Vroege veren; DINOSAURUSSEN MET HAARACHTIGE STRUCTUREN

DE EVOLUTIE van een onbehaarde, geschubde reptielenhuid naar het verenpak van een vogel. Hoe verliep die? Paleontologen denken dat zich eerst haarvormige structuren op de gladde reptielenhuid vormden. Die ontwikkelden zich tot zogenoemde proto-veren en later vormden zich daaruit de eerste echte veren. Het bestaan van proto-veren lijkt nu bevestigd met de vondst van twee bijna complete skeletten van de dinosauriër Sinosauropteryx in het noordoosten van China.

De 140 miljoen jaar oude skeletten dragen korte, dikke haren op kop, rug en staart. De haren zijn, net als nagels, opgebouwd uit keratine, en daardoor goed bestand tegen de tand des tijds. De Chinese paleontologen Pel-ji Chen, Zhi-ming Dong en Shuo-nan Zhen die de fossielen opgroeven, suggereren dat deze haren, die in lengte variëren van 4 tot 40 mm, inderdaad proto-veren zijn. Een beschrijving van de skeletten verscheen afgelopen donderdag in Nature.

De discussie over het ontstaan van veren is altijd bepaald door Archeopteryx, de oudst bekende vogel. Het eerste skelet werd in 1860 opgegraven, in het Beierse Solnhofen. Hoewel benoemd als vogel, bleek het 147 miljoen jaar oude exemplaar een overgangsvorm tussen reptiel en vogel. Archeopteryx kenmerkte zich door een lange, slanke reptielachtige staart met beenderen, een zware schedel met tanden, en klauwen aan de vingers. Maar hij had ook al vogelkenmerken, zoals veren en een vorkbeen aan de voorkant van de ribbenkast.

Via Archeopteryx is de vraag over de oorsprong van veren niet op te lossen. Wat zegt een vogel met een bont verenpak immers over het ontstáán van veren?

De nu opgegraven skeletten van Sinosauropteryx werden door boeren gevonden bij Liaoling, zo'n 400 kilometer ten noordoosten van Peking. Paleontologen uit Peking en Nanjing groeven de fossielen uit. Ze rekenen Sinosauropteryx tot de theropoden, een groep van kleine tweevoetige, vleesetende dinosauriërs. Uit deze groep zijn waarschijnlijk de vogels geëvolueerd, een proces dat volgens de huidige opvattingen zo'n 170 miljoen jaar begon. Theropoden hebben, net als de eerste vogels, een drietenige voet met een vierde gedraaide teen aan de achterkant van de lange, slanke achterpoten. En de voorpoten zijn uitgerust met drie lange vingers. Deze kenmerken werden ook bij Sinosauropteryx aangetroffen.

Het kleinste van de twee opgegraven skeletten meet 68 centimeter van kop tot staart. Hij is daarmee ongeveer even groot als Compsognathus, een nauw verwante theropode dinosauriër waarvan in Duitsland en Frankrijk fossielen zijn opgegraven die ongeveer 147 miljoen jaar oud zijn. De dinosauriërs lijken erg veel op elkaar. Maar Sinosauropteryx heeft een veel langere staart, die bijna twee keer de afstand van kop tot anus meet. Deze dinosauriër heeft daarmee de langste staart van de tot op heden bekende theropoden.

Het opvallendst aan de twee opgegraven skeletten zijn de korte haartjes op kop, rug en staart. Bij het grootste exemplaar waren de haren op de kop 13 mm lang. In de nek waren ze 35 mm lang, tussen de schouderbladen 40 mm en ter hoogte van het heupgewricht werden de rugharen weer korter.

De haartjes lijken nog het meest op de donsveren van tegenwoordige vogels. Ze hebben dezelfde korte basis. De baarden die schuin uit de centrale schacht steken zijn aan beide zijden even lang. Bij slagpennen van moderne vogels zijn de baarden asymmetrisch. De haartjes van Sinosauropteryx missen de verbindingen tussen de baarden, de zogenoemde baardjes.

Als de haartjes inderdaad proto-veren blijken dan kunnen ze wellicht wat duidelijkheid brengen in de discussie over de oorsprong van veren. Voor de vroege ontwikkeling van veerachtige structuren zijn drie functies voorgesteld: vertoon, aerodynamica en isolatie. Volgens de Chinese paleontologen hebben de haartjes van Sinosauropteryx geen aerodynamische kenmerken. En ze zijn te kort om op te vallen, dus vertoon valt ook af. Hoewel. Misschien hebben ze twee vrouwtjes opgegraven, schrijven de onderzoekers. Het zou nog kunnen dat de beharing bij mannetjes opvallender is.

De primaire functie van de haartjes is volgens de Chinezen isolatie. Ze zouden de warmte van het lichaam vasthouden en daarmee deel uitmaken van een intern systeem dat de lichaamstemperatuur op peil houdt. Dat zou dus betekenen dat Sinosauropteryx endotherm was. Maar daar gaan de speculaties van de Chinezen wel erg ver. Het is namelijk nog volkomen onduidelijk of theropoden zelf hun lichaamstemperatuur konden regelen of dat ze daarvoor afhankelijk waren van de zon.