Пернатые динозавры

В течение последних десятилетий два вопроса особенно интересовали палеонтологов: действительно ли птицы произошли от динозавров и холоднокровными или теплокровными животными были динозавры? Первым на связь между птицами и динозаврами указал известный натуралист Томас Генри Гексли в середине XIX в. В 1970-е гг. Джон Остром из Йельского университета провел детальнейший сравнительный анализ анатомических особенностей археоптерикса и динозавров и пришел к выводу, что археоптерикс – уменьшенная версия динозавра дейнонихуса (Deinonychus), относящегося к тероподам. Палеонтологические находки, сделанные в последнее время, приближают нас к решению этих проблем, хотя и не дают еще окончательных ответов.

В Северо-Восточном Китае, в провинции Ляонинь, недавно обнаружено крупное захоронение хорошо сохранившихся останков ископаемых животных, возраст которого составляет около 125 млн лет. Среди них – останки пернатого динозавра Sinornithosaurus milonii, относящегося к тероподам. У него был хорошо развит плечевой пояс, и, вероятно, он мог махать передними конечностями, как крыльями. По мнению палеонтологов, в этом смысле он практически не отличался от археоптерикса – древнейшего предка современных птиц.

Ученые считают, что способность махать «крыльями» – наиболее существенная особенность этого животного, не являющегося птицей. Динозавры не пытались летать – эволюция шла по другому пути, – но совершенно ясно, что у них развились все приспособления, необходимые для полета. Крылоподобные конечности использовались для балансировки при движении. Это позволило повысить скорость и маневренность перемещений, т.е. увеличить шансы поймать добычу и избежать нападения хищника.

Перья им были необходимы, скорее всего, для теплоизоляции. Истинно холоднокровные животные не имеют покровов, обеспечивающих теплоизоляцию, поэтому наличие перьев позволяет предположить, что если динозавры и были исходно холоднокровными животными, то позже некоторые из них могли стать теплокровными. Скорее всего перья имели мелкие динозавры, а также детеныши крупных видов, взрослые особи которых сбрасывали перьевой покров, поскольку вырабатывали достаточное количество тепла.

Внести ясность в проблему теплокровности динозавров может новая находка, сделанная там же, в китайской провинции Ляонинь. Были найдены окаменелые останки детеныша плотоядного динозавра сципионикса (Scipionix), жившего примерно 110 млн лет назад. Они сохранились настолько хорошо, что в ультрафиолетовом свете можно рассмотреть фрагменты печени, кишечника, трахеи и даже остатки мышц.

До сих пор о физиологии динозавров мало что было известно, поэтому находка особенно ценна. То, что увидели ученые, их удивило. По строению этот динозавр во многом сходен с рептилиями, но есть и существенные отличия. Так, полость его тела была разделена на две части, в одной из которых располагались сердце и легкие, в другой – печень и кишечник. Это обеспечивало ему более интенсивное дыхание, чем у существующих рептилий.

Рептилии способны лишь к кратковременным вспышкам активности, т.к. в отличие от птиц и млекопитающих их дыхательный аппарат не позволяет им поддерживать высокий уровень активности продолжительное время. Возможность усиленной вентиляции легких позволяла сципиониксу вести активный образ жизни, типичный для птиц и млекопитающих, и делала его весьма опасными охотником.

Исследование останков сципионикса добавило масла в огонь споров о том, произошли ли птицы от динозавров. Поскольку по строению легких и других органов этот динозавр сильно отличается от птиц, некоторые ученые считают, что если птицы и произошли от динозавров, то вряд ли это были тероподы.

Однако вскоре были получены дополнительные свидетельства в пользу родственной связи птиц и динозавров. В той же провинции Ляонинь в Китае были найдены останки еще трех ископаемых животных возрастом около 120 млн лет: протархеоптерикс (Protarchaeopteryx robusta) – возможный предшественник археоптерикса, имевший длину тела около 0,9 м и бывший, по-видимому, самой древней птицей; каудиптерикс (Caudipteryx zoui) – покрытое перьями быстро бегавшее животное размером с индюка, и синозавроптерикс (Sinosauropteryx prima) – размером с курицу, покрытый примитивными нитевидными перьями.

