Происхождение птиц
Гипотеза о том, что птицы произошли от пресмыкающихся, была выдвинута ещё во второй половине XIX века. Однако вопрос происхождения птиц до сих пор вызывает жаркие споры среди палеонтологов.
Предки
Проблема заключается в отсутствии предков птиц или «первой птицы». Найденные отпечатки трактуют по-разному и ни одну находку однозначно не считают предком современных птиц. Рассказывая кратко о происхождении птиц, следует описать самые значимые находки, которые дают представление о происхождении птицы от рептилий.
- Археоптерикс. Самая первая находка, обнаруженная в Баварии в 1861 году. По обнаруженным отпечаткам было описано небольшое существо величиной с ворону, жившее около 150 млн. лет назад. На принадлежность к птицам указывает наличие перьев. Анатомически больше похож на рептилию. Полноценно летать не умел. Возможно, только планировал с ветки на ветку. Однако археоптерикс отнесён к классу Птицы, подклассу Ящерохвостые.
- Энанциорнис. Останки древних птиц были обнаружены в Аргентине в 1981 году. Жили 70-65 млн. лет назад и обладали признаками птиц: имели хорошо развитые крылья, умели летать. Наличие зубов и строение скелета роднят находку с археоптериксом.
- Конфуциусорнисы. Самая древняя птица, независимо утратившая зубы, была найдена в Китае. Обитала около 120 млн. лет назад. Клюв был покрыт роговым чехлом. По отдельным признакам скелет схож с современными птицами.
- Дромеозавриды.
Обитали в период между 168 и 66 млн. лет назад. Это обширное семейство, относящееся к подотряду Тероподы, отряду Ящеротазовые, содержит несколько видов динозавров с перьями (дейноних, ютараптор, синорнитозавр). Наиболее значимым является микрораптор или «четырёхкрылый динозавр», имевший крылоподобные поверхности на передних и задних конечностях.
- Анхиорнис. Найден и описан в Китае в 2009 году. Относится к семейству Троодонтиды, отряд Ящеротазовые. Обитал 167-155 млн. лет назад. В длину достигал 30-40 см и весил 100 г. Имел оперение, длинных хвост, клюв.
Существуют и другие формы, указывающие на наличие перьев у динозавров. Например, каудиптерикс, живший 120-125 млн. лет назад, имел на хвосте веерные перья, служившие, вероятнее всего, для привлечения полового партнёра.
Эволюция – не линейный процесс. Найденные формы указывают на попытки разных видов освоить воздушное пространство. От какой именно линии произошли птицы, ещё предстоит узнать.
Гипотезы
Анализ находок позволил сформировать гипотезу происхождения и эволюции птиц от предка-динозавра. Первые птицы появились в Юрский период (между 201 и 145 млн. лет назад). Долгое время считалось, что троодонтиды и дромеозавриды – «пернатые динозавры» – являются ближайшими предками современных птиц.
Способность к полёту рептилии приобрели после освоения деревьев. Сохраняя когти на передних конечностях и мощные задние конечности, динозавры могли забираться на деревья. В процессе эволюции они приобрели способность планировать с помощью видоизменённых чешуек, которые впоследствии стали перьями. По другой гипотезе рептилии научились летать «от земли», подпрыгивая за насекомыми.
которые читают вместе с этой
Источник
Герхард Хайльман и происхождение птиц
Сейчас общепризнано, что птицы произошли от тероподовых динозавров и, как следствие, сами являются динозаврами (согласно кладистической систематике). Об этом прямым текстом пишут не только в научных статьях, но и в популярных книгах, и эта иллюстрация со сражающимися длиннохвостыми животными, покрытыми перьями, в наши дни никого бы не удивила. Вот только нарисована она была больше ста лет назад, в 1916 году, когда в вопросах происхождения птиц, перьев и полета было куда меньше ясности.
На иллюстрации изображены проависы (см. Proavis) — гипотетические предки птиц, переходное звено между псевдозухиями и «первоптицей»-археоптериксом. Таких животных никто не находил, но датский художник Герхард Хайльман (Gerhard Heilmann) был настолько уверен в их существовании, что изобразил не только эту пару сражающихся проависов, но и полную «реконструкцию» скелета с припиской «сей скелет пока что в земле не найден».
