Körülbelül 150 millió évvel ezelőtt Európa trópusi éghajlatú volt, és nagy részét víz borította. Az egész kontinens közelebb volt az Egyenlítőhöz, mint ma, és a mai Németország és a szomszédos területek egy sekély beltenger alatt rejtőztek, amelyet szigetek tarkítottak. Az egyik szigetcsoporton szokatlan lények éltek, amelyek nem illeszkedtek az ekkor szokásos állatvilágba.

Nem voltak jó repülők, idejük nagy részét a földön töltötték, és csak alkalmanként szálltak fel a levegőbe – talán azért, hogy elmeneküljenek a leselkedő ragadozók elől. Nem is nagyon hasonlítottak a mai madarakra. Fogak voltak az állkapcsukban és karmok a szárnyaik végén – ezek a jellemzők ma már egyetlen felnőtt madárnál sem találhatók meg. Ezek az állatok voltak az Archaeopteryxek, és számos jellegzetességét viselték korábbi dinoszaurusz őseiknek.

Az Archaeopteryx fosszíliái a történelem leghíresebbjei közé tartoznak, de egyben óriási rejtélyt is jelentenek. Több mint egy évszázadig az Archaeopteryx volt az egyetlen ismert madárfaj a jura időszakból, abból az időből, amikor a madarak először fejlődtek ki. Az elmúlt évtizedekben ugyan számos más dinoszauruszkori madarat is felfedeztek, de ezek mind a későbbi kréta időszakból származnak, amikor már sokféle madár élt a világon.

Most viszont végre a kutatók találtak egy második jura kori madárfajt is. A Kínában felfedezett és 2025 februárjában leírt Baminornis azonnal jelentősen bővítette a szakértők ismereteit a legkorábbi madarakról. A Baminornis nem hasonlít az Archaeopteryxre, ami a véltnél jóval komplexebb evolúciós történetet sugall. Ezzel párhuzamosan egy rendkívül jól megőrzött, évtizedekig rejtve maradt Archaeopteryx leletet is leírtak, amely soha nem látott fényt vet az első madarakra. Az ilyen leletek fontos nyomok arra vonatkozóan, hogy a madarak hogyan és miért fejlődtek ki, és hogy a dinoszauruszok korában egyszer vagy többször alakult-e ki a repülés képessége.

A földről a levegőbe

Ma a madarak az egyik legsikeresebb és legváltozatosabb állatcsoport, körülbelül 10 ezer ismert fajjal. Vannak közöttük apró kolibrik, amelyek a levegőben lebegnek, nagy távokon utazók, mint a vándorló albatrosz, csúcsragadozók, mint a szirti sas, és nagy, repülni képtelen lények is, mint az emu.

A madarak evolúciós történetének rekonstruálása azonban rendkívül bonyolultnak bizonyult. „A madarak és a madárszerű dinoszauruszok rendkívül ritkák a fosszilis leletek között” – mondja Jingmai O’Connor, a chicagói Field Museum paleontológusa. A leletek ritkasága az anatómiai tulajdonságok eredménye. „A madarak általában kicsik, vékony, üreges csontokkal és könnyű csontvázzal rendelkeznek” – mondja Stephen Brusatte, az Edinburgh-i Egyetem paleontológusa. Ez azt jelenti, hogy csontjaik könnyebben törnek és zúzódnak zord környezetben, például a gyors folyású folyókban, ahol egy nagyobb csontváz, például egy Tyrannosaurus rexé, megmaradhat.

Mindezt figyelembe véve az Archaeopteryx-fosszíliák megőrződése valóságos csoda. Az első példányokat az 1860-as évek elején fedezték fel: először egy tollat találtak, amely az első fosszilis toll volt, amely valaha előkerült, majd egy koponyát nélkülöző csontvázra akadtak. Az időzítés szerencsés volt: Charles Darwin 1859-ben publikálta A fajok eredete című művét, amelyben bemutatta érveit, miszerint a természetes szelekció új fajok kialakulásához, és végső soron radikálisan új típusú organizmusokhoz vezetett.

