Начнем с того, что в истории нашей планеты было несколько массовых вымираний видов организмов (выделяют шесть великих и несколько мелких). Массовые вымирания вообще свойственны эволюционному процессу, потому что убирают с лица Земли старые группы животных и дают дорогу новым видам, наиболее приспособленным и доминирующим в экологических нишах. Подробнее об этом мы поговорим в другой раз, нас же сейчас интересует так называемое мел-палеогеновое вымирание (около 66 млн. лет назад), которое ознаменовало конец мезозойской эры и начало кайнозойской. Причины внезапной (что, конечно, относительно) гибели множества животных хотелось бы рассмотреть в другой статье, как раз-таки о великих вымираниях, можно лишь вскользь упомянуть две основные версии: это гипотеза Альвареса, в которой говорится о падении астероида на полуостров Юкатан в Мексике, и гипотеза о вулканизме на плато Декан в Индии. Последствиями катастрофы стало исчезновение около 70% всех видов на Земле: вымерли все птерозавры, морские рептилии (плезиозавры и мозазавры), некоторые млекопитающие, некоторые ящерицы и растения, и самая весомая потеря - большинство динозавров. Большинство, но не все. Некоторые, как оказалось, были наиболее приспособленными. Выживших динозавров вы можете наблюдать хоть каждый день, стоит лишь выглянуть в окно. Это птицы.
Чтобы не быть голословным, ниже рассмотрим доказательства того факта, что птицы являются не родственниками, не потомками, а самыми настоящими динозаврами. В современной палеонтологии, говоря о динозаврах в привычном понимании (тираннозавр, трицератопс, диплодок), сейчас принято употреблять уточняющий термин "нептичий динозавр". Но так было не всегда.
НАХОДКИ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЗВЕНЬЕВ
На заре палеонтологии как науки динозавры представлялись учёным как огромные страшные холоднокровные медлительные чешуйчатые рептилии. Довольно странно, что такой образ продержался в массовой культуре крайне долго, учитывая даже невероятнейшие находки археоптерикса (Archaeopteryx) еще в XIX веке. В 1859 году выходит сенсационная книга Чарльза Дарвина "Происхождение видов", а в 1861-м была обнаружена окаменелость почти полного скелета (исключая голову) животного, описанного в этом же году и названного археоптерикс (древнее крыло). Этот первый, лондонский образец, несмотря на название был обнаружен в Германии, там же в 1874 нашли окаменелость с головой, названной берлинским экземпляром. При описании удивительным было то, что животное сочетало в себе признаки как птицы, так и небольшого динозавра группы тероподов. Схожесть с птицами давали чёткие отпечатки маховых перьев на передних конечностях, однако, по строению костей - это был типичный динозавр: наличие зубов, длинный хвост, коготь на втором пальце ноги сильно изогнут и крупнее остальных - характерный признак манирапторов. Дарвин в своей работе утверждал, что одни виды эволюционировали в других, но не имел никаких доказательств в виде переходных форм. Обнаружение археоптерикса стало тем самым связующим звеном и возникновением теории о тесной связи между птицами и динозаврами.
Еще тогда, в 1860-х возникло предположение происхождения птиц от динозавров, сторонником которого был Томас Хаксли, но идея по-началу не находила сторонников, как и вся эволюционная теория Дарвина. И лишь через сто лет, в 1964 году были обнаружены окаменелые остатки, с которых началась так называемая "эпоха ренессанса динозавров", изменившая все прошлое представление об этих животных благодаря предположению об эндотермии (теплокровности). Это был Дейноних (Deinonychus), описанный Джоном Остромом. Всё строение дейнониха указывало на то, что он был активным хищником: легкий скелет, длинные мышечные нити хвостового отдела, свидетельствующие о применении хвоста как противовеса при беге, знаменитый изогнутый серповидный коготь, не касающийся земли при ходьбе, а предназначенный для убийства или, как сейчас принято считать, для удерживания добычи при поедании. Этот коготь характерен для всех дромеозаврид и троодонтид.