Ученым еще не встречались останки животных, подобных синозавроптериксу, и их считают одной из важнейших находок останков динозавров в XX в. Особенно много споров вызвали нитевидные образования, напоминающие по структуре перья, которые росли у этого динозавра по направлению от бедер к хвосту. Некоторые исследователи считают, что это волосы, но вряд ли это так, поскольку волосяной покров присущ только млекопитающим. Скорее всего, это предшественники настоящих перьев, или, как их назвали, «протоперья».

Что касается каудиптерикса, то его открыли при тщательном исследовании останков трех животных, первоначально идентифицированных китайскими учеными как протархеоптериксы. Хотя все три животных были примерно одного размера и имели перья, в основном на передних конечностях и хвосте, у двух из них передние конечности были значительно короче, чем у третьего. Эти два образца отличались от третьего и строением зубов: у них были длинные острые зубы с глубоколежащими утолщенными корнями, в то время как у третьего животного зубы имели коническую форму. Кроме того, зубы у форм с короткими конечностями были расположены только на передней части верхней челюсти и были направлены больше вперед, чем вниз.

Хотя некоторые ученые и считают, что это динозавр, скорее всего, это все-таки птица. Ее назвали каудиптериксом, или «хвостопером», поскольку на хвосте у нее были длинные перья, которые она, вероятно, использовала примерно так же, как павлин. Она быстро бегала, подпрыгивая и взмахивая крыльями, но летать не могла – ее перья были слишком короткими и симметричными, без более узкого ведущего края, необходимого для настоящего полета.

По мнению исследователей, каудиптерикс является связующим звеном между протархеоптериксом, конфуциусорнисом – животным с короткими крыльями, снабженными когтями, которое было одной из первых летавших птиц, и синозавроптериксом.

Протархеоптерикс – птица, более примитивная, чем археоптерикс и, возможно, является его предком. Протархеоптерикс имел короткие крылья и вряд ли мог летать.

Палеонтологи предполагают, что эволюция шла в направлении от синозавроптерикса к каудиптериксу, протархеоптериксу, археоптериксу и далее к современным птицам. Самой же древней летавшей птицей была, скорее всего, Eoalulavis, жившая 115 млн. лет назад окаменевшие останки которой были обнаружены в Испании.

За последние десятилетия найдены еще несколько птицеподобных динозавров и динозавроподобных птиц. Это велоцираптор (Velociraptor) и овираптор (Oviraptor) в Монголии, уненлагия (Unenlagia) в Патагонии, птица с головой динозавра и почти современными крыльями, найденная в Испании, и, наконец, последние находки на Мадагаскаре.

Ученые из университета штата Нью-Йорк, работающие под руководством Кэтрин Форстер на о. Мадагаскар, недавно обнаружили окаменелые останки ископаемой птицы размером с ворону, жившей на Земле 70–65 млн лет назад, т.е. в конце мелового периода. Она получила название Rahona ostromi, что означает «угроза Острома с туч».

Кость предплечья этой птицы довольно длинная. Видимо, у нее было хорошо развито оперение и она хорошо летала. Однако в отличие от других птиц у Rahona ostromi был длинный костистый хвост и большой серповидный коготь на втором утолщенном пальце ноги, с помощью которого животное охотилось. Примечательно, что точно такие же необычные палец и коготь имели быстро передвигавшиеся хищные тероподы – манирапторы. По мнению многих ученых, динозавры именно этой группы, включающей велоцирапторов, тираннозавров и дейнонихусов, были эволюционными предками птиц.

Кэтрин Форстер считает, что Rahona, как и археоптерикс, была у самого основания генеалогического древа птиц. Поскольку это древнее животное имело много общего как с птицами, так и тероподами, находки ее останков стали очень веским доводом в пользу того, что птицы появились как ветвь на эволюционном дереве теропод.

Палеонтологическая экспедиция на Мадагаскаре помимо Rahona обнаружила останки других птиц, динозавров, млекопитающих, черепах, крокодилов и других животных. Будущим летом она продолжит свою работу на острове.

Некоторые ученые до сих пор отрицают возможность происхождения птиц от динозавров. Они считают, что их эволюция шла разными путями и общий предок еще не найден. Но палеонтологические находки, сделанные в последнее время, подтверждают правильность гипотезы происхождения птиц от динозавров. Скорее всего, предками птиц были мелкие тероподы. Только они по своим анатомическим особенностям подходят на эту роль. Говоря словами Джона Острома из Йельского университета, одного из основоположников гипотезы происхождения птиц от динозавров, «динозавры не исчезли, они стали птицами...».

По материалам журнала National geographic