Wyobraź sobie albatrosa z piłą do metalu w ustach. Ustaw to dziwne stworzenie około 50 milionów lat temu, a otrzymasz obraz pelagornityda, grupy starożytnych ptaków, wśród których znajdowały się jedne z największych latających ptaków wszechczasów. A teraz paleontolodzy odkryli w tej grupie to, co może być największymi znanymi ptakami latającymi w historii, z rozpiętością skrzydeł wynoszącą około 20 stóp.
Nowe badania dokumentujące te ptaki, opublikowane dziś w Scientific Reports, są wynikiem kopalnej historii detektywistycznej rozciągającej się od Antarktydy do Kalifornii. Porównując parę polarnych skamielin ze szczątkami pokrewnych ptaków, paleontolodzy byli w stanie zidentyfikować wczesną historię ogromnych lotników, które były jednymi z pierwszych ptaków zdolnych do szybowania po morzach.
W latach 80-tych paleontolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, Peter Kloess, powiedział, że naukowcy poszukujący antarktycznych skamielin znaleźli kilka delikatnych ptasich kości – szczękę i część stopy starożytnego ptaka na wyspie Seymour. Te kości następnie podjęły długą podróż do Kalifornii, ale ich historia dopiero się zaczynała.
Szczęka i kość stopy były tylko dwiema z ogromnej kolekcji przechowywanej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside. Jednak w 2003 roku ponad 10 000 skamieniałości z kolekcji Riverside zostało przeniesionych do Muzeum Paleontologii Uniwersytetu Kalifornijskiego w kampusie Berkeley, a wśród nich kości ptaków. I one się wyróżniały. „Szczęki z zębami są rzadkie w zapisie kręgowców” – mówi starszy naukowiec z muzeum Pat Holroyd. „Kiedy widzisz jedną, zapamiętujesz ją i mentalnie składasz na później.”
Szczęka ptaka, która pochodzi z formacji skalnej położonej ponad 37 milionów lat temu, wygląda prawie jak narzędzie do cięcia drewna, a nie kość. Szczęka ma serię dużych i małych kolców, wyrostków dzioba, które mają przelotne podobieństwo do zębów. U żywego zwierzęcia te punkty byłyby pokryte keratyną i nadawałyby ptakowi złowrogi, zębaty uśmiech. Ta cecha natychmiast pozwoliła zidentyfikować szczękę jako należącą do pelagornitydów, znanych również jako ptaki o kościstych zębach, których zapis kopalny jest bardzo długi. Najstarsze pelagornitydy wyewoluowały około 56 milionów lat temu, a najnowsze przeleciały w przestworzach około dwóch milionów lat temu. Ich skamieniałości znajdują się na całym świecie.
Kiedy Kloess odwiedził Muzeum Paleontologii Uniwersytetu Kalifornijskiego, by przejrzeć zbiory, Holroyd zwrócił uwagę na kość szczękową ptaka. Szczęka wydawała się wystarczająco interesująca ze względu na swoją rzadkość, ale w tej historii kryło się o wiele więcej. „Rozpocząłem ten projekt badawczy myśląc, że będzie to krótka praca opisowa na temat fragmentu szczęki, która wzbogaci wiedzę na temat fajnej grupy ptaków” – mówi Kloess, dodając: „Nie miałem pojęcia, że będzie ona reprezentować gigantycznego osobnika.”
Badanie szczęki sprawiło, że Kloess i jego koledzy zaczęli szukać dodatkowych kości zębatych ptaków w zbiorach muzealnych. Badacze mieli szczęście. Oprócz szczęki, w kolekcji znajdowała się kość stopy – technicznie nazywana tarsometatasus – pochodząca od innego antarktycznego pelagnornityda. Kość ta pochodziła od innego dużego osobnika, ale jej prawdziwe znaczenie polegało na jej wieku. Inny badacz, który wcześniej badał kość stopy, oznaczył ją jako należącą do jednostki skalnej zwanej Formacją Submeseta, która ma od 43 do 35 milionów lat, ale patrząc na miejsce, w którym znaleziono skamielinę, naukowcy przypisali ją do warstwy skalnej w Formacji La Meseta, liczącej około 50 milionów lat. Przypada to na okres zwany eocenem, kiedy życie otrząsnęło się z masowego wymierania spowodowanego asteroidą i znów kwitło. Razem, kość stopy i szczęka wskazują, że duże kościsto-zębne ptaki kwitły w Antarktyce przez miliony lat.
Paleontolodzy znaleźli kościsto-zębne ptaki z miejsc na całym świecie, od Nowej Zelandii do Południowej Karoliny. Nowo opisane skamieliny z Antarktydy, chociaż, są najstarsze znane i wskazują, że te ptaki szybko zróżnicowały się w zakres rozmiarów w ciągu sześciu milionów lat od ich pochodzenia. Do 50 milionów lat temu, były kościsto-zębne ptaki od wielkości współczesnego albatrosa do gigantów z rozpiętością skrzydeł dwa razy większą. Następny najbliższy skamieniały pretendent to wymarły krewny sępa zwany Argentavis, który miał rozpiętość skrzydeł między 16 a 20 stóp. Bliska konkurencja może być sygnałem, że ptaki te przesuwały granice lotu. Poprzednie badania obliczyły, że największe z kościsto-zębnych ptaków były blisko granicy tego, jak duży ptak może się stać i nadal latać, co oznacza, że te ptaki są najsilniejszymi pretendentami do miana największych latających ptaków, które kiedykolwiek wzbiły się w powietrze.
I dopasowane do nowych danych na temat wieku skamielin, Kloess mówi, „możemy powiedzieć, że gigantyczne pelagornitydy pojawiły się wcześniej niż wcześniej znano i że Antarktyda widziała zakres rozmiarów pelagornitydów od wczesnego do późnego eocenu.” Małe do dużych, kościsto-zębne ptaki były ważną częścią starożytnych ekosystemów Antarktydy.
Te imponujące skrzydła pozwoliłyby pelagornithidom na daleki i szeroki zasięg, szybując na duże odległości na wyciągniętych skrzydłach. To pomaga wyjaśnić, dlaczego skamieniałości różnych gatunków pelagornitoidów zostały znalezione na całym świecie podczas ich długiej ewolucji. Te długowieczne i odnoszące sukcesy ptaki prawdopodobnie używały swoich kolczastych szczęk, by żywić się rybami i kałamarnicami wyławianymi spod powierzchni wody.
W przypadku ptaków opisanych w nowym badaniu, ptaki te żyły w środowisku, które pod pewnymi względami wydawało się dziwne, a pod innymi znajome. „Eoceńska Antarktyda była znacznie cieplejsza niż widzimy to dzisiaj” – mówi Kloess – z dywanami paproci i drzewostanami iglastymi na lądzie, które dawały schronienie prehistorycznym ssakom bezogonowym, a nawet żabom. Niektóre z innych ptaków mogły jednak wydawać się znajome. Starożytni krewni pingwinów, albatrosów i sokołów zostali znalezieni w tych skałach, a kościsto-zębne ptaki dołączyły do stada.
Naturalnie, istnienie tych dużych ptaków rodzi pytanie, czy mogą istnieć większe ptaki latające, zwłaszcza że skamieliny starożytnych ptaków morskich są tak rzadkie. „Trudno powiedzieć, czy znaleźliśmy już największe pelagornitydy” – mówi Holroyd.