در حالی که دانشمندان ارتباط میان دایناسورها و پرندگان را از طریق پرها و بال‌ها مشخص کرده‌اند، پژوهش جدیدی از دانشگاه ییل به زمینه متفاوتی پرداخته است.

اگرچه بال ممکن است [برای بررسی چنین ارتباطی] یک انتخاب بدیهی باشد، دیرینه‌شناسان در این دانشگاه برجسته در ایالت کنتیکت ترجیح می‌دهند روی «ران» تمرکز کنند.

آرمیتا مناف‌زاده، پژوهشگر پسادکترا در این دانشگاه، توضیح داد: «زیر گوشت ران، دو استخوان وجود دارد: تیبیا که بلند و ضخیم است و فیبولا که بسیار کوتاه‌تر و نازک‌تر است. این فیبولای کوتاه‌شده همان چیزی است که به پرندگان امکان می‌دهد هنگام پرواز نکردن، بچرخند و دور بزنند و برای درک داستان تکاملی آن، باید به دایناسورها نگاه کنیم.»

مناف‌زاده نویسنده اصلی مقاله‌ای مرتبط [با این موضوع] است که روز چهارشنبه در مجله نیچر (Nature) منتشر شد.

دانشمندان گفتند این بخش از پا به پرندگان امکان می‌دهد مانند دایناسورهای ده‌ها میلیون سال پیش بچرخند و دور بزنند. «کوتاه‌تر و نازک‌تر شدن فیبولا» به پنگوئن‌ها در حرکت اردک‌وار آن‌ها و به بوقلمون‌ها در دویدن کمک کرده است، اما فیبولا در گذشته تا حد زیادی نادیده گرفته شده بود.

بهارات‌ــ‌آن‌جان بوهلار، یکی از نویسندگان این مقاله و استاد دانشگاه ییل، گفت: «فیبولا به طور کلی، کوچک‌تر از دو استخوان پایین پا است و اغلب در بررسی‌های مربوط به شکل و عملکرد مهره‌داران نادیده گرفته می‌شود. اما تکامل بر تمام بخش‌های بدن، چه بزرگ و چه کوچک، تاثیر می‌گذارد. برای به دست آوردن بینش‌های جدید و داستان‌های ناگفته، ساختارها و مناطقی که نادیده گرفته شده‌اند اغلب گنجینه‌ به شمار می‌روند.»

نویسندگان بین‌المللی این مقاله برای بررسی حالت‌های مفصل زانو از ویدیوهای پرتو ایکس یک مرغ شاخدار کلاه‌پوش‌ــ پرنده‌ خالدار بومی آفریقا‌ــ استفاده کردند. آن‌ها با استفاده از نرم‌افزار انیمیشن رایانه‌ای، این ویدیوها را با مدل‌های سه‌بعدی ترکیب کردند تا ببینند سطح استخوان‌های پرنده چگونه کنار هم قرار می‌گیرند و مفاصل حین حرکت آن‌ها چگونه به نظر می‌رسند.

آن‌ها همچنین از داده‌های حیوانات دیگر استفاده و اشکال استخوان‌های پا را در پنگوئن، شترمرغ، جغد و درنا بررسی کردند. ویدیوهای مشابه پرتو ایکس‌ از یک ایگوانا و یک تمساح را هم جمع‌آوری کردند.

مناف‌زاده گفت که آن‌ها توانستند ببینند فیبولای پرندگان «کاملا متفاوت» از خزندگان زنده حرکت می‌کند. در پرندگان، سطح مفصل تیبیا قوس‌های خمیده داشت و فیبولای کوتاه‌شده می‌تواند به تناسب طولش نسبت به تیبیا، درون ران پرنده «غلت» بزند.

این ویژگی‌ها به استخوان‌های زانو امکان می‌دهد حتی زمانی که مفصل بیش از ۱۰۰ درجه می‌چرخد، تماسی روان را حفظ کنند.

او گفت: «به همین دلیل است که زانوی آن‌ها به طور منحصربه‌فردی قادر به چرخش‌اند و به آن‌ها امکان می‌دهند به طور موثرتری در محیط زندگی خود حرکت کنند. آن‌ها از این تحرک برای چرخش و مانور روی زمین استفاده می‌کنند، اما ما حدس می‌زنیم که آن‌ها آن را در نمایش‌های جفت‌گیری، شکار طعمه و حرکت روی شاخه‌های درختان نیز به کار می‌برند.»

پژوهشگران در جست‌وجوی خاستگاه تکاملی فیبولای کوتاه‌شده دریافتند که برخی نیاکان پرندگان مانند راهوناویس اوسترومی و ماهی‌مرغ (Ichthyornis dispar)، شواهدی از سطوح تیبیا با قوس‌های خمیده و فیبولای کوتاه‌تر و نازک‌تر نشان می‌دهند. پژوهشگران [دانشگاه] ییل پیش‌تر تحقیقاتی مرتبط با ماهی‌مرغ انجام داده و جمجمه سه‌بعدی آن را بازسازی کرده بودند.

سطح تیبیا بسیاری دیگر از دایناسورهای شناخته‌شده مانند تیرانوسوروس رکس صاف بود و ران‌هایی سفت داشتند که تنها امکان زانوهای لولایی‌شکل را فراهم می‌کردند.

بوهلار گفت: «ما دریافتیم که ویژگی‌هایی که در دایناسورهای نخستین برای سفت کردن پا ظاهر شدند، به روشی منحصربه‌فرد و افراطی در پرندگان و خویشاوندان نزدیک آن‌ها برای تحرک‌ بخشیدن به مفصل زانو به کار گرفته شدند. ما بارها و بارها شاهد بودیم که تکامل اغلب به روش‌های شگفت‌انگیز و پیش‌بینی‌ناپذیر با استفاده مجدد از ساختارها و کارکردهای موجود عمل می‌کند.»