Veren bij de dinosauriër Ornithomimus

De ontdekking dat dinosauriërs veren hadden sloeg in 1996 in als een bom. De belangrijkste onderzoeker op het gebied van de afstamming van de vogels, John Ostrom, viel steil achterover van verbazing. Dit fossiel was Sinosauropteryx prima, een kleine dino die relatief ver van de vogels afstaat. Hij had donsveren langs rug en staart.

Sinosauropteryx prima

Het aantal dinosauriërs dat met zekerheid veren had staat nu op 32 soorten. Die veren zijn meestal niet voor vliegen. Veel van de veren is een soort dons, en geschikt om warmte vast te houden. Veren met een schacht komen ook in een behoorlijk aantal dinosauriërs voor, en niet alleen bij de directe verwanten van de vogels. De laatste aanvulling is veren met een schacht op de voorpoten van Ornithomimus edmontonicus. Dit zijn de eerste veren die gevonden zijn voor zijn groep, de Ornithomimosauria. Van alle dino’s met veren met schacht is dit degene die het verst van de vogels staat. Donsveren zijn nog wijder verbreid.

Ornthomimus volwassene en jong van een jaar. Kleuren zijn niet bekend. De uitstaande veren aan de voorpoten lijken op grond van de tekst te groot getekend. De gevonden sporen zijn namelijk van dekveren.

Welke dinosauriërs zijn er? De dinosauriërs vallen uiteen in twee grote groepen, de Ornithischia en de Saurischia. De bekende beesten als Triceratops, met hun drie hoorns en grote nekschild, horen bij de Ornithischia. De Saurischia vallen weer uiteen in twee groepen, de Sauropodomorpha en de Theropoda. De Sauropoden zijn die enorme plantenetende beesten op vier poten, met de Diplodocus – net als Triceratops te zien in plastic in elke museumwinkel – als voorbeeld. De Theropoden zijn roofdieren, en hun bekendste beest is Tyrannosaurus rex – en de vogels natuurlijk. Vogels zijn Theropoden, op dezelfde manier als vleermuizen zoogdieren zijn.

Dat zijn de dino’s zo’n beetje. Welke hadden er veren? Alle dino’s met veren zijn Theropoden. Niet alle Theropoden hadden veren. Dit is een indeling van de Saurischia waarin aangegeven is per groep of er een soort bij hoort die veren had.

Indeling van de Saurischia. De Theropoden zijn de beesten vanaf de groene stip. De Maniraptora zijn de beesten vanaf de gele stip.
Er is aangegeven welke structuur in een bepaalde groep voorkomt; dat wil niet zeggen dat die structuur bij alle beesten van de groep gevonden is, maar dat tenminste 1 soort van de groep de aangegeven structuur heeft. Filamentous feathers: donsveren. Shafted feathers: veren met een duidelijke schacht. Pennibrachia: voorpoten met veren met een schacht, niet vliegend. Wings: voorpoten met veren met schacht voor vliegende beesten.

Hoe werkte zo’n indeling ook alweer? Er staan groepen in de indeling. De indeling werkt met hoeveel de groepen overeenkomen en verschillen. De indeling geeft een evolutionaire hypothese over verwantschap.

De groep Troodontidae en de groep Dromaeosauridae zijn twee groepen beesten die in de groepskenmerken veel op elkaar lijken maar in tenminste 1 kenmerk systematisch verschillen. Elk ander beest verschilt meer van de Troodontidae en de Dromaeosauridae dan die beesten onderling. De Troodontidae en Dromaeosauridae lijken evenveel op de Avialae, maar de Avialae, Troodontidae en Dromaeosauridae samen lijken meer op elkaar dan op elke andere soort. De vogels zijn een ondergroep van de Avialae en het getekende beest bij Avialae stelt Archaeopteryx voor.

