Een Krijt-tijdperk, kraaiengrote vogel uit Madagaskar zou zich een weg door de lucht hebben gesneden met een grote, bladachtige snavel en biedt belangrijke nieuwe inzichten over de evolutie van het gezicht en de snavelvorm in de Mesozoïcum voorlopers van moderne vogels. Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van professor Dr. Patrick O'Connor van de Universiteit van Ohio en Dr. Alan H. Turner, professor aan de Stony Brook University, kondigde de ontdekking vandaag aan in het tijdschrift Natuur .

Vogels hebben een cruciale rol gespeeld bij het vormgeven van ons begrip van biologische evolutie. Al in het midden van de 19e eeuw, De scherpe observaties van Charles Darwin over de diversiteit van de snavelvorm bij Galapagos-vinken beïnvloedden zijn verhandeling over evolutie door natuurlijke selectie. Deze ontdekking van fossiele vogels geeft een nieuwe draai aan de evolutie van schedels en snavels bij vogels en hun naaste verwanten, waaruit blijkt dat evolutie via verschillende ontwikkelingspaden kan werken om vergelijkbare hoofdvormen te bereiken bij zeer ver verwante dieren.

De vogel heet Falcatakely, een combinatie van Latijnse en Malagassische woorden geïnspireerd door het kleine formaat en de sikkelvormige snavel, de laatste vertegenwoordigen een geheel nieuwe gezichtsvorm in Mesozoïcum vogels. De soort is bekend uit een enkele goed bewaarde, bijna volledige schedel, een die ongeveer 68 miljoen jaar geleden werd begraven in een modderige puinstroom. Vogelskeletten zijn zeldzaam in het fossielenbestand vanwege hun lichtgewicht botten en kleine afmetingen. Vogelschedels zijn een nog zeldzamere vondst. Falcatakely is de tweede Krijt-vogelsoort die in Madagaskar is ontdekt door het door de National Science Foundation gefinancierde team.

Het delicate exemplaar blijft gedeeltelijk ingebed in de rots vanwege de complexe reeks licht gebouwde botten waaruit de schedel bestaat. Hoewel vrij klein, met een geschatte schedellengte van slechts 8,5 cm (~ 3 inch), de voortreffelijke bewaring onthult veel belangrijke details. Als een voorbeeld, een complexe reeks groeven op de botten die de zijkant van het gezicht vormen, geven aan dat het dier een uitgestrekte keratineachtige bedekking had, of snavel, in het leven.

"Toen het gezicht uit de rots begon te komen, we wisten dat het iets heel bijzonders was, als niet helemaal uniek, " merkt Patrick O'Connor op, hoogleraar anatomie en neurowetenschappen aan de Ohio University en hoofdauteur van het onderzoek. "Mesozoïsche vogels met zulke hoge, lange gezichten zijn volkomen onbekend, met Falcatakely die een geweldige kans biedt om ideeën rond hoofd- en snavelevolutie te heroverwegen in de lijn die leidt tot moderne vogels."

Falcatakely behoort tot een uitgestorven groep vogels genaamd Enantiornithes, een groep die uitsluitend bekend is uit het Krijt en voornamelijk afkomstig is van fossielen die in Azië zijn ontdekt. "Enantiornithines vertegenwoordigen de eerste grote diversificatie van vroege vogels, bezetten ecosystemen naast hun niet-aviaire verwanten zoals Velociraptor en Tyrannosaurus, " zegt Turner, een universitair hoofddocent anatomische wetenschappen aan de Stony Brook University en co-auteur van de studie. "In tegenstelling tot de eerste vogels, zoals Archaeopteryx, met lange staarten en primitieve kenmerken in de schedel, enantiornithines zoals Falcatakely zouden er relatief modern hebben uitgezien."

Een levensreconstructie van Falcatakely zou de indruk kunnen wekken dat dit een relatief onopvallende vogel is. Maar het is onder de keratineachtige snavel dat de evolutionaire intriges schuilt. O'Connor en zijn collega's konden de afzonderlijke botten van Falcatakely niet uit de rots verwijderen voor studie omdat ze veel te kwetsbaar waren. In plaats daarvan, het onderzoeksteam gebruikte hoge resolutie microcomputertomografie (μCT) en uitgebreide digitale modellering om individuele botten virtueel uit de rots te ontleden, waarbij vergrote 3D-printing van de digitale modellen essentieel is voor het reconstrueren van de schedel en voor vergelijkingen met andere soorten. Naarmate het onderzoek vorderde, het werd duidelijk dat de botten die het gezicht in Falcatakely vormen, heel anders waren georganiseerd dan die van een dinosaurus, aviaire of niet-aviaire, ondanks het feit dat hij een gezicht heeft dat oppervlakkig lijkt op een aantal moderne vogelgroepen die tegenwoordig leven.

Alle levende vogels bouwen het skelet van hun snavel op een heel specifieke manier. Het wordt meestal gevormd door een enkel vergroot bot dat de premaxilla wordt genoemd. In tegenstelling tot, de meeste vogels uit het tijdperk van de dinosauriërs, zoals de iconische Archaeopteryx, hebben relatief ongespecialiseerde snuiten bestaande uit een kleine premaxilla en een grote bovenkaak. Verrassend genoeg, de onderzoekers vonden deze vergelijkbare primitieve rangschikking van botten in Falcatakely, maar met een algemene gezichtsvorm die doet denken aan bepaalde moderne vogels met een hoge, lange bovensnavel en totaal anders dan alles wat bekend is in het Mesozoïcum.

"Falcatakely kan in het algemeen lijken op een willekeurig aantal moderne vogels met de huid en snavel op hun plaats, echter, het is de onderliggende skeletstructuur van het gezicht die wat we weten over de evolutionaire anatomie van vogels op zijn kop zet”, merkte O'Connor op. of in dit geval vergelijkbare kop en snavelvorm."

Om te onderzoeken hoe dit type convergente anatomie is geëvolueerd, O'Connor en Turner riepen de hulp in van hun collega Dr. Ryan Felice, een expert op het gebied van schedelanatomie bij vogels en andere dinosaurussen. "We ontdekten dat sommige moderne vogels, zoals toekans en neushoornvogels, tientallen miljoenen jaren na Falcatakely zeer vergelijkbare sikkelvormige snavels ontwikkelden. Wat zo verbazingwekkend is, is dat deze lijnen samenkwamen op dezelfde basisanatomie, ondanks dat ze zeer ver verwant waren, " merkte Felice op, docent menselijke anatomie aan University College London.

Falcatakely werd teruggevonden op rotsen uit het laatste Krijt (70-68 miljoen jaar geleden) in wat nu het noordwesten van Madagaskar is, in wat is geïnterpreteerd als een semi-aride, sterk seizoensgebonden omgeving. In diezelfde omgeving waren ook een aantal andere werkelijk bizarre dieren, zoals de mopsneus, herbivoor crocodyliform Simosuchus en het recent beschreven zoogdier Adalatherium. "Om de grenzen van onze kennis van de geschiedenis van de aarde en biologische evolutie te verleggen, we moeten zoeken in onontgonnen of onderontwikkelde gebieden, ’ merkte Turner op.

"De ontdekking van Falcatekely onderstreept dat een groot deel van de diepe geschiedenis van de aarde nog steeds gehuld is in mysterie, " voegde O'Connor toe, "vooral uit die delen van de planeet die relatief minder zijn verkend." Madagaskar heeft altijd de grenzen van het biologische potentieel verlegd. Inderdaad, de unieke biota van Madagascar heeft natuurhistorici en wetenschappers in vele disciplines geïntrigeerd, vaak geplaatst in de context van geïsoleerde evolutie op het grote eilandcontinent. "Hoe meer we leren over dieren uit het Krijt, planten, en ecosystemen in wat nu Madagaskar is, hoe meer we zien dat de unieke biotische signatuur ervan ver teruggaat in het verleden en niet alleen een afspiegeling is van het ecosysteem van het eiland in de afgelopen tijd."