Позже, начиная с 1990-х множественные палеонтологические раскопки в Китае предоставили невероятные находки, являющиеся очередными промежуточными звеньями между рептилиями и птицами. Речь идет об окаменелостях, сохранивших отпечатки мягких тканей, а именно протоперьев. Так, в 1996-м найден Синозавроптерикс (Sinosauropteryx), название которого означает китайское крыло рептилии, относящийся к семейству компсогнатидов. А в 1999-м удалось найти мелкого дромеозаврида, получившего название Синорнитозавр (Sinornothosaurus), "китайский птице-ящер". У синорнитозавра сохранились отпечатки двух типов перьев: мелкие, похожие на пуховые перья покрывали контур всего тела, а на передних конечностях располагались более крупные и сложные по строению перья, напоминающие оперение современных птиц, однако не являющиеся приспособлением к полёту.
Но самой, на мой взгляд, удивительнейшей находкой стал Микрораптор (Microraptor), образцы ископаемых обнаружены в Ляонине, Китай, в меловых отложениях, датируемых 120 миллионами лет назад. Поразительной особенностью микрораптора является наличие длинных асимметричных перьев (именно асимметричные перья используются для полёта у всех современных птиц) как на передних, так и на задних конечностях. Иными словами, микрораптор имел самые настоящие крылья, причем не два (только на передних конечностях), а целых четыре (на всех конечностях). Точнее сказать, в 2000 году мир увидел необыкновенного "четырёхкрылого динозавра". В 2013 году проводились эксперименты, при которых созданная модель микрораптора в натуральную величину с оперением помещалась в аэродинамическую трубу. Исследования показали, что микрораптор мог осуществлять планирующий полёт. Другие специалисты заявляют, что микрораптор обладает признаками способности лазания по деревьям, откуда вполне логично можно планировать. Однако, у одного из экземпляров оказалось возможным определить окаменелые остатки содержимого желудка, и ими оказались кости рыбы, что говорит об охоте на поверхности земли или у воды. Еще одно удивительное открытие в палеонтологии (2010) поражает воображение тем, что даёт возможность у некоторых ископаемых образцах определить даже цвет животного с помощью обнаружения меланосом. Меланосомы - это микроскопические структуры (органеллы) в клетках животных, которые содержат пигменты, отвечающие за цвет. Меланосомы имеют разную форму, которая соответствует разным цветам. Таким образом удалось установить, что микрораптор был блестяще-чёрным. Меланосомы были обнаружены и у вышеупомянутых динозаврах: окрас синорнитозавра был красно-коричневым, желтым, серым; синозавроптерикс тоже был красно-коричневым, но имел равномерные тёмные полоски на хвосте. А теперь взгляните на иллюстрированного микрораптора (ниже). Внешне он мало ассоциируется с привычным понятием "динозавр", хотя является именно им. Он относится к семейству дромеозавридов, так же как дейноних, ютараптор или известнейший велоцираптор. Так стирается грань между птицами и рептилиями.
Видимо, не подкованному в эволюционной биологии человеку трудно осознать тот факт, что птицы являются одной из групп динозавров, так же как завроподы, цератопсы или гадрозавры. И если выше указанный перечень находок не убеждает читателя в этом, перейдем к доказательствам в следующем разделе, где упомянем еще несколько сенсационных находок.