Évtizedek óta heves viták folynak két kulcsfontosságú kérdésről: tudott-e repülni az Archaeopteryx, és vajon madárnak számít-e? Az biztos, hogy volt olyan tollazata, amely a mai madarak repülését segíti. De anatómiai felépítésének más aspektusai kevésbé tűntek alkalmasak a tartós repülésre. „Az Archaeopteryxnek hosszú farka volt, mint a ragadozó dinoszauruszoknak” – mondja Brusatte. Ez repülés közben nem lehetett kényelmes: a mai madarak rövid, tömzsi farokcsonttal rendelkeznek.

Hasonlóképpen, úgy tűnik, hogy az Archaeopteryxnek nem volt szegycsontja, amelyhez az erős szárnyizmok kapcsolódhattak volna. „Ez igazán rejtélyes” – mondja Talia Lowi-Merri, a Harvard Egyetem evolúciós biológusa, aki kimutatta, hogy a szegycsont a későbbi madaraknál fokozatosan fejlődött ki. Lehetséges persze, hogy az Archaeopteryx szegycsontja porcból állt, ami nem fosszilizálódott, de ez gyengébb rögzítést kínált volna az izmok számára, mint a csont. „Ha repült is, akkor is kevésbé lehetett erőteljes a mozgás, mint a mai madaraknál” – mondja Lowi-Merri. Ennek eredményeként sok biológus úgy gondolja, hogy az Archaeopteryx olyan gyenge repülő lehetett, mint a mai tyúkok.

Hiányzó láncszemek

Annak ellenére, hogy egyre több információ áll rendelkezésre az Archaeopteryxről, ez csak korlátozott mértékben kínál adatokat a madarak múltjával kapcsolatban. Az összes fosszília a mai Németországból, néhány egykori szigetről származik, ahol sós vizű lagúnák voltak, amelyekbe az Archaeopteryx tetemei beleeshettek, és lassan eltemetődve fosszilizálódhattak. „Ennek az esélye egy a billióhoz” – mondja Brusatte.

Az ilyen események együttesen is csak egy pontot jelképeznek egy nagyon hosszú idővonalon. Az Archaeopteryx-fosszíliák mind körülbelül 150 millió évesek: a jura időszak végéről származnak, amely 143,1–201,4 millió évvel ezelőtt volt.

Az ezt követő kréta időszakkal (66–143,1 millió évvel ezelőtt) más a helyzet. Kelet-Spanyolországban, a Las Hoyas nevű lelőhelyen az 1980-as évek óta több madár és madárszerű dinoszaurusz maradványait találták meg. Újabban Kína északkeleti részén is értékes lelőhelyekre bukkantak, amelyek finom fosszíliákat tartalmaznak, köztük madarakat is. Ezek a Jehol bióta nevű ökoszisztéma részét képezték, amely körülbelül 120–135 millió évvel ezelőtt létezett.

„Rengeteg kréta kori madár van” – mondja Brusatte. Sokuk nem a mai madarak őse: inkább olyan csoportokhoz tartoznak, amelyek a kréta időszak végén, az aszteroida becsapódása utáni tömeges kihalás során eltűntek, amely minden nem madár dinoszauruszt is elpusztított.

Összességében a kréta kori madarak és madárszerű dinoszauruszok Kelet-Ázsiából, Észak- és Dél-Amerikából, Madagaszkárról és az Antarktiszról ismertek. Nyilvánvaló, hogy a kréta időszak elejére a madarak diverzifikálódtak és globálissá váltak. De a késői jura időszak az Archaeopteryx kivételével továbbra is frusztrálóan üres maradt a madarak szempontjából – egészen a Baminornis felfedezéséig.