De Oviraptorosauria en de Therizinosauroidea lijken ook meer op elkaar dan op enig ander beest. De club van Avialae, Troodontidae, Dromaeosauridae en de club van Oviraptorosauria en de Therizinosauroidea hebben zoveel gemeen dat ze bij elkaar in een hogere club worden ingedeeld. Deze club van vijf groepen en de Alvarezsauroidea vormen samen de Maniraptora. En tot veren met schacht gevonden werden bij Ornithomimus edmontonicus waren de Maniraptora de enige beesten waarbij veren met schacht bekend waren.

Een artikel in Science van 26 oktober 2012 laat zien wat er van veren bij Ornithomimus edmontonicus bekend is. Het gaat over 3 fossielen. Een is een jong beest van misschien een jaar oud, en heeft alleen dons. Het tweede fossiel is een volwassen beest waarvan de voorpoten niet bewaard zijn gebleven. Dit beest heeft dons op nek, rug en borst. Het derde fossiel is een volwassene waarvan de voorpoten wel bewaard zijn gebleven.

Ornithomimus edmontonicus. (TMP 1995.110.1). Goed bewaard skelet. De witte streep geeft de schaal, 50 cm. De tekenen van veren worden gevonden op de onderarmbeenderen, op de plaats aangegeven met het rechthoekje.

Er zijn sporen van veerschachten gevonden op de twee onderarmbeenderen, het spaakbeen en de ellepijp; daar waar het rechthoekje in de foto staat. Die sporen van veerschachten zijn echt sporen: koolstofstreepjes.

Koolstofresten op spaakbeen (rechterbot) en ellepijp (linkerbot). Foto en tekening. Met blauw is aangegeven waar de koofstof rest op een schuine doorsnee door de schacht van een veer lijkt. Schaalstreepje is 1 cm.

Op de ellepijp liggen de streepjes aan de bovenkant en achterkant van het bot, en veranderen geleidelijk van richting, zoals te zien is: van zuidwest-noordoost naar noord-zuid. Op het spaakbeen liggen de streepjes aan de bovenkant, en lopen ze noord-west-zuidoost. Dat betekent dat deze koolstofsporen dezelfde oriëntatie hebben als dekveren op de voorpoot van vogels. En dat betekent weer dat het hele aanlegpatroon van de veren op de voorpoot gedeeld wordt door alle dinosauriërs met veren.

Het interessante is hier dat de ‘echte’ veren alleen bij de volwassen Ornithomimus gevonden zijn. Dat doet de veronderstelling opkomen dat deze veren in volwassenen een functie hebben die niet in jonge beesten voorkomt: balts of broeden, of de kuikens onder de voorpoten houden.

Broeden? Mogelijk, ja – tenminste, van de oviraptorsoort Citipati zijn broedende exemplaren op hun nest met eieren gevonden. Ze waren door duinzand bedekt en tot fossiel in zandsteen geworden. Ze zaten in precies dezelfde houding als een kip op de eieren.



Citipati op nest. Kop ontbreekt. Nature 1995.

Balts? Mogelijk, ja – Caudipteryx en Ornithomimus edmontonicus zijn veel te groot om ooit te kunnen vliegen. Vertoon bij baltsen is een voor de hand liggend gebruik van veren: spring op en klapper die armen!

Caudipteryx, behorend bij de Oviraptorsauria

Ornithomimus in hun omgeving, min of meer als baltsend beest

.Twee andere punten zijn ook interessant aan dit fossiel. Ornithomimus edmontonicus is gevonden in Canada en in een afzetting van rivierzand. Tot nu toe waren gevederde dinosauriërs alleen bekend uit China, en uit de veel fijnere afzettingen uit meren.

***************
Zelenitsky, Therrien, Erickson, DeBuhr, Kobayashi, Eberth & Hadfield. 2012. Feathered Non-Avian Dinosaurs from North America Provide Insight into Wing Origins. Science 338:510-514. http://dx.doi.org/10.1126/science.1225376

http://blogs.discovermagazine.com/notrocketscience/2012/10/25/%E2%80%98bird-mimic%E2%80%99-dinosaur-hints-that-wings-evolved-for-show-not-flight/

http://nl.wikipedia.org/wiki/Citipati