СОБСТВЕННО, ДОКАЗАТЕЛЬСТВА
- строение скелета
Самый яркий общий признак - наличие вилочковой кости. У современных птиц вилочка используется как пружина, запасающая энергию при взмахе крыльев. Такая же вилочка имеется у многих динозавров группы тероподов (двуногие, в основном хищные динозавры), а конкретно у дромеозавридов, овирапторидов, аллозавроидов, тираннозавридов, целофизидов и троодонтидов. Вилочка появились еще у древних тероподов путем сращивания двух ключиц. Ни у каких животных, кроме тероподовых динозавров (к каким относятся и авиалы (птицы)) такой кости не имеется. Идём дальше. Трёхпалые передние конечности, которые могут складываться вдоль тела - опять же общий признак для многих тероподов и птиц, хотя у современных птиц пальцы редуцированы. Отростки на рёбрах имеют птицы и некоторые дромеозавриды. Строение нижних конечностей птиц практически идентичны таковым у своих предков, манирапторов. Только у птиц и тероподовых динозаврах имеется так называемая цевка, кость ноги, расположенная между голенью и пальцами. Именно из-за этой кости многим ошибочно кажется, что у птиц колени расположены назад, на самом деле этот сустав - аналог человеческой пятки. Ниже представлены реконструкции скелетов дейнониха и археоптерикса, выполненные палеохудожником Скоттом Хартманом. Обратите внимание на сходства, археоптерикс (древняя птица) выглядит как уменьшенный и облегченный дромеозаврид дейноних.
- изогнутый коготь конфуциорниса
Конфуциорнис - древняя птица из раннего мела Китая, жившая 120-125 миллионов лет назад, обнаруженная в 1995 году и названная в честь китайского философа Конфуция. Конфуциорнис, на мой взгляд, является неопровержимым доказательством происхождения птиц от дейнонихозавров. Это животное уже имело беззубый клюв, как современные птицы, укороченный хвост, имеющий сросшиеся позвонки (называемые пигостилем, тоже признак современных птиц), но при этом отсутствовал веер перьев на хвосте, у современных птиц он есть, они так и называются веерохвостые. И самое главное, конфуциорнис имел крупные когти передних конечностей, а это, как мы уже знаем, типичный признак инфроотряда дейнонихозавров, в который входят дромеозавриды и троодонтиды. Обратите внимание на этот коготь на иллюстрации ниже.
- перьевой покров
За всю историю нашей планеты перья имели только динозавры (включая птиц). Ни одно другое животное не обладает перьевым покровом. Любопытно, что наличие следов перьев на окаменелостях дромеозаврид (в 90-х годах), несомненно, стало уникальнейшей находкой в палеонтологии, но по-настоящему шокирующим открытием стало обнаружение нитевидных перьев и у такой группы динозавров как тираннозавроиды (а конкретно у дилуна и ютираннуса), что поистине было трудно вообразить, учитывая еще, что перья у этих животных покрывали не отдельные части, а практичекси всё тело, исключая только морду и пальцы. Перья дилуна и ютираннуса имеют вид простых пухообразных ворсинок, похожих на пух птенцов.Данные находки позволяют предположить наличие перьев и у других тираннозаврид, включая самый известный вид Tyrannosaurus Rex, но прямых доказательств пока нет. Помимо птицеподобных дейнонихозавров и некоторых тираннозаврид наличие нитевидных перьев известно и у некоторых птицетазовых (растительноядных или всеядных) динозаврах. Например, пситтакозавр (Psittacosaurus), ранний предок цератопсов (рогатых динозавров) имел очень длинные по сравнению с остальным телом нитевидные волосы (сейчас считается, что именно из таких структур впоследствии произошли сложные перья) на верхней поверхности хвоста. Такими же нитевидными волокнами обладали гетеродонтозаврид тяньюйлун (Tianyulong) и сибирский кулиндадромей (kulindadromeus). Таким образом, мы абсолютно уверены, что до появления настоящих птиц перьевой покров сначала в виде нитевидных волокон, а позже и в виде сложных перьев покрывали тела многих динозавров. Раньше считалось, что перья возникли в процессе эволюции из чешуйчатых образований, но сейчас эта версия устарела, кроме того чешуйки и перья состоят из разных материалов. Для чего же нужны были перья динозаврам до того, как те научились летать? На самом деле, функций у пера очень много: подобие сенсорных органов, защита кожного покрова, терморегуляция, демонстративная роль в половом поведении.
- дыхание и пневматизация
Рассмотрим вкратце дыхательную систему млекопитающих и птиц. У млекопитающих (соответственно, и у человека) дыхание двунаправленное. То есть воздух проходит через носоглотку в бронхи, потом в трахею и в лёгкие. Затем точно таким же путём выходит обратно. У птиц же дыхание более эффективное, оно имеет однонаправленный тип, благодаря наличию воздушных мешков. При вдохе воздух попадает в меньшей степени в лёгкие, а в большей в воздушные мешки. При выдохе воздух из мешочков перемещается также в лёгкие, то есть газообмен происходит постоянно. На этом особенности птичьего дыхания не заканчиваются, птицам свойственен еще один механизм - пневматизация. При этой системе воздухом заполняются не только лёгкие и воздушные мешки, но и полости в костях. Некоторые кости содержат мешочки для воздуха, которые связываются с лёгкими специальными трубочками - дивертикулами. Значение такой системы для современных птиц очевидно - очередное приспособление к полёту. И здесь очередным доказательством происхождения птиц от динозавров является наличие пневматизации в том числе и у последних. Правда, не у всех. Пневматизация свойственна тероподам (напомню, что это двуногие, преимущественно хищные динозавры) и завроподам (гигантские длинношеие динозавры), у растительноядных её нет. Воздушные полости в костях есть и у птерозавров - летающих ящеров, которые не являются динозаврами, но имеют, наряду с последними, общего архозаврового предка. Получается, пневматизация возникает еще у предков динозавров, передаётся впоследствии самим динозаврам и отделившимся от них птерозаврам и, в конечном итоге, существуют и у нынешних динозаврах, птицах. Вы спросите, зачем такой механизм нужен нептичим динозаврам, ведь они не умели летать? Конечно же, для облегчения веса. При таких огромных размерах некоторых ящерах, им нужно было как-то облегчать скелет.
- поза спящего динозавра
В 2004 году в Китае был обнаружен хорошо сохранившийся в трёхмерных деталях скелет маленького динозавра из семейства троодонтид. Ученые были очарованы его позой, судя по которой животное погибло во сне. Отличная сохранность окаменелости говорит о вероятном мгновенным погребением вулканическим пеплом. Троодонтид получил название Мей Лонг (Mei Long), что с китайского означает "спящий дракон". Динозавр прятал голову под переднюю конечность, а ноги были аккуратно сложены под туловищем, совсем как у современных птиц. Эта находка говорит еще об одной связи между птицами и динозаврами, на этот раз поведенческой.
- высиживание яиц
Еще одна поведенческая птичья особенность динозавров - высиживание яиц. Конечно, она не свойственна всем видам динозавров (сложно представить, как какой-нибудь 15-тонный диплодок насиживает будущее потомство), но присуща конкретно манирапторам. Любопытно, что овираптор (oviraptor), означающий "похититель яиц", получил своё название из-за ложного представления о том, что он эти самые яйца, обнаруженные с ним, украл. Версия была опровергнута после находок овирапторозавров и троодонтид, сидящих на гнёздах. Причем, занятный факт, сейчас предполагается, что в обоих случаях высиживающие яйца динозавры были самцами. Этот вывод сделан из-за отсутствия следов перестройки медуллярной кости, которая образуется у самок одновременно с производством яиц. Яиц в гнездах, как правило, больше, чем одна самка может произвести. Возможно это говорит об общинном гнездовании, то есть социальном поведении. Также, как у страусов, кукушек, коростелей и воробьинообразных.
- исследование о родстве тираннозавра и курицы
Не так давно учёные сделали поразительное открытие. Исследуя ископаемые знаменитого тираннозавра, им удалось получить фрагменты белка коллагена и определить аминокислотную последовательность этих фрагментов. Затем результаты сравнивали со всеми ныне живущими позвоночными. Результаты анализа подтвердили родство тираннозавра с птицами, а точнее, с курицей и страусом. Курица, ингредиент некоторых ваших любимых блюд - динозавр, причем родственник грозного Тираннозавра Рекса. Теперь живите с этой мыслью.
- эксперимент, выявивший атавизм курицы
В 1980 году Коллар и Фишер провели эксперимент, скомбинировав эпителиальные ткани внутренности рта эмбриона курицы и эмбриона млекопитающего, мыши. Удивительнейшим образом оральный эпителий курицы в некоторых случаях выявил образования структур, похожих на эмалевые органы. Проще говоря, вследствие этого эксперимента у курицы пробудилась спавшая программа по выращиванию зубов. Ткань мыши, составляющая нижний слой, самостоятельно не могла произвести зубы. То есть, в геноме курицы сохраняется информация необходимая для выращивания зубов, а комбинация с тканью мыши просто стала толчком. Впоследствии учёные выяснили, что у птиц действительно есть программы в геноме, позволяющие образовывать зубы, но они утратили в процессе эволюции этот белок, с которым процесс возникновения эмалевых органов был бы возможен. Это пример атавизма.
Я хотел в этой статье рассказать еще и о "других" птицах, не существующих ныне (речь об энанциорнисовых птицах (противоптицах), гесперорнисообразных и фороракосовых), но данная статья итак уже имеет внушительный объём, так что я затрону эту тему в другой раз в отдельной публикации под названием "другие птицы".
- кладистика
Кладистика - это современный подход к биологической квалификации, в котором все организмы разделяются на клады. Клада - монофилетическая группа организмов, в которой указаны общие предки и все последующие ветви прямых потомков. Нас интересует клада под названием архозавроморфы (древние ящеры). Она подразделяется сначала на крокодиломорфов и орнитодиров. Орнитодиры делятся на птерозавров и динозавров. Динозавры, в свою очередь, делятся на птицетазовых и ящеротазовых. Вопреки этому названию, именно ящеротазовые породили птиц. Ящеротазовые динозавры делятся на завроподов и тероподов. Идем дальше (кладистика - направление довольно обширное), из тероподов нас интересуют целурозавры. Их разделяют на компсогнатид, тираннозаврид, орнитомимозавров и, наконец, манирапторов. Эта клада употреблялась в статье чаще всего. Кто же такие манирапторы? Это альваресзавриды, теризинозавры, овирапторозавры, а также клада paraves, которая включает в себя скансориоптеригидов, дромеозавридов, троодонтидов и avialae (Авиалы). Авиалы - птицеподобные динозавры (Археоптерикс, Анхиорнис) и Aves, то есть современные птицы (птичьи динозавры).
ВЕЕРОХВОСТЫЕ (СОВРЕМЕННЫЕ) ПТИЦЫ
Итак, что мы теперь знаем? 66 миллионов лет назад вымерли все динозавры, за исключением одной самой приспособленной ветви, которую сейчас мы называем птицами. Задолго до вымирания, птицы произошли, вероятнее всего, от дейнонихозавров. Эволюция не стоит на месте, и миллионы лет порождают новые виды. Современных птиц сейчас огромнейшее разнообразие, насчитывают около 10 000 видов (они делятся на новонёбных (неогнаты) и бескилевых (палеогнаты)). Это только сейчас, представляете? Сколько же было видов их предков за миллионы лет эволюции? Как бы не развивалась современная палеонтология, сейчас мы имеем лишь фрагментарные малейшие частицы, свидетельствующие о древней жизни. Но будущее палеонтологии оптимистично. За последние 10 лет миру явилось столько находок, сколько не откопали за всю историю этой науки.
Динозавры живут среди нас. В виде птиц. Выйдите на улицу, осмотритесь, и, наверняка, вы увидите этих пернатых созданий, выживших динозавров, которые в прошлом главенствовали на земле в течение 150 миллионов лет.
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1. Даррен Нэйш, Пол Баррет - Динозавры. 150 000 000 лет господства на Земле.
2. Джерри Койн - Эволюция. Неопровержимые доказательства.
3. Стив Брусатти - Время динозавров.
4. Дэвид Хоун - Хроники Тираннозавра.
5. Кирилл Еськов - Удивительная палеонтология.
6. Рудольф Рэфф - глава "О зубах курицы и перьях ящерицы" из книги "Эмбрионы, гены и эволюция".
7. Английская википедия.