A jura második madara

2022 óta Min Wang paleontológus, a Pekingi Gerincesek Paleontológiai és Paleoantropológiai Intézetének munkatársa és kollégái egy új fosszíliagyűjteményt kutatnak: a Zhenghe faunát, amely Kína délkeleti részén, Fujian tartományban található. Az első évben találtak egy fosszíliát, amelyet Fujianvenator névre kereszteltek: ez egy madárszerű dinoszaurusz, amely valószínűleg közelebb állt a madarakhoz, mint más dinoszauruszokhoz. A Fujianvenator hosszú hátsó végtagokkal rendelkezett, ami arra utal, hogy valószínűleg sok időt töltött a vízben gázolva. A csapat a Zhenghe fauna korát 148–150 millió évre becsüli, vagyis nagyjából egyidejű az Archaeopteryxszel.

„Ez a példány új reményt adott, hogy talán még több érdekes fosszíliát találhatunk azon a környéken” – mondja Wang. Az édesvízi állatok, például teknősök és kis halak jelenléte arra utalt, hogy a Zhenghe fauna egy vizes élőhely maradványait őrizheti, ami ideális környezet lehetett a madaraknak is, vélték a szakértők.

A kutatók reményei hamarosan valóra is váltak, és 2025 februárjában közzétették a Baminornis leírását. Ez egy kis madár volt, 140–300 gramm tömeggel. A legszembetűnőbb, hogy a farok öt alsó csigolyája összenőtt, és egy csonka csontot alkotott, amelyet pygostylnek neveznek. Ez a modern madaraknál megszokott, és a kréta kori madaraknál is megfigyelhető, de a Baminornis híres kortársánál, az Archaeopteryxnél nem található meg.

Ez meglepetés volt, mondja Wang. Tekintettel arra, hogy a Baminornis milyen korai volt, valamiféle átmeneti stádiumra számítottak nála, talán rövidebb farokkal, de még pygostyl nélkül, de ehelyett egy teljesen kialakult pygostyllel rendelkező jurakori madarat találtak. Szerinte ez azt jelenti, hogy az első madarak az Archaeopteryx és a Baminornis előtt léteztek. „Ez sokkal korábban tolta vissza a madarak megjelenését, mint gondoltuk” – mondja Wang.

– mondja Brusatte. Az Archaeopteryx és a Baminornis közötti nagy különbség arra utal, hogy a madarak már ekkor is sokfélék voltak, ami azt jelenti, hogy az evolúciójuk korábban kezdődött, mint azt eddig gondolták. O’Connor azonban óva int attól, hogy a Baminornis leletei alapján messzemenő következtetéseket vonjanak le, mert az új fosszíliák korai értelmezései sok esetben tévesnek bizonyulnak a közelebbi vizsgálatok után.

Mindenesetre a jura kori madarakról szóló adatok még a Baminornisszal együtt rendkívül szűkösek, ami azt jelenti, hogy számos kérdés maradt megválaszolatlan. „A madarak globális elterjedése vajon már a keletkezésükkor megkezdődött?” – tűnődik Brusatte. A pteroszauruszok és a denevérek, a repülő gerincesek más képviselői, gyorsan elterjedtek. De ha a jura kori madarak is így tettek, a szakértők még nem találták meg ennek nyomait.

Fel az égbe

Két fosszília kulcsfontosságú ebben a narratívában. Az első a Microraptor, a Jehol biótából, amelyet először Xing Xu és kollégái írtak le 2003-ban. A Microraptor egy kis dinoszaurusz volt, amely elülső és hátsó végtagjaival repült, vagyis két szárny helyett négy szárnya volt. Ez annyira eltér a madarak repülési módjától, mondja O’Connor, hogy egy független evolúciós eredetre utal.

A másik pedig a Yi, amelyet 2015-ben írt le Xu és O’Connor csapata. A Yi a késő jura időszaki Yanliao biótából ismert, és egy theropoda dinoszaurusz, amely szoros rokonságban áll a madarakkal. Mindkét csuklóján hosszú, kiálló csont volt található, amelyhez egy hártya kapcsolódott. Ez arra utal, hogy a Yi nem madárszerű tollakkal repült, hanem egy bőrhártyával, hasonlóan a denevérekhez.

A fosszíliák értelmezéséről élesen megoszlanak a vélemények. „Én a dinoszauruszok repülésének többszörös eredetét támogatom” – mondja O’Connor. Hasonlóan gondolkodik Wang is:

Lowi-Merri azonban úgy véli, hogy a repülés csak egyszer jelent meg a dinoszauruszoknál, majd az ezt követő evolúció biztosította a stílusok sokféleségét. „Egy fokozatos átmenet volt” – mondja. „Ezen átmenet során a fő vonalból leágazó furcsa lények különböző tulajdonságokkal kísérleteztek, amelyek nem működtek olyan jól, mint a fő vonalban megmaradt tulajdonságok.”

Több fosszília és a fajok közötti kapcsolatok jobb megértése lehet a kulcs ahhoz, hogy eldöntsük, vajon a repülés többször is kialakult-e. Addig is, hogy megértsék, hogyan alakultak ki a madarak és a repülés, a paleontológusok folyamatosan visszatérnek az Archaeopteryxhez.

Szárnyak, csuklók és a fej

2025 májusában O’Connor, Wang és kollégáik leírták az Archaeopteryx 14. példányát: ez az 1990 előtt felfedezett, és chicagói példánynak nevezett fosszília magángyűjtemények része volt, és csak 2022-ben kezdték elemezni, amikor a Field Múzeum megvásárolta. A csontváz szinte teljes, és ami még fontosabb, nem tört össze. „Az Archaeopteryxet 164 éve tanulmányozzák” – mondja O’Connor, de még mindig sok minden rejtély. „Hihetetlen, mennyi alapvető új információt kaptunk ettől a példánytól.”

Más példányokkal ellentétben a szárnyak a testtől elfordultak, így láthatók a korábban nem ismert speciális, terciális tollak. Ezek a repülés szempontjából döntő fontosságúak, mert zárták a szárnyak és a test közötti rést, így egy folytonos felületet hoztak létre, amely felhajtóerőt tudott generálni, mondja O’Connor. Szerinte a terciális tollak mostantól arra is jó alapot jelenthetnek, hogy meghatározzák, hogy a madárszerű dinoszauruszok tudtak-e repülni, ami segíthet tisztázni, hogy a repülés képessége hányszor jelent meg.

A példány feje is sokat elárul. O’Connor és csapata elsőként elemezte a szájpadlás szerkezetét. Ez kulcsfontosságú, mert a ma élő madaraknál a szájpadlás nagyon mozgékony, ami lehetővé teszi számukra, hogy speciális táplálkozási mechanizmusokat használjanak. „Ahhoz, hogy megtudjuk, mozgékony-e a koponya, tudnunk kell, hogy milyen a szájpadlás morfológiája” – mondja O’Connor. Kiderült, hogy ez már nagyon madárszerű voltak a kérdéses példányon.

Egy 2025 augusztusában publikált tanulmányban O’Connor és kollégái azt is megmutatták, hogy az Archaeopteryx olyan tulajdonságokkal rendelkezett, amelyek lehetővé tették számára a gyors táplálkozást, többek között mozgékony nyelvének és érzékeny csőrhegyének köszönhetően. Ezek a tulajdonságok a repülés támogatására fejlődtek ki, amely a gerincesek mozgásformái közül fizikailag a leginkább megterhelő, ezért nagyon kalóriaigényes, mondja O’Connor.

A chicagói Archaeopteryx, a Baminornis és későbbi fosszíliák alapján megállapított új bizonyítékok alapján a kutatók egyre inkább úgy vélik, hogy azok a tulajdonságok, amelyek végül lehetővé tették a valódi kihívást jelentő légi manővereket, már a jura időszak végén is jelen voltak vagy legalábbis elkezdtek kialakulni.