М. В. Диденко

Новейшие открытия в российской палеонтологии

Окончание. См. № 13/2008

Новые представления об эволюции класса птиц

В этой части лекции отражены взгляды Е.Н. Курочкина, доктора биологических наук, заведующего лабораторией ПИН РАН.

Палеорнитология, наука об ископаемых птицах, развивалась достаточно медленно по сравнению с другими палеонтологическими направлениями. В первую очередь это было связано с тем, что ископаемых птиц было известно мало, их останки сохраняются в ископаемом состоянии очень плохо, и представлены они обычно отдельными кусочками костей. Эволюция птиц долгое время выглядела как прямой путь от рептилий (псевдозухий, крокодилов или динозавров) к археоптериксу и потом ко всем остальным птицам.

В последние 20 лет в мезозойских и палеогеновых отложениях было открыто много новых птиц. Эти находки значительно изменили существующие взгляды, показав, что историческое развитие птиц на протяжении десятков миллионов лет шло несколькими параллельными путями, что птицы появились гораздо раньше археоптерикса (145 млн лет назад), что в конце мелового периода птицы были очень разнообразны и что временем появления нескольких отрядов современных птиц следует считать середину мелового периода. Такая концепция подтверждается данными исследований структуры ДНК.

Особенно сенсационными оказались находки мезозойских птиц. Среди них в первую очередь следует назвать энанциорнисов (в переводе с греч. – противоптицы), обнаруженных в 1981 г. в верхнемеловых отложениях Аргентины, а теперь найденных на протяжении всего мелового периода на всех континентах, кроме Антарктиды.

Анатомия энанциорнисов в целом сходна с анатомией современных птиц, отличаясь в то же время многими деталями. Эти тонкие различия заставляют считать, что узлы скелетно-мышечной системы, аналогичные таковым у настоящих птиц, сформировались у энанциорнисов на другой основе.

Энанциорнисы близкородственны археоптериксу. Вместе они составляют линию эволюции ящерохвостых, в то время как большинство птиц относятся к веерохвостым – настоящим птицам. По мнению Е.Н. Курочкина, эти две линии, скорее всего, имели различных предков.

Археоптерикс по основным особенностям строения скелета похож на рептилию, и если бы у него не было оперения, то его наверняка классифицировали бы в классе рептилий. В конце 1980-х гг. в США, в штате Техас, в отложениях верхнего триаса, на 75 млн лет более древних, чем отложения с археоптериксом, были найдены остатки существа, которое Ш.Чаттерджи (американский палеонтолог индийского происхождения) назвал протоависом.

Скелет протоависа довольно тяжелый, но в строении черепа, передних конечностей, таза и позвонков он имеет много прогрессивных черт, свойственных только настоящим веерохвостым птицам. Чаттерджи считает, что протоавис летал. Я полагаю, что летать он не мог. Тем не менее среди известных сейчас науке ископаемых животных протоавис – единственный претендент на отдаленного предка веерохвостых птиц. Надо отметить, что большинство палеонтологов не согласно с такой гипотезой.

Среди других птиц мезозоя следует отметить ряд различных форм из нижнего мела Северо-Восточного Китая. Конфуциусорнисы – самые многочисленные ископаемые птицы, собраны тысячи их скелетов. Они относятся к отдельной линии ящерохвостых птиц, сочетают прогрессивные признаки (беззубый клюв, сложное оперение) с примитивно устроенными крыльями и лапами. Массовая гибель их была связана с извержением вулкана вблизи места их гнездования.

Настоящие неорнисовые птицы известны из этих отложений по трем формам. Эти открытия подтверждают другие фрагментарные находки неорнисовых птиц из нижнего мела Европы и Азии и уверенно указывают на существование неорнисовых птиц 120–130 млн лет назад. Прежде многие палеонтологи не верили в столь древний возраст неорнисовых птиц. Когда, например, в 1982 г. Е.Н. Курочкин представил в один американский журнал статью о первой неорнисовой птице из нижнего мела Монголии (она называется амбиортус, что в переводе с греч. означает «сидящая на двух стульях»), то статью не приняли в печать, мотивируя невозможностью существования подобной совершенной птицы в таких древних отложениях.

Среди новых находок древних птиц из других регионов мира следует назвать различных неорнисовых из верхнего мела Монголии, Европы, Северной и Южной Америки, а также палеогнатических птиц из мела и раннего палеогена. К палеогнатическим птицам относятся все современные страусы и южно-американские тинаму. Трудами многих поколений орнитологов было показано, что это очень древние и примитивные птицы. Но происхождение и родственные связи палеогнат оставались неизвестными.

В начале 1980-х гг. древние палеогнаты были почти одновременно открыты в меловых и палеогеновых отложениях Северной и Южной Америки, Европы и Монголии. Теперь стало ясно, что древние палеогнаты были гораздо более разнообразны, чем современные, многие из них были летающими, и развивались они параллельно неогнатическим птицам. Последние палеонтологические данные показывают, что основная радиация неорнисовых птиц, в том числе и на современные отряды, произошла в меловом периоде. Замечательно, что данные молекулярной генетики, полученные тремя независимыми группами исследователей в России, Англии и США, подтверждают этот вывод.

Кроме меловых птиц в тех же местах в Китае в последнее время нашли остатки четырех различных оперенных динозавров размером с крупного индюка. Эти находки подогрели споры между сторонниками происхождения птиц от примитивных псевдозухиевых рептилий и от тероподных (звероногих) динозавров.

Эволюционная линия ящерохвостых птиц вымерла в конце мелового периода. Палеонтология показывает, что большинство позвоночных (кистеперые рыбы, лучеперые рыбы, амфибии, рептилии, млекопитающие) на ранних этапах эволюции проходили через несколько «попыток» их предков выйти на более высокий эволюционный уровень. Большинство подобных попыток заканчивалось их вымиранием. В чем-то эти новые группы оказывались не до конца совершенными и неконкурентоспособными. И только одна-две – на новом уровне организации – эволюционировали дальше, сохранялись и достигали процветания, давая максимальное разнообразие отдельных адаптивных линий и заполняя все возможные экологические ниши.

В лаборатории Е.Н. Курочкина убеждены, что линия эволюции ящерохвостых пернатых возникла от тероподных динозавров в юрском периоде, около 170 млн лет назад. Веерохвостые птицы появились гораздо раньше – в триасе, около 220 млн лет назад, от какой-то из групп псевдозухий, и эта линия эволюции проходит через протоависа. Неоднократность попыток рептилий стать птицами подтверждается также появлением в меловом периоде ряда других (кроме оперенных динозавров и ящерохвостых птиц) птицеподобных форм.