Реконструкция скелета проависа, изображенная в датской версии книги Хайльмана 1916 года. Рисунок с сайта tetzoo.com
Сражающимися проависами Хайльман проиллюстрировал свою книгу «Происхождение птиц» (The Origin of Birds), вышедшую в 1926 году. Именно об этой книге упоминал российский специалист по ископаемым птицам Евгений Николаевич Курочкин в справочнике «Ископаемые рептилии и птицы»: «На протяжении многих десятилетий единственным специальным трудом о происхождении птиц была книга Г. Хайльмана; в ней была детально разработана псевдозухиевая гипотеза происхождения птиц, первоначально выдвинутая Р. Брумом, которую с некоторыми вариациями и сегодня продолжает отстаивать ряд специалистов».
Кроме этих скупых строк, о Хайльмане по-русски почти ничего не написано. Нет даже страницы в Википедии. Да и на английском о нем есть всего пара статей. Он учился на врача, но бросил учебу и посвятил себя рисованию: иллюстрировал книги, оформлял фарфоровые чашки и даже разработал дизайн датских банкнот. «Хайльмановские» деньги были в ходу до 1945 года (а банкнота в 500 крон — до 1964 года).
Банкнота в 500 крон за авторством Хайльмана. Фото с сайта en.numista.com
Еще Хайльман любил природу и птиц, и в начале 1910-х годов решил написать научно-популярную книгу о происхождении птиц. Ни биологией, ни палеонтологией Хайльман никогда всерьез не занимался. В предмете он тогда тоже не очень разбирался и потому был уверен, что насчет происхождения птиц у ученых полный консенсус. Он думал, что вопрос давно закрыт, поэтому ему не нужно будет ничего выдумывать самому: просто скомпилировать чужие труды в понятный для обычного читателя формат. Кто же тогда знал, что на следующие сорок лет вопрос происхождения птиц сам Хайльман и закроет.
Так как дело было в начале XX века, то с ископаемыми было не очень хорошо. До находки оперенных динозавров в китайской провинции Ляонин было еще далеко, хищных птиц мелового периода энанциорнисов (см. Динозавры переходили к активному полету минимум трижды, «Элементы», 22.12.2020) тоже еще не открыли. По сути, были найдены всего три древних птицы: водоплавающие ихтиорнис с гесперорнисом и археоптерикс, которого описали еще в 1859 году, как раз в год рождения Хайльмана.
Тем не менее разные палеонтологи выдвинули целых три гипотезы возникновения птиц. Согласно динозавровой гипотезе, автором которой был английский зоолог, защитник дарвиновской теории эволюции Томас Гексли, птицы произошли от тероподовых динозавров. В пользу этой гипотезы говорило сходство археоптерикса и мелкого теропода компсогната, тоже описанного в 1859 году. Британский палеонтолог Гарри Сили предположил, что птицы произошли от птерозавров. По сути, за эту гипотезу говорило только то, что и птицы, и птерозавры летали. Но строение скелета и крыльев у них настолько разное, что эту гипотезу всерьез не рассматривали. И наконец, южноафриканский врач и палеонтолог Роберт Брум полагал, что птицы и динозавры произошли от общего предка — псевдозухий. Именно эту гипотезу и выбрал Хайльман.
Остановимся чуть подробнее на терминах. Сегодня псевдозухиями (см. Pseudosuchia) называют одну из двух крупных групп архозавров — крокодилоподобных архозавров. К ним относятся современные крокодилы и их куда более многочисленные вымершие родственники. (Вторая группа архозавров — авеметатарзалии, к ним относятся птерозавры, динозавры и птицы). Во времена Хайльмана псевдозухиями называли разных рептилий, внешне похожих на крокодилов (отсюда и название: «псевдозухии» означает «псевдокрокодилы»). Например, в эту группу включали орнитозуха и эупаркерию, которую сегодня к псевдозухиям не относят.
Вслед за Робертом Брумом, описавшим эупаркерию, Хайльман в качестве предка птиц выбрал псевдозухий. По сути, главным аргументом стали ключицы: у псевдозухий они есть, у динозавров их нет. А у археоптерикса (которого Хайльман считал первой птицей) и птиц есть: ключицы у них срослись в одну кость — вилочку. То есть если бы птицы были потомками динозавров, то надо было бы признать, что птицы по пути от псевдозухий сначала утратили ключицы, а потом снова ими обзавелись. Но Хайльман верил в закон Долло, согласно которому если орган утрачивается в ходе эволюции, то снова он появиться не может. Значит, археоