Археоптерикс: образцовая переходная форма, доказывающая теорию Дарвина
Когда в 1861 году в руки ученых попала найденная на западе Баварии невзрачная каменная плита с отпечатком какой-то древней зверушки, одного взгляда хватило, чтобы понять значимость находки. Существо, запечатлевшееся в камне, имело явные признаки рептилии и птицы одновременно.
Чарльз Дарвин, публикуя «Происхождение видов», самокритично указал, что если одни виды произошли от других, порой несхожих, то какое-то время должны были существовать переходные формы, сочетающие признаки предков и потомков. Отсутствие таких форм было аргументом против Дарвина. Обнаружение археоптерикса- переходной формы между пресмыкающимися и птицами- стало сильнейшим аргументом «за». «Аргумент» впорхнул во все учебники и зажил там образцово-показательной жизнью. Прошло полтора века. Сомневаться в эволюции давно стало неприличным. А вот место археоптерикса в ее истории все чаще подвергается сомнению.
Костяк теории
К первой «праптице» вскоре присоединились сородичи — несколько экземпляров, найденных в той же Баварии. Один из них был обнаружен. прямо в музее: найденный еще в 1855 году, он был неверно описан и опознан как археоптерикс лишь в 1870-м. Второй экземпляр случайно попал в руки некоему Йохану Дорру, который обменял его ученым на корову — обе стороны остались довольны.
На сегодня известно десять экземпляров археоптерикса, причем один из них еще детально не описан, а еще один то ли тайком продан, то ли украден. Все находки — с юга Германии, который 150 млн лет назад представлял собой архипелаг небольших островков в теплом тропическом море. В юрскую эпоху гигантизма наш герой отличался скромными размерами — примерно с современную сороку.
Описанный как переходное звено между двумя классами — холоднокровными пресмыкающимися и теплокровными птицами, археоптерикс имел черты и первых, и вторых. Он обладал зубами, похожими на крокодильи, длинным костистым хвостом, тремя свободными пальцами с когтями на крыльях и в то же время был покрыт перьями и имел «птичий» объем мозга (у пресмыкающихся он скромнее). Решающую роль в признании птицей сыграло перо. Через сотню лет оно же стало поводом ожесточенного спора.
Одними из самых удивительных птиц, населявших планету, были обитавшие в меловом периоде зубастые птицы.
Все они относились к двум группам, которые, однако, имели больше различий между собой, чем какие-либо ныне живущие птицы. Представители первой группы, одонтотормы, имели зубы, сидящие в отдельных лунках, причём при смене зубов новый рос прямо под старым. Самая же их яркая черта – двояковыгнутые позвонки, отличающие их от всех известных ныне живущих и ископаемых птиц. Одонтотормы были величиной с голубя. Хвост, конечности, строение грудины напоминают современных птиц, а строение таза — рептилий.
Вторая группа – одонтохолки — крупные, иногда превышающие в длину два метра плавающие и ныряющие птицы с хорошо развитыми задними конечностями и недоразвитыми крыльями. По образу жизни, скорее всего, они больше всего походили на пингвинов или галапагосских нелетающих бакланов. Зубы этих птиц располагались в общей канавке; новые зубы, сменявшие старые, вырастали рядом с ними. По своему строению позвоночник был очень похож на современный птичий, но хвостовые позвонки были не сросшимися, как у нынешних пернатых, а напоминали хвостовые позвонки динозавров, таз также напоминал рептилий.
Обе группы вымерли вместе с динозаврами, не оставив потомков, да и происхождение их не вполне ясно. Есть предположение, что они также являлись результатом параллельной эволюции и не имеют к современным птицам никакого отношения.
