En rekonstruktion av den studerade Daohugou pterosaurien, med fyra olika fjädertyper över huvudet, nacke, kropp, och vingar, och en allmänt ingefärsbrun färg. Kredit:Rekonstruktion av Yuan Zhang.
Ett internationellt team av paleontologer, som inkluderar University of Bristol, har upptäckt att de flygande reptilerna, pterosaurier, hade faktiskt fyra sorters fjädrar, och dessa delas med dinosaurier - vilket driver tillbaka fjädrarnas ursprung med cirka 70 miljoner år.
Pterosaurier är de flygande reptilerna som levde sida vid sida med dinosaurier, 230 till 66 miljoner år sedan. Det har länge varit känt att pterosaurier hade någon form av lurvigt hölje som ofta kallas "pyknofibrer", och det antogs att det var fundamentalt annorlunda än fjädrar av dinosaurier och fåglar.
I ett nytt arbete publicerat i dag i tidskriften Naturekologi och evolution , ett team från Nanjing, Bristol, Kork, Peking, Dublin, och Hong Kong visar att pterosaurier hade minst fyra typer av fjädrar:
Dessa fyra typer är nu också kända från två stora grupper av dinosaurier - ornithischerna, som var växtätare, och theropoderna, som inkluderar fåglarnas förfäder.
Baoyu Jiang från Nanjing University, som ledde forskningen, sa:"Vi åkte till Inre Mongoliet för att göra fältarbete i Daohugou-formationen.
"Vi visste redan att platserna hade producerat utmärkta exemplar av pterosaurier med sina pyknofibrer bevarade och jag var säker på att vi kunde lära oss mer genom noggranna studier."
De fyra fjädertyperna:filament, filamentklasar, tuftad filament, dunfjäder. Skalstaplar för foton, är a-d:100μm, 200 μm, 500 μm och 1 mm). Kredit:Zixiao Yang
Zixiao Yang, även vid Nanjings universitet, har studerat Daohugou-lokalerna och pterosaurierna som en del av sitt doktorandarbete. Han sa:"Det här var en fantastisk möjlighet att arbeta med några fantastiska fossiler.
"Jag kunde utforska varje hörn av proverna med hjälp av kraftfulla mikroskop, och vi hittade många exempel på alla fyra fjädrarna."
Maria McNamara från University College Cork, tillade:"Vissa kritiker har föreslagit att det faktiskt bara finns en enkel typ av pyknofiber, men våra studier visar att de olika fjädertyperna är verkliga.
"Vi fokuserade på tydliga områden där fjädrarna inte överlappade varandra och där vi kunde se deras struktur tydligt. De visar till och med fina detaljer av melanosomer, vilket kan ha gett de fluffiga fjädrarna en ingefära färg."
Professor Mike Benton från University of Bristols School of Earth Sciences, sa:"Vi gjorde några evolutionära analyser och de visade tydligt att pterosauriens pyknofibrer är fjädrar, precis som de som ses hos moderna fåglar och i olika dinosauriegrupper.
Bevarande, mikrostruktur och kemi hos de fossiliserade trådstrukturerna. Kredit:Baoyu Jiang, Michael Benton et al./Nature Ecology &Evolution
"Trots noggrann sökning, vi kunde inte hitta några anatomiska bevis för att de fyra pyknofibertyperna på något sätt skiljer sig från fjädrar hos fåglar och dinosaurier. Därför, för att de är lika, de måste dela ett evolutionärt ursprung, och det var ungefär 250 miljoner år sedan, långt innan fåglarnas ursprung."
Fåglar har två typer av avancerade fjädrar som används under flygning och för utjämning av kroppen, konturfjädrarna med en ihålig fjäderpenna och hullingar ner på båda sidorna.
Dessa finns endast hos fåglar och theropoddinosaurier nära fågelursprunget. Men de andra fjädertyperna av moderna fåglar inkluderar monofilament och dunfjädrar, och dessa ses mycket mer allmänt över dinosaurier och pterosaurier.
Pansardinosaurierna och de jättelika sauropoderna hade förmodligen inga fjädrar, men de var troligen undertryckta, vilket betyder att de hindrades från att växa, åtminstone hos de vuxna, precis som hår dämpas hos valar, elefanter, och flodhästar. Grisar är ett klassiskt exempel, där smågrisarna är täckta med hår som små valpar, och då, när de växer, hårväxten dämpas.
Professor Benton tillade:"Denna upptäckt har fantastiska konsekvenser för vår förståelse av fjädrarnas ursprung, men också för en stor tid av revolution av livet på land.
Fylogenetisk jämförande analys av integumentär filament och fjäderutveckling hos pterosaurier och arkosaurier. Kredit:Baoyu Jiang, Michael Benton et al./Nature Ecology &Evolution
"När fjädrar kom upp, för cirka 250 miljoner år sedan, livet höll på att återhämta sig från den förödande massutrotningen i slutet av Perm.
"Oberoende bevis visar att landryggradsdjur, inklusive däggdjurens och dinosauriernas förfäder, hade bytt gång från spretig till upprätt, hade fått olika grader av varmblodighet, och levde i allmänhet livet i en snabbare takt.
"Däggdjurens förfäder hade då hår, så troligt är pterosaurierna, dinosaurier och släktingar hade också skaffat fjädrar för att hjälpa till att isolera dem.
"Jakten på fjädrar i fossiler blir varmare och att hitta deras funktioner i så tidiga former är absolut nödvändigt. Det kan skriva om vår förståelse av en stor revolution i livet på jorden under trias, och även vår förståelse av den genomiska regleringen av fjädrar, vågar, och hår i huden."
