מחקר שבו היו שותפים חוקרים מאוניברסיטת חיפה מתעד לראשונה את תהליך חילוף הנוצות המוכר בעופות בני זמננו, בדינוזאור מכונף בן 120 מיליון שנים. המחקר פורסם בכתב העת Current Biology.
המשמעות של המחקר היא שהדינוזאור היה בעל יכולות אווירודינמיות מפותחות וייתכן שחי בסביבה מרובת טורפים עם מעט מקומות מסתור. "מרתק לראות כיצד מנגנון שהחל לפחות לפני 120 מיליון שנים קיים גם בציפורים בנות ימינו ומרתק לראות כיצד אנחנו יכולים לרתום את הידע שיש לנו כיום על מנגנון זה ולגזור ממנו תובנות על החיים לפני 120 מיליון שנים", אמר הדוקטורנט יוסף כיאט, מהמעבדה לחקר תעופת בעלי חיים בחוג לביולוגיה אבולוציונית וסביבתית באוניברסיטת חיפה, ומנהל מרכז הטיבוע הישראלי במרכז הצפרות של החברה להגנת הטבע והתחנה לחקר ציפורי ירושלים על שם נילי ודוד, שהוביל את המחקר.
החוקרים הסבירו כי בכדי לשמור על התפקוד התקין של הנוצות, על ציפורים לחדש אותן מעת לעת. ברגע שנוצה מגיעה לגודלה המלא היא הופכת לאיבר מת והציפור צריכה להשיר את הנוצה הישנה ולהצמיח נוצה חדשה במקומה על מנת לשמור על התפקוד התקין של הניצוי שלה, למשל לצורך תעופה.
תהליך זה נקרא "חילוף נוצות". אסטרטגיית חילוף הנוצות עשויה להעיד על יכולת התעופה ועל סביבת החיים של הציפורים. במינים המבלים זמן רב בתעופה או בבתי גידול חשופים לטורפים - למשל, אזורים מישוריים וללא עשבייה שאין בהם מקום להתחבא מפני טורפים - חילוף הנוצות נעשה באופן הדרגתי ואיטי, כך שהציפורים שומרות על יכולת התעופה שלהן גם תוך כדי תהליך החילוף.
אצל ציפורים שממעטות לעוף או שיש להן מקומות רבים להסתתר מפני טורפים ללא הצורך לעוף, התהליך יכול להיות מהיר מאוד, כאשר מספר רב של נוצות נושר בבת אחת, ותהליך חילוף נוצות התעופה כולו אורך שבועיים עד שלושה שבועות בלבד.
את הידע הזה לקחו החוקרים, הדוקטורנט כיאט, המנחה שלו פרופ' ניר ספיר, ראש המעבדה לחקר תעופת בעלי חיים בחוג לביולוגיה אבולוציונית וסביבתית באוניברסיטת חיפה ועמיר בלבן, צפר בכיר ומנהל תחום הטבע העירוני בחברה להגנת הטבע והתחנה לחקר ציפורי ירושלים על שם נילי ודוד, יחד עם צוות חוקרים מסין, כדי לבחון אותו על ה"מיקרורפטור" – דינוזאור שחי לפני 120-130 מיליון שנים, שמאובנים שלו התגלו בסין.
כיאט ובלבן טסו לסין כדי לחקור מקרוב את אחד המאובנים שנמצאו, שבאופן נדיר למדי נותר גם עם נוצות הכנפיים. "זה כמובן לא דבר מובן מאליו למצוא מאובן שלם באופן יחסי של דינוזאור, אבל זה דבר נדיר עוד יותר למצוא שימור טוב של הנוצות המאובנות. הנוצות בדרך כלל לא שרדו את תהליך ההפיכה למאובן, והנה במאובן הספציפי הזה שהלכנו לבחון רואים בצורה יפה וטובה את רוב נוצות הכנף", אמר כיאט.
"אנו מורגלים לבחון וללמוד מחילוף נוצות בעבודתנו השוטפת במהלך טיבוע ציפורים, לפגוש פנים מול פנים בדינוזאור מעופף ששקע בביצה קדומה בת מיליוני שנים זה אירוע נדיר ומרגש ביותר. אנחנו ממתינים בקוצר רוח שהקורונה תדעך כדי לחזור למחסני המאובנים ברחבי סין על מנת למצוא אבני דרך נוספות בהתפתחותן של עופות בני זמננו", אמר עמיר בלבן חבר בצוות המחקר בביתן אריאל שבתחנה בירושלים.
כאשר השניים הגיעו לסין - עוד לפני התפרצות הקורונה - הם בחנו את המאובן בתהליך איטי ומתודי ועקבו אחר נוצות הכנפיים כדי להכריע האם ניתן למצוא עדויות לחילוף נוצות. התהליכים הכימיים לאורך מיליוני שנים הקשו כמובן על העבודה. "במבט ראשון ניתן לראות שיש נוצות בגדלים שונים, אבל היינו צריכים לראות האם אנחנו יכולים לוודא שמדובר בנוצות מלאות בגדלים שונים או בנוצה שנשברה או נקטעה מסיבה כזו או אחרת. אחרי עבודה מאומצת הצלחנו לזהות את הגבולות של הנוצות ולאשש שאנחנו אכן מביטים בכנף שיש בה נוצות בכמה גדלים שונים. כלומר, המיקרורפטור החליף את נוצותיו באופן הדרגתי" אמרו החוקרים.
לדבריהם, המשמעות של הממצא הוא שלא רק שהדינוזאור הקדום השתמש בנוצותיו כדי לעוף, אלא שהוא נמצא באוויר במשך זמן ממושך יחסית והיה תלוי, כנראה, ביכולת התעופה כדי לצוד או להתחמק מטורפים. בנוסף הוא היה זקוק ליכולת זו באופן רציף, כולל במהלך תקופת חילוף הנוצות שלו.
עד כה קיים דיון ער בין החוקרים לגבי יכולות התעופה של המיקרורפטור, האם הוא עף או בעיקר דאה ועד כמה היכולת האווירודינאמית שלו הייתה טובה. הממצא הנוכחי מחזק את הטוענים שהמיקרורפטור עף ועף היטב. "היכולת שלנו לקחת את תהליך חילוף הנוצות ולהשליך ממנו על היכולות והרגלי המחייה של הדינוזאור היא מרתקת. יש פה תכונה חשובה במחזור החיים של עופות בני זמננו שמתקיימת בדיוק באותו אופן גם אצל הזוחלים הקדומים, הדינוזאורים", סיכמו החוקרים.