Тутанхамон в перьях
«Археоптерикс для палеонтологии значит примерно то же, что Тутанхамон для археологии. Это одна из икон нашей науки», — заявляет Фил Маннинг, ученый-палеонтолог из Университета Манчестера. Однако иконоборцы находились всегда, и наше «чудо в перьях» не стало исключением. В середине 1980-х крупный британский астрофизик и писатель, сторонник теории панспермии Фред Хойл с несколькими коллегами поднял довольно шумную кампанию, утверждая, что археоптерикс — грандиозная фальсификация. Дело дошло до прямой дискуссии за круглым столом между группой Хойла и палеонтологами, которая транслировалась Би-Би-Си. «Ниспровергатели» считали, что отпечаток перьев на экземпляре, хранящемся в Лондоне, был подделан в XIX веке. Называлось даже имя подозреваемого — Карл Хаберляйн, известный в те годы торговец южногерманскими окаменелостями, якобы «оснастивший» останки какой-то мелкой рептилии отпечатком куриных перьев. Обвинение основывалось на изучении отпечатка под современным сканирующим микроскопом и фотографировании под разными углами. Дополнительным аргументом было наличие на отпечатках микрокапель какой-то современной органики, принятых астрофизиком Хойлом за следы клея, а также то, что на большинстве других экземпляров археоптерикса следы оперения определяются крайне неуверенно. Именно по этой причине часть найденных окаменелостей была опознана не сразу, порой — через десятилетия. Без перьев скелет существа больше напоминает рептилию, нежели птицу.
Источник
Происхождение птиц: кратко о доисторических предках и научных теориях
Длительные эволюционные процессы происходили на планете до тех пор, пока она не приняла свой нынешний облик. Изучая кратко происхождение птиц, некоторые школьники с удивлением узнают, что ближайшими родственниками пернатых являлись динозавры. Ученые установили ряд сходств в анатомическом строении рептилий и птиц.
Предполагаемые предки
Эволюция представителей животного мира была длительной. Многие древние звери вымерли, однако их потомки сейчас населяют планету. Изучение археологических останков, реконструкция и анализ тканей позволили выявить ряд предполагаемых предков птиц.
Прежде всего это археоптерикс. Некоторые представители ученого мира считают, что именно он был первой птицей, о чем свидетельствует наличие перьев. Однако анатомические особенности, скорее, роднят археоптерикса с рептилиями. Летать в полном смысле слова он был еще неспособен, но, вероятнее всего, перепрыгивал с ветки на ветку.
Первые находки, сделанные в Баварии, позволили выявить следующие особенности археоптерикса:
- жил около 150 миллионов лет назад;
- по размерам напоминал ворону;
- относится к подклассу ящерохвостых класса птицы.
Целая группа предполагаемых предков — дромеозавриды, представители отряда ящеротазовые. В семейство включается несколько видов динозавров с некоторыми признаками птиц. Они имели перья и зачатки крыльев. В 1981 году были обнаружены первые энанциорнисы — это предки пернатых, имеющих несколько сходных черт с ними. Прежде всего это развитые крылья и возможность летать. Однако особенности строения скелета и наличие зубов все же говорит о том, что это, скорее, рептилия, нежели птица.
Предок, утративший в процессе эволюции зубы и приобретший клюв, — конфуциусорнис.
Появление на планете
Существует несколько гипотез происхождения птиц на земле. Согласно одной из них доисторические предки современных пернатых проживали на деревьях, чтобы защищаться от хищников. Изначально они не могли летать, перемещались, прыгая с ветки на ветку, но постепенно в ходе эволюции развили в себе эту способность. Таким образом, основной предок — это так называемая первоптица, однако никаких фактов, подтверждающих ее существование в действительности, пока не обнаружено.
Вторая популярная теория — возникновение птиц как эволюция рептилий. Чешуйки постепенно стали перьями, со временем ящеры освоили полет и приблизились к современному облику. В пользу версии говорит то, что птицы, как и рептилии, несут яйца в твердой скорлупе.
Еще одна интересная версия — предками всех современных птиц являются водоплавающие. Появилась теория благодаря находке останков древнего пернатого в Китае. Около ста миллионов лет назад эти представители животного мира населяли Землю. Они имели перепонки на лапах, перья, развитую мускулатуру. Для добычи пищи они ныряли, но амфибиями не были.
На данный момент нет точной версии того, как именно появились птицы, однако исследования не прекращаются. Наиболее достоверной считается теория возникновения пернатых от рептилий.
Сходство с ящерами
Современные птицы — это отдельный класс в животном царстве. Они являются теплокровными, к млекопитающим не относятся. Отличительная черта внешнего вида — наличие перьев, другим классам она не присуща. В таблице представлены сходства и различия птиц и рептилий.
| Общее | Уникальные особенности птиц |
| Поверхность кожи покрыта роговыми образованиями | Передняя конечность эволюционировала до крыла |
| Кожа сухая, практически не имеет желез | Основной способ перемещения — полет |
| Скелеты очень похожи по строению | Постоянная высокая температура тела, не зависящая от внешних факторов |
| 2 круга кровообращения | Четырехкамерное сердце, разделение крови на венозную и артериальную |
| Клоака | Цевка |
| Наличие внутреннего и среднего уха | Воздушные мешки |
| Оплодотворение внутреннее | Более совершенная центральная нервная система |
| Размножаются яйцами, имеющими сходное строение | Не только высиживают яйца, но и заботятся о потомстве |
Эти признаки и стали причиной того, что теория происхождения птиц от рептилий считается более реалистичной.
Позиции ученых
Разобраться в том, как появились первые птицы, пытались еще во времена Чарльза Дарвина. Спустя год после публикации его трактата «О происхождении видов» было найдено первое перо, а немного позднее — и скелет доисторического создания, которое посчитали первоптицей и назвали археоптериксом. Крылья и перья роднили его с пернатыми, а удлиненный хвост из позвонков и зубы — с динозаврами.
Первым общие черты птиц и динозавров обнаружил Томас Генри Хаксли. Несмотря на то что ученому удалось найти 35 общих признаков, его теорию сочли несостоятельной.
Следующим этапом изучения процесса появления птиц на Земле считают теорию Герхарда Хайльмана. Его труд «Происхождение птиц» был издан в 1916 году. Ученому удалось доказать, что по анатомическим особенностям пернатые ближе всего именно к динозаврам, чем к представителям иных ископаемых групп. Эта гипотеза, несмотря на убедительность, имела недостаток — у предполагаемых предков пернатых отсутствовали ключицы. Более поздние находки жителей юрского периода мезозойской эры доказали, что у некоторых динозавров ключицы присутствовали.
Методы исследования
Чтобы изучить особенности происхождения пернатых, используются различные научные методы. Основная сложность состоит в том, что в руки ученых попадает очень мало органических останков, часто работать приходится с фрагментами скелетов, очень многие теории и версии основаны на домысливании.
Вот какие методы используют для изучения вопроса:
- Кладистика (филогенетическая систематика). Это распределение живых организмов на родственные группы на основании анатомического сходства и изучения различий. В результате составляется кладограмма — эволюционное дерево с ветвями, позволяющее увидеть общего предка.
- Цитогенетический анализ. Изучение генетического материала и клеток птиц, сопоставление с особенностями предполагаемых предков. Современный способ позволяет получить достоверную информацию, но его сложность в том, что материала для исследования очень мало.
- Археологический. Работа с сохранившимися окаменелостями, исследование их особенностей и анатомических сходств с современными видами.
Эта совокупность методов позволила сделать вывод, что древние ящеры, вероятнее всего, и являются предками современных пернатых. Основные доказательства — сходства в анатомическом строении тех и других, возможность нести яйца, наличие у некоторых динозавров развитых крыльев, предназначенных для длительных полетов.
Возникновение первых пернатых, равно как и расцвет рептилий, приходятся на мезозойскую эру, что также считают аргументом. Таким образом, сейчас общепринятый ответ на вопрос, откуда появились пернатые, можно сформулировать так: их предками были динозавры, прошедшие через некоторые эволюционные изменения и получившие способности к полету.
Источник