Общепризнано, что птицы - это подгруппа динозавров, но есть очевидный конфликт - современные птицы. Основываясь на эмбриологических данных, их предками являлись мезозойские тетануровые динозавры (тетануры - группа динозавров, включающая представителей теропод, в том числе птиц).
Как могла возникнуть такая эволюционная причуда? Были предложены различные гипотезы для разрешения этого парадокса.
Тетраподы
Тетраподы - это животные, имеющее четыре конечности (в том числе птицы, у которых передние конечности преобразовались в крылья).
Конечность с пятью пальцами считается основным признаком для тетраподовых позвоночных. Наиболее спорный случай, связанный с сокращением числа пальцев, возникает в переходный период от наземных динозавров до летающих птиц.
Птицы имеют три сильно модифицированных пальца, способствующих формированию крыльев для полета; их мезозойские тетануровые предки имеют три пальца с когтями, которые превратились в захватывающую руку для хищников.
Хотя предполагается, что три пальца современных птиц гомологичны мезозойским тетанурам, различные наборы данных привели к противоречивым гомологическим схемам: считается, что три средних пальца (II-III-IV) идеализированной пятипалой руки тетрапода основаны на эмбриологических данных.
Но вымершие тетануровые динозавры, как полагают, имели первые три пальца (I-II-III), судя по палеонтологическим данным. Этот конфликт привел к одной из самых горячих дискуссий.
Спор о количестве пальцев
В качестве доказательств против динозавра существует гипотеза о происхождении птиц. Некоторые недавние исследования в области развития поддерживают схему I-II-III, в то время как некоторые палеонтологические исследования указывают на то, что II-III-IV идентифицируют пальцы мезозойского периода.
Дополнительные морфологические данные в поддержку I-II-III тождества включают короткость первой пястной кости. Палеонтология в целом поддерживает I-II-III гомологию для птичьих крыльев.
На самом деле, происходит различие морфологических особенностей в руках ранних тетануровых тероподов (включая ранних известных птиц).
Поддержка доказательств гомологии I-II-III
Применяяя количественный метод динамического анализа гомологии к имеющимся данным, анализ показывает, что система идентификации пальцев II-III-IV неорнитиновых тетануров, гораздо менее вероятна, чем I-II-III.
Для решения этой головолмки палеонтологи приложили к доказательствам морфологического и эволюционного развития анализ птичьих конечностей. Цифры крыльев неорнитинов (современных птиц) были определены либо как цифры I-II-III-III, либо как цифры II-III-IV, основанные на разных данных.
Некоторые морфологические особенности, такие как краткость первой пястной кости и фаланговые формулы некоторых неорнитинов были предложены в качестве доказательств, подтверждающих идентичность I-II-III.
Способы оценки гомологии
Различные птичьи пальцы показывают высокую степень соответствия всех генов между первым пальцем области крыла и первым пальцем задней конечности.
Интерпретация I-II-III требует смещения оси, при котором основная конечная ось в настоящее время проходит через III палец, а не IV в птичьем крыле.
Другим способом оценки гомологии является модель цифровых показателей конденсата в эмбрионах. Развитие скелета конечностей хорошо сохранилось среди тетраподов: характеризуется начальным образованием конденсата в виде предхрящевых клеток вдоль оси конечностей (от плеча до пальца). Это называется "первичная конечная ось".
Цифра IV обычно всегда является первой и самой большой цифрой конденсации. В качестве прямого продолжения основной конечной оси возникают другие скелетные элементы (переднее предплечье).
Продолжение в следующей части.