Разместить объявление

Известные события и факты из палеонтологической истории птиц - 2

04.04.2011

Читать Известные события и факты из палеонтологической истории птиц. Часть 1

К концу второго столетия проблема происхождения птиц и их полета для палеонтологов все еще является предметом горячих споров. Существует, по крайней мере, два традиционных сценария, пытающиеся объяснить, как птицы научились летать.

Орнитолог, кандидат биологических наук Сергей Николаевич Баккал

Одна из гипотез – наземная – утверждает, что первые полеты происходили «вверх с земли». Согласно этой гипотезе, все начиналось с того, что двуногие животные, предшественники птиц, разбегались и подпрыгивали высоко в воздух.

Возможно, так они пытались или спастись от хищников, или же таким способом ловили насекомых. Постепенно оперенная площадь «крыльев» становилась больше и прыжки, соответственно, удлинялись. Птица больше времени не имела контакта с землей и дольше оставалась в воздухе. Можно также допустить, что эти существа использовали крылья как машущий инструмент. Существует и противоположная гипотеза – древесная, согласно которой первые полеты происходили «вниз с деревьев».

Потенциальным воздушным акробатам нужно было сначала забраться на значительную высоту, а уже потом броситься вниз – в воздух. Вероятно, первым шагом на пути к полетам должно было стать планирование, поскольку при этом типе передвижения энергозатраты невелики. Обе эти гипотезы имеют много противоречий и не объясняют всех парадоксов эволюции древнейших птицеобразных существ, ставших известными в последние десятилетия. Была предложена еще одна любопытная гипотеза – «высотнобросковая» модель.

Она предполагает целый ряд стадий, через которые должны были пройти предшественники птиц в ходе эволюционного процесса, превративших их в конечном итоге в летающих животных. Согласно этой гипотезе, когда-то одна из мелких групп рептилий, именуемых протоптицами, перешла к древесному образу жизни. Возможно, рептилии забрались на деревья потому, что там было или безопаснее, или проще добывать пищу, или удобнее прятаться, отдыхать, устраивать гнезда.

По мнению авторов этой гипотезы, настоящий полет мог сформироваться лишь благодаря броскам за жертвой с приподнятых над землей засад – деревьев, камней или обнаженных скал. В дальнейшем, переход от парашютной стадии к планированию должен был стать вполне закономерным эволюционным шагом, после чего настала очередь последней, полетной стадии, которой пытался достичь археоптерикс и наверняка достигли энанциорнисы.

Согласно одному из предположений в процессе эволюции предки птиц прошли четырехкрылую стадию, когда планирующие поверхности из перьев были развиты также и на задних конечностях. В 2001-2002 гг. китайские палеонтологи описали новое оперенное существо из нижнемеловых отложений северо-востока КНР. Это создание, длиной около 80 см, имело маховые (летательные) перья не только на крыльях, но и на задних лапах. Получается, что у него были передние и задние крылья!

На конце длинного хвоста (из 26 позвонков) была перьевая лопасть. Имелось и мелкое покровное оперение. Довольно большая и плоская грудина представляла собой единое пластинчатое образование без киля. Сегменты передней и задней конечности были удлиненные, а пальцы лап короткие.

Реконструкция планирующего микрораптора

Один из пальцев имел длинный серповидный коготь, характерный для Dromeosauridae. И по многим другим признакам «четырехкрыл», названный Микрораптором, был сходен с дромеозаврами, которых некоторые палеонтологи считают ближайшими родственниками птиц.

Вскоре, там же в Китае были найдены несколько других похожих на четырехкрылого микроратора существ. По мнению авторов находок, благодаря длинным маховым перьям на передних конечностях, эти дромеозавры могли неплохо летать. Длинные асимметричные перья на ногах также могли иметь отношение к полету. Предполагают, что в воздухе микрораптор расставлял оперенные ноги в стороны, увеличивая несущую поверхность тела, и этим повышал свои планирующие возможности. Длинный хвост с лопастью из перьев также мог служить неплохим рулем.

Но при передвижении по земле «задние» крылья на ногах могли только мешать. Поэтому предположили, что микрораптор вел древесный образ жизни и его следует считать переходной планирующей стадией на пути формирования полета и переходным звеном между тероподными динозаврами и настоящими птицами. Таким образом, авторы описания микрораптора, придерживались древесной гипотезы происхождения летающих птиц. Однако бесспорно согласиться с этим заключением смогли не все.

При этом приводили подтверждающие примеры того, что в эволюции большинства известных планирующих животных (ящерицы, белки, шерстокрылы) ни одно из них не перешло к настоящему машущему полету. Таких же примеров нет и среди древесных обитателей-планеров, обладавших перьевым покровом. Начиная с 1996 г. в Китае в нижнемеловых отложениях было найдено около десятка видов различных тероподных динозавров с оперением или пуховидным покровом. Таким образом, микрораптор – не первый оперенный динозавр, но, вероятно, первый небольшой дромеозавр, способный передвигаться в воздухе не только планирующим способом, но и активным (машущим) полетом. Только у микрораптора перья напоминали летательное оперение настоящих птиц – с заостренными вершинами и асимметричными опахалами.

Сравнительно недавно (около 35 лет назад) наибольшим признанием пользовалась именно древесная гипотеза происхождения полета птиц от мелких лазающих текодонтов. Однако в последнее время большую популярность получила наземная гипотеза: мелкие бегающие хищные динозавры смогли полететь благодаря ускоряющемуся бегу и, таким образом, стали настоящими птицами. Все эти оперенные тероподы, кроме микрораптора, были относительно тяжелыми наземными бегающими животными и, вероятнее всего, не были способны к полету.

Тем не менее, именно их упоминают сторонники гипотезы происхождения птиц от тероподных динозавров, доказывая их связь в качестве предков с веерохвостыми птицами. И в результате получается, что они оказываются еще более птичьими существами, чем, например, археоптерикс. Существо, о котором палеонтологи узнали еще в 20-е годы прошлого века, во многом опровергло уже сложившееся мнение о динозаврах.

Это был овираптор («похититель яиц»), найденный в пустыне Гоби в Монголии, и оказавшийся одним из самых странных и загадочных динозавров.

Овираптор Oviraptor philoceratops (мел)

Этот мелкий тероподный ящер (рост около 2 м, вес – до 40 кг), возможно, был покрыт перьями, имел беззубый клюв, а на его голове возвышался причудливый гребень, напоминающий подобное образование у современного казуара. (Черно белые рисунки, отражающие гипотетический облик оперенных рептилий, выполнены М.Кулешовым).

Но самой характерной его чертой было то, что он насиживал яйца, т.е. проявлялась родительская забота, вполне возможно, даже дифференцированная. Он был похож на птицу, передвигался быстро на длинных тонких задних ногах, но передние лапы с тремя когтистыми пальцами на каждой кисти использовал для захватывания различных предметов. Трехпалая ступня также была снабжена острыми когтями. Как уже было сказано, во рту зубов не было, но вместо этого торчали два острых выроста для прокусывания твердых оболочек или скорлупы. Вероятно, идеальной пищей ему служили яйца, плоды, орехи, моллюски. Еще одной характерной чертой овираптора был костный воротник у основания шеи, формой напоминающий вилочковую кость птиц.

Другим проблематичным существом, которого некоторые палеонтологи отнесли к ископаемым птицам, оказался мононикус («однокоготник»). Его скелет (длиной около 1м), был описан только в 1993 г., хотя это существо было найдено в Монголии еще в 1970-х гг.

Мононикус Mononykus (поздний мел)

Он имел очень короткие передние конечности, на каждой кисти которых был только один гипертрофированный первый палец с огромной когтевой фалангой. Такой лапой он не мог дотянуться до своей головы, но мог использовать ее, например, для вскрытия термитников.

Этого бипедального теропода, похожего на индейку, некоторые посчитали ранней птицей, поскольку для него были характерны такие важные признаки птиц, как оперение и теплокровность. Но впоследствии оказалось, что у мононикуса столько же птичьих черт, сколько и рептильных. Его череп больше похож на птичий, а ноги и хвост – как у динозавров. Он очень походил на динозавра, но с очень легким телосложением, длинными и тонкими ногами и длинным хвостом. Известно, что одной из характерных черт птиц является особый сустав между голенью и цевкой, который формируется из особых костей.

Именно такой сустав был у мононикуса, только образован он был из других костей (не тех, что у птиц), что опять же подтверждает его принадлежность к рептилиям. Он все-таки остался динозавром. В 1980-х гг. были найдены новые экземпляры, подтвердившие, что мононикус принадлежит к группе тероподных динозавров, обитавших на огромной территории от Южной Америки до Центральной Азии. Вероятно, в этом случае мы сталкиваемся с так называемым параллелизмом развития, когда чисто внешняя похожесть возникла в результате бипедального типа передвижения.

Другая дискуссионная компания возникла в связи с обнаружением динозавра каудиптерикса, своим существованием подлившего масла в огонь споров о том, как происходило развитие птиц. Это была одна из самых сенсационных находок последних лет.

Каудиптерикс Caudipteryx (ранний мел)

В провинции Ляонин, на северо-востоке Китая, в 1998 году были найдены останки странного животного, похожего на страуса (около 1 м, вес около 7 кг). По мнению большинства исследователей, он относился к хищным динозаврам. Но от всех известных хищников он отличался частичным перьевым покровом.

Вдоль хвоста, «крыльев», на бедрах и боках туловища сохранились отчетливые перья. Тем не менее, сам он летать вряд ли умел, так как по двум найденным скелетам каудиптерикса видно, что его крылья были недоразвиты, а в оперении не хватало многих важных перьев, и сами перья были неподходящей для полета формы. Но бегал он быстро, так как кости были полые, а значит легкие, как у птиц. На ногах – три направленных вперед пальца.

Опять подтверждается основная идея – птицы и динозавры непосредственно связаны, и каудиптерикс – часть этой эволюционной цепочки. Но при анализе третьего из найденных скелетов установили, что животному были присущи некоторые признаки, которые есть только у птиц и отсутствуют у динозавров. Например, к ним относится подобие большого пальца, с помощью которого можно удобно сидеть на ветвях. Возможно, он забирался на деревья, а оттуда планировал на свою добычу сверху вниз.

Но и с динозаврами его сближает достаточно много признаков: строение тазовых костей, пропорции костей ступни и многое другое. Палеоорнитологи до сих пор спорят о том, как протекало преобразование динозавров в птиц – постепенно или скачкообразно. Многие считают, что переход должен быть плавным, но все еще находятся противники этой теории. С одной стороны, перьевой покров каудиптерикса менее развит, чем, например, у археоптерикса, а должно быть наоборот, так как эта находка на 25 млн. лет моложе и должна быть куда более совершенной. С другой стороны, птичьи особенности каудиптерикса – это еще одно возможное доказательство параллельной эволюции динозавров и птиц.

Плотоядный оперенный динозавр-бамбираптор Bambiraptor feinbergi (средний - поздний мел)

В 1993 г. в штате Монтана был обнаружен хорошо сохранившийся скелет одного из небольших плотоядных дромеозавров. На ногах (на втором пальце) большой коготь, который использовался как «орудие убийцы». Более других он был похож на современных птиц, что было поразительно для динозавров в конце мелового периода. Но, несмотря на многочисленные птичьи характеристики (полностью покрыт перьями, большой мозг, большой мозжечок – отсюда высокая подвижность, маневренность и уровень интеллекта), которых было больше, чем у археоптерикса, он все же никогда не эволюционировал в птиц. Назвали его бамбираптор – по аналогии с одним из героев мультфильма Диснея.

Чтобы дополнить наши знания и представления о начальных этапах развития птиц, можно привести еще один пример, с которого следовало бы начать, так как это был первый тероподный динозавр, у которого были обнаружены перья. Авимимус («похожий на птицу»), из южной и юго-восточной Монголии, был небольшим по размерам плотоядным ящером (длина около 1.5 м, вес – 15 кг), который имел перья, подобно птице, однако они не были предназначены ни для полета, ни для планирования.

Учитывая термоизолирующую функцию перьевого покрова, можно предположить, что авимимус был теплокровным животным. Вероятно, он быстро бегал и, поскольку его клюв был беззубым, его добыча могла быть как животного, так и растительного происхождения. У него не было длинного хвоста, как у других теропод. Очень большие глаза, крупный мозг, длинная шея (минимум 12 позвонков), срастание крестцовых позвонков между собой и с подвздошными костями в сложный крестец, длинные задние ноги, имевшие по три пальца с узкими когтями, и короткие передние конечности, покрытые перьями, – вот почему он был «похожим на птицу».

Кости запястья и ступни были слиты друг с другом, как у птиц. Кстати, авимимус мог складывать «крылья», как это делают современные птицы, так как у него была пряжка – кость, которая служит птицам для раскрытия маховых перьев.

Авимимус Avimimus portentosus (средний – поздний мел)

Постановка его задних конечностей в статичном положении была аналогична птичьей: при этом центр тяжести был смещен назад. Таким образом, имелся значительный набор птичьих признаков, большинство из которых совершенно не характерны для теропод, и выражают морфологическую общность с птицами.

Тем не менее, при отсутствии оснований считаться предком птиц, авимимус прекрасно иллюстрирует один из путей эволюции рептилий в птичьем направлении.

Вероятным динозавровым «предком» среди перечисленных различных групп оперенных рептилий мог быть один из ранних (230 млн. лет назад) тероподных динозавров – эораптор, которого обнаружили в 1991 г. в Аргентине.

По мнению некоторых палеонтологов, он был тесно связан с архозаврами. Вероятно, он был или небольшим хищником, или падальщиком (от 1 до 3 м и около 10 кг).

Эораптор Eoraptor lunensis (средний триас)

Его двуногая позиция и мало специализированные передние конечности (вдвое короче задних) говорят о том, что он довольно быстро перемещался вертикально на задних лапах. Наиболее важно то, что он обладал полыми костями и прочным относительно легким черепом. Хотя он и был одним из самых примитивных, но стал предком многих доминирующих впоследствии видов.

Некоторые ученые до сих пор считают, что от таких оперенных динозавров напрямую произошли птицы. Действительно, для них были характерны разные формы оперенности. Одни были покрыты волосовидными образованиями, другие – мелкими пучковидными метелками перьев или мелкими перьями со сплошными опахалами. Возможно, оперенность у тероподных динозавров существовала уже в ранней юре.

У каудиптерикса и микрораптора на хвосте и конечностях развивались перья разной длины с симметричными или асимметричными опахалами. Но, более вероятно, что в этой эволюционной линии возникли только археоптериксы и энанциорнисы. А настоящие веерохвостые птицы, по всей видимости, произошли от неизвестных пока текодонтных предков на много миллионов лет раньше, до появления овираптора, мононикуса, каудиптерикса, бамбираптора, авимимуса, протоависа и археоптериксов.

Сергей Баккал

Читать Известные события и факты из палеонтологической истории птиц. Часть 3. Окончание


Поделиться в соцсетях:

ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Livejournal Liveinternet Mail.Ru



При полном или частичном копировании материалов прямая и активная ссылка на www.zooprice.ru обязательна.