Vetenskapsmän har upptäckt slående likheter mellan pingvinernas fossila ben och benen hos en grupp mycket yngre fåglar på norra halvklotet, plotopteriderna.

Dessa likheter tyder på att plotopteriderna och de gamla pingvinerna såg mycket lika ut och kan hjälpa forskarna att förstå hur fåglarna började använda sina vingar för att simma i stället för att flyga.

För cirka 62 miljoner år sedan simmade de tidigaste kända pingvinerna i tropiska hav som nästan översköljde det land som nu är Nya Zeeland. Paleontologer har hittat fossila ben från dessa gamla vaddare i Waipara i norra Canterbury. De har identifierat nio olika arter, som varierar i storlek från små pingviner, i storlek med dagens gulögda pingvin, till 1,6 meter höga monster.

Plotopteriderna utvecklades på norra halvklotet mycket senare än pingvinerna, och de första arterna uppträdde för mellan 37 och 34 miljoner år sedan. Deras fossiler har hittats på ett antal platser i Nordamerika och Japan. I likhet med pingviner använde de sina flippersliknande vingar för att simma genom havet. Till skillnad från pingviner, som har överlevt in i modern tid, dog den sista plotopteridarten ut för cirka 25 miljoner år sedan.

Forskarna – Dr Gerald Mayr från Senckenberg Research Institute och Natural History Museum i Frankfurt, James Goedert från Burke Museum of Natural History and Culture och University of Washington, USA, och Canterbury Museum Curators Dr Paul Scofield och Dr Vanesa De Pietri – jämförde de fossila benen från plotopterider med fossila exemplar av jättepingvinarterna Waimanu, Muriwaimanu och Sequiwaimanu från Canterbury Museums samling.

De fann att plotopterider och de gamla pingvinerna hade liknande långa näbbar med slitsliknande näsborrar, liknande bröst- och axelben och liknande vingar. Dessa likheter tyder på att båda grupperna av fåglar var starka simmare som använde sina vingar för att driva dem djupt under vattnet på jakt efter föda.

Vissa arter av båda grupperna kunde växa till enorma storlekar. De största kända plotopteriderna var över 2 meter långa, medan vissa av jättepingvinerna var upp till 1,6 meter långa.

Trots att plotopteriderna delar ett antal fysiska egenskaper med både gamla och moderna pingviner är de närmare besläktade med boobies, gannets och skarvar än vad de är med pingviner.

”Det som är anmärkningsvärt med allt detta är att plotopteriderna och de gamla pingvinerna har utvecklat dessa gemensamma egenskaper oberoende av varandra”, säger dr De Pietri. ”Detta är ett exempel på vad vi kallar konvergent evolution, när organismer som är avlägset besläktade utvecklar liknande morfologiska egenskaper under liknande miljöförhållanden.”

Dr Scofield säger att vissa stora plotopterid-arter skulle ha sett väldigt lika ut som de gamla pingvinerna. ”Dessa fåglar utvecklades på olika halvklot, med miljontals års mellanrum, men på avstånd skulle det vara svårt att skilja dem åt”, säger han. ”Plotopteriderna såg ut som pingviner, de simmade som pingviner, de åt förmodligen som pingviner – men de var inte pingviner.”

Dr Mayr säger att parallellerna i fågelgruppernas utveckling antyder en förklaring till varför fåglar utvecklade förmågan att simma med vingarna.

”Dykning med hjälp av vingar är ganska sällsynt bland fåglar; de flesta simmande fåglar använder sina fötter. Vi tror att både pingviner och plotodopterider hade flygande förfäder som från luften störtade ner i vattnet på jakt efter föda. Med tiden blev dessa förfäder bättre på att simma och sämre på att flyga.”

Fossil från Nya Zeelands jättepingviner, däribland Waimanu och Sequiwaimanu, visas för närvarande tillsammans med modeller i naturlig storlek av fåglarna i Canterbury Museum’s utställning Ancient New Zealand: Squawkzilla and the Giants, som pågår fram till den 16 augusti 2020.

Denna forskning fick delvis stöd från Royal Society of New Zealand’s Marsden Fund.