauropoder, de trekantede platene av stegosaurs, og muligens de lyse fjærene til theropod-dinosaurene ― man bør aldri nedsette kraften til seksuell seleksjon. Evolusjon er beryktet for å plukke ut tilsynelatende tilfeldige anatomiske trekk og sette dem i seksuell overdrive: være vitne til enorme neser av mannlige proboscis-aper, et direkte resultat av det faktum at hunner av arten foretrekker å pare seg med de største nesen hanner.

Når isolerende fjær hadde utviklet seg i theropod dinosaurer, var det ingenting i veien for at seksuell seleksjon skulle overta og drive prosessen enda lenger. Foreløpig vet vi veldig lite om fargen på dinosaurfjærene, men det er en sikker innsats at noen arter sportet lyse greener, røde og appelsiner, sannsynligvis i et seksuelt dimorf mote (dvs. hannene var mer farget enn hunnene eller omvendt). Noen ellers skallede theropoder kan ha sportslige fjærbunker på forskjellige steder, for eksempel underarmene eller hoftene, en annen midler for å signalisere seksuell tilgjengelighet, og noen tidlige, berømte dino-fugler som Archeopteryx var utstyrt med mørke, blanke fjær.

Til slutt kommer vi til oppførselen som folk forbinder med fjær: flukt. Det er fremdeles mye vi ikke vet om utviklingen av theropod dinosaurer til fugler; denne prosessen kan ha skjedd flere ganger i mesozoisk tid, med bare den siste evolusjonsbølgen som resulterte i fuglene vi kjenner i dag. Det er en nesten åpen og stengt sak som moderne fugler utviklet seg fra den lille, skittery, fjærete "dino-fugler"for sent cretaceous periode. Men hvordan?

Det er to hovedteorier. Det kan hende at disse dinosaurenes fjær ga en ekstra løft når de jaget byttedyr eller løp fra større rovdyr; naturlig utvalg favoriserte økende mengder løft, og til slutt oppnådde en heldig dinosaur start. I motsetning til denne "grunnleggende" teorien, er det den mindre populære "arboreal" teorien, som antyder at små, trelivende dinosaurer utviklet seg aerodynamiske fjær mens de hoppet fra gren til gren. Uansett er den viktige lærdommen at flyging var det utilsiktede biproduktet, ikke det forhåndsbestemte formålet, med dinosaurfjærene!

En ny utvikling i debatten med fjærede dinosaurer er oppdagelsen av små, fjærede, plantespisende ornitopoder som Tianyulong og Kulindadromeus. Kan dette antyde det ornithopods, så vel som theropoder, hadde varmblodige stoffskifte? Er det i det minste mulig at fugler utviklet seg fra plantespisende ornitopoder, snarere enn kjøttspisende rovdyr? Vi vet ikke ennå, men regner med at dette er et aktivt forskningsområde i minst det neste tiåret.