Какое у нас представление о динозаврах? Это травоядные или хищники на двух нижних конечностях с укороченными верхними. Но недавно китайские палеонтологи обнаружили у некоторых видов гигантских ящеров... примитивное оперение! О значении их открытия "Правде.Ру" рассказал заместитель директора по науке Палеонтологического института РАН Сергей Рожнов.

Эволюция в биологии доказывает необратимое историческое развитие живой природы. Каковы же ее характерные черты? Прежде всего, преемственность. С момента возникновения жизни новое появляется в живой природе не на пустом месте, не из ничего, а из старого.

Не менее характерная черта эволюции — усложнение и совершенствование структур организмов от одной геологической эпохи к другой. Людей и первые примитивные микроорганизмы, возникшие около 4 млрд лет назад, связывает непрерывная цепочка поколений.

Одной из основных особенностей эволюционного процесса является закон целесообразности. Все организмы, населяющие Землю, приспособлены к условиям, в которых они существуют.

Так, австралийские ученые предполагают, что обилие еды и недостаток хищников в окружающей среде после их массового вымирания 65 млн лет назад привели к тому, что некоторые виды птиц, ранее неплохо летавшие, в результате эволюции набрали вес и стали ходить по земле. Возможно, страусы эму растолстели и перестали взмывать в небо после вымирания хищников, которые на них охотились.

Исследуя останки давно вымерших животных, ученым приходится искать ответы на новые, порой совершенно неожиданные вопросы. Например, нельзя исключить полностью факт, что динозавры — родственники птиц.

Как показали исследования, проведенные китайскими учеными, у некоторых разновидностей динозавров присутствует примитивное оперение. Сделать открытие помогло углубленное изучение старой находки (1990 год) — хорошо сохранившихся, окаменелых останков Археоптерикса.

Кстати, в период с 1990 по 2000 годы было найдено много окаменелых останков "пернатых динозавров", что сопутствовало развитию исследований этого удивительного явления.

По мнению палеонтологов, если исходить из того, что похожие животные должны были произойти от общего предка, то можно составить родословную всего животного царства. Постепенно накапливающиеся в организмах малозаметные изменения спустя миллионы лет приводили к возникновению совершенно новых видов.

Исследования китайских ученых указывают на то, что примитивный вариант оперения появился у динозавров более 200 миллионов лет назад. Палеонтологи изучали ранее неизвестный вид ящеров, который был назван Tianyulong confuciusi.

Уже известны около дюжины видов динозавров с оперением. Все они были хищниками, передвигающимися на двух ногах. Многие были найдены в районе ранних меловых формаций Yixian в Китае.

После продолжительной и кропотливой работы, ученые пришли к выводу: наличие перьевого покрова у Tianyulong confuciusi указывает на его существование у древних динозавров еще до разделения их на птиц и ящеров, которое произошло 250-200 миллионов лет назад.

Так же исследователи не исключают гипотезу, что оперение могло возникнуть вследствие параллельной эволюции. То есть перья у различных видов динозавров появились независимо друг от друга, а вовсе не от общего пернатого предка.

Иммунологический тест, которому подверглись ископаемые останки одного из найденных экземпляров — динозавра Shuvuuia, дал положительный результат на наличие бета-кератина (не путать с провитамином бета-каротином!). Этот протеин, содержащийся в оперенье современных пернатых, впоследствии был обнаружен и у других видов динозавров.

Также образцы "пернатых" ящеров были найдены в провинции Ляонин в Китае. Эта территория была не раз похоронена под лавой и пылью вулкана, который существовал в районе нынешней Монголии 124 миллиона лет назад, что и сделало это место лучшим хранилищем для окаменелых останков и их сохранности. Пепел сберег большинство живых организмов, которые были под ним захоронены.

Своей точкой зрения с "Правдой.Ру" поделился заместитель директора по науке
Палеонтологического института РАН Сергей Рожнов . "Пернатых динозавров уже давно находили. Но до крупнейшей находки, недавно в Китае, никто не придавал этому особого значения.

Дальнейшие исследования помогут получить более ясную картину того, что послужило причиной подобного явления, — добавил ученый. — Возможно, оно поможет пролить свет на некоторые важные моменты эволюции".

Загадка происхождения птиц волнует палеонтологов очень давно. И чем больше различных окаменелостей вымерших древних птиц и оперенных динозавров удается найти, тем запутаннее становится история возникновения привычных нам пернатых.

Один за другим различные признаки, казалось бы, чисто птичьи, обнаруживают у двуногих динозавров - теропод. Это и перья, и клювы, и различные особенности скелета и даже насиживание яиц. Не удивительно, что при огромном сходстве птиц и небольших двуногих динозавров именно их, теропод, стали считать птичьими предками. Сейчас эта гипотеза стала доминирующей в научном мире, во многих научно-популярных публикациях и фильмах можно даже встретить фразу вроде "хотите увидеть живого динозавра – посмотрите на голубя за вашим окном – вот он!". Конечно, это преувеличение, даже если птицы произошли от динозавров, динозаврами они уже точно не являются. Но вот произошли ли от них птицы на самом деле?

Палеонтологи Девон Квик (Devon Quick) и Джон Рубен (John Ruben) из Государственного университета штата Орегон (Oregon State University) отвечают на этот вопрос отрицательно. Они сравнили дыхательные системы современных птиц и вымерших тероподных динозавров и пришли к выводу, что эти системы у них совершенно различны. Результаты их исследования опубликованы в издании "Journal of Morphology".

У птиц, которым нужно очень много энергии для полета, дыхательная система заметно отличается от дыхательной системы млекопитающих. Она гораздо более мощная и эффективная – ведь у птиц легкие работают не по принципу "вдохнул-получил кислород – выдохнул отработанный воздух”, как у нас. У них воздух идет через легкие практически постоянным потоком. Это достигается благодаря специальным выростам – воздушным мешкам, переднему и заднему. Задний, брюшной мешок, служит резервуаром, в который нагнетается воздух при вдохе – при выдохе этот воздух идет через легкие и там отдает содержащийся в нем кислород.

Похоже, что уникальная в настоящее время дыхательная система с воздушными мешками, в прошлом, в Мезозое, была распространена в животном мире значительно шире. "Аммонит.ру" писал о том, что следы воздушных мешков находили на скелетах птерозавров и даже крупных карнозавров. Дело в том, что воздушные мешки частично проникают в полости крупных костей и их следы можно распознать на скелете.

Но вот как именно располагались эти мешки в полостях тела вымерших животных, палеонтологи пока не знают. Зато хорошо известно, что у современных птиц задний воздушный мешок, занимающий довольно большой объем в теле птицы, поддерживается бедренной костью.

Именно на эту анатомическую особенность и обратили внимание исследователи. Вообще, короткое бедро, малоподвижное и находящееся в положении, близком к горизонтальному, является особенностью всех современных птиц, включая нелетающих. Бедренные кости ограничивают расширение мешка на вдохе.

Но если у птиц бедро практически не задействовано при ходьбе, то как же они передвигаются по земле? Если посмотреть на любую птицу, например, на обычную ворону или воробья, то можно заметить, что у них в лапках колени как бы обращены назад, а не вперед, как у нас. На самом деле то что мы видим, это не колени, а голеностопный сустав, просто у птиц есть дополнительная кость – цевка, которой нет в ногах млекопитающих. Она образована срастанием костей, которые у нас находятся в стопе. Именно эта анатомическая особенность позволяет птицам создать дополнительный сустав и "высвободить" бедро.

Один из авторов исследования, Джон Рубен, говорит, что у всех наземных позвоночных, включая динозавров, бедро было задействовано в передвижении, следовательно, даже при наличии воздушных мешков, их дыхательная система была устроена по-другому, не так, как у птиц. Значит, динозавры не могли быть предками птиц. К тому же, напоминает Рубен, настоящие птицы существовали еще в начале мела, а возможно и в юре, когда птицеподобные двуногие динозавры только появлялись.

Но если птицы произошли не от динозавров, то от кого же тогда? Вероятно, говорят авторы исследования, от каких-то ранних архозавров (которых раньше именовали текодонтами) еще в триасе. В таком случае понятно и сходство птиц с динозаврами – ведь и динозавры, и птерозавры тоже произошли от архозавров, а перья и часть других анатомических особенностей они могли унаследовать от общего предка.

Поставит ли это исследование точку в спорах о происхождении птиц? Конечно нет. Задолго до него очень многие палеонтологи, в том числе известный российский специалист по происхождению птиц Е.Н. Курочкин из Палеонтологического института РАН не разделяли "динозавровую" теорию. Но сложность этого вопроса не только в том, что от древних птиц и динозавров до нас дошли только кости, яйца и отпечатки тел, и всё это не всегда в хорошем состоянии, но и в том, что в юрском и меловом периодах разнообразие летающих и пернатых существ было значительно больше, чем сейчас. Были настоящие веерохвостые птицы, были вымершие птицы энанциорнисы – тоже птицы, но явно произошедшие от других предков, были конфуциусорнисы – еще одна ветвь птиц, были планирующие динозавры - микрорапторы, и просто бегающие оперенные динозавры. И разобраться во всем этом, кто от кого произошел, кто произошел от общих предков, а у кого и вовсе сходные признаки возникли в результате конвергенции – развития в сходных условиях – разобраться в этом очень сложно. Но палеонтология не стоит на месте, так что нас наверняка ожидают новые интересные открытия в этой сфере.

Охота на предков живых птиц началась с обнаружения Археоптерикса, первой известной птицы, обнаруженной в начале 1860-х годов. Как и у птиц, у него были перья вдоль передних лап и хвоста, но в отличие от современных птиц, у него также были зубы и длинный костлявый хвост. Кроме того, многие кости в руках, плечевых поясах, тазе и ногах Археоптерикса были разделены, не сливались и не уменьшились, как у современных птиц. Основываясь на этих характеристиках, Археоптерикс (Archaeopteryx) был признан промежуточным звеном между птицами и рептилиями.

В 1970-х годах палеонтологи заметили, что археоптерикс разделял уникальные черты с маленькими плотоядными динозаврами, называемыми тероподами. Все группы динозавров на этой эвограмме, кроме орнитишских динозавров, являются тероподами. Основываясь на таких схожих чертах, ученые предположили, что, возможно, тероподы были предками птиц. Когда палеонтологи начали строить эволюционное дерево для изучения вопроса, они еще больше убедились в этом. Птицы — это просто ветка идущая от ветки динозавров на древе жизни.

Поскольку птицы эволюционировали от динозавров теропод, многие из их особенностей были изменены. Однако важно помнить, что животные не «пытались» быть птицами в каком-то смысле. Фактически, чем ближе мы смотрим, тем более очевидно, что набор особенностей, характеризующих птиц, эволюционировал с помощью сложной серии шагов и выполнял различные функции на этом пути.

После появления на сцене жизни Археоптерикса птицы продолжали развиваться в тех же направлениях, что и их предки тероподы. У многих видов кости сильно уменьшились и «спаялись», что, возможно, помогло повысить эффективность полета. Точно так же стенки костей стали еще тоньше, и перья стали длиннее, а их лопасти асимметричными, вероятно, таким образом они еще улучшили свои аэродинамические способности. Кости в хвосте практически полностью исчезли, их заменил пучок перьев на хвосте и в конечном итоге взял на себя функцию улучшения стабильности и маневренности. Грудной киль, который присутствовал у непишевых динозавров, стал более прочным и более сложным по структуре, а кости плечевого пояса развились, и соединились с грудной клеткой, закрепив аппарат полета передних конечностей. Сама грудная кость стала больше и развила центральный киль вдоль средней линии груди, к которой крепились мышцы, управляющие полётом. Передние лапы эволюционировали, и стали длиннее ног, так как основная форма передвижения переключалась с бега на полет, а зубы исчезли у ранних птиц. Родоначальник всех современных птиц жил когда-то в конце мелового периода, а 65 миллионов лет с момента вымирания остальных динозавров, эта ветвь разрослась в основные группы птиц, живущих сегодня.

Scansoriopteryx, название которого переводится на русский язык примерно как "крылолаз" или "лазокрыл", был мелким, примерно с воробья, архозавром. Остатки единственной, неполовозрелой особи скансориоптерикса нашли в начале 21 века в юрских отложениях китайской провинции Ляонин. Судя по дошедшим до наших дней ископаемым, Scansoriopteryx был устроен примитивнее знаменитого археоптерикса и хорошо умел лазать по деревьям, планируя с них с помощью небольших крыльев.

До последнего времени скансориоптерикса относили к целурозаврам – группе теропод, от которых, по мнению большинства ученых, и произошли современные птицы. Однако исследование Черкаса (который, кстати, и открыл Scansoriopteryx) и Федуччия заставляет пересмотреть этот подход. Дуэт ученых использовал трехмерную микроскопию и фотографирование при низких углах освещения, чтобы прояснить структуры, нечетко рассмотренные прежде. Благодаря этому палеонтологам удалось уточнить естественные очертания костей таза, хвоста и конечностей, а заодно и обнаружить удлиненные сухожилия, тянувшиеся вдоль хвостовых позвонков, как у Velociraptor.

Тем не менее, большинство полученных данных свидетельствуют о том, что скансориоптериксу не хватало фундаментальных структурных особенностей скелета, чтобы быть причисленным к динозаврам. Скорее, он является потомком ранних архозавров, освоивших лазание по деревьям задолго до появления ужасных ящеров Соответственно, и птицы, у самых корней родословного древа которых располагается Scansoriopteryx, являются не потомками динозавров, а в лучшем случае их двоюродными племянниками.

Между тем у самого скансориоптерикса отчетливо видны типично птичьи адаптации вроде удлиненных передних конечностей, превратившихся в оперенные крылья, специализированной полулунной кости запястья и приспособленных к усаживанию на ветки лап. Скорее всего, это животное находилось в начале освоения полета, в который отправлялось, планируя с ветвей деревьев.

"Идентификация Scansoriopteryx как нединозавровой птицы позволяет переосмыслить наше понимание взаимосвязи между динозаврами и птицами. Ученые, наконец, получили ключ от двери, отделяющей птиц от динозавров", – прокомментировал свое открытие Черкас.

Всем давно известно, что птицы произошли от динозавров, но мало кто знает о древних птицах мезозойской эры, живших бок о бок с гигантскими рептилиями, или кайнозойской эры - пространство геологического времени после вымирания динозавров. В следующих 10 пунктах статьи приведены описание и фото вымерших видов доисторических птиц (в хронологическом порядке их появления), оказавших решающее влияние на эволюционное развитие пернатых животных.

1. Aurornis (160 миллионов лет назад)

Возможно кто-то думал, что первым в списке должен быть археоптерикс, но небольшие птицы рода aurornis появились раньше археоптерикса на 10 миллионов лет. Тем не менее, aurornis имел больше общего с динозаврами, чем с птицами, а его перья были слишком тонкими, чтобы быть полезными в полете. Но все же, мы будем считать aurornis самой древней птицей, и оставим споры с размышлениями палеонтологам.

2. Конфуциусорнисы (130 миллионов лет назад)

В отличии от предыдущего представителя ископаемых птиц, конфуциусорнисы больше походили на современных птиц. Это были первые птицы, имевшие подлинный клюв. У них отсутствовали зубы (главная черта рептилий), тело было покрыто толстым слоем перьев, а длинные, изогнутые когти, давали возможность уверенно сидеть на ветвях высоких деревьев. Несмотря на вышеописанное, нельзя сделать утвердительный вывод, что все современные птицы произошли от конфуциусорнисов: вероятно, что птицы появлялись и вымирали независимо друг от друга несколько раз в течение мезозойской эры.

3. Gansus (110 миллионов лет назад)

Как вы уже поняли из первых пунктов, что очень сложно (или даже невозможно) полностью разобраться в эволюции птиц, живших десятки миллионов лет назад. Gansus - еще один вид доисторических птиц, который преподносится в палеонтологических кругах, как самый древний представитель подкласса настоящих птиц (то есть, прямой предок всех современных птиц). Эта теория вызывает множество споров, но все же, давно вымерший gansus лучший претендент в качестве прародителя современных уток и гагар.

4. Гесперорнисы (75 миллионов лет назад)

Древние птицы имели достаточно времени для развития и деэволюции во второй половине мезозойской эры. Увлекательным является тот факт, что птицы рода гесперорнисы были вторично налетающими (то есть, они эволюционировали из ранних летающих птиц, но постепенно утратили способность летать, как пингвин или индейка). Возможно это случилось из-за конкуренции с крупными птерозаврами позднего мелового периода Северной Америки, в частности вездесущих птеранодонов, так что гесперорнисам пришлось довольствоваться наземной экологической нишей.

5. Гасторнисы (55 миллионов лет назад)

После гибели динозавров, около 65 миллионов лет назад, птицы смогли развиваться в освободившихся экологических нишах. Роль устрашающего двуногого хищника, перешла к 2 метровым птицам из рода гасторнисы (также известных, как диатримы). Предполагается, что гасторнисы охотились в стаях, преследуя своих жертв словно уменьшенные копии тираннозавра рекс.

6. Eocypselus (50 миллионов лет назад)

Вы когда-нибудь задавались вопросом, как выглядел доисторический предок колибри? Палеонтологи особо не распространяются на этот счет, но все же давно известно, что колибри произошли от eocypselus - вид мелких птиц, обитающих в лесной местности раннего эоцена Северной Америки, около 50 миллионов лет назад. Крылья eocypselus были больше, чем у современного колибри, поэтому его полет нельзя было назвать грациозным.

7. Icadyptes salasi - предок пингвинов (40 миллионов лет назад)

Можно предположить, что древние пингвины, жившие около 40 миллионов лет назад имели такой же образ жизни, как и современные: жили на льдинах, ныряли за рыбой и при каждом удобном случае чистили перья. В значительной степени это предположение верно, за исключением жизни на льду. В конце эоцена, icadyptes на самом деле обитали в тропическом климате вблизи экватора Южной Америки. Эти пингвины были крупнее современных видов и достигали 1,5 м в высоту и массы около 35 кг.

8. Фороракосы (12 миллионов лет назад)

Помните гасторнис (см. пункт 6), 2 м в высоту и массой более 100 кг, которые жили на протяжении десять миллионов лет после динозавров? Так вот, фороракосы спустя 40 миллионов лет, стали достойной заменой гасторнисов. В значительной степени, фороракосы вели тот же образ жизни, что и гасторнисы. Хотя, у них было дополнительное оружие в арсенале: длинный, мощный словно топор клюв, который они использовали, чтобы нанести глубокие смертельные раны своим жертвам.

9. Аргентавис (6 миллионов лет назад)

Как бы впечатляюще ни выглядели птицы в течение кайнозойской эры, они никогда не соответствовали размерам и величию крупнейших птерозавров. В конце эпохи миоцена, аргентавис был крупнейшей летающей птицей, имея размах крыльев до 7 м и массу 70-72 кг. Впечатляет? Но, 60 миллионов лет до этого, птерозавр кетцалькоатль имел размах крыльев около 12 м (как у частного самолета). Как ни странно, менее габаритный аргентавис летал подобно птерозаврам, также паря на воздушных потоках, а не активно махая крыльями.

10. Эпиорнисовые (2 миллионов лет назад)

Эпоха плейстоцена, от 2 миллионов до 10 тысяч лет назад, стала периодом возврата мегафауны. Кроме саблезубых тигров и мамонтов, плейстоцен подарил гигантские птиц, таких как мадагаскарский эпиорнис из семейства эпиорнисовые. В высоту эти птицы достигали 3-5 м и имели массу тела до 500 кг, а их яйца приблизительно в 100 раз превышали объем стандартного куриного яйца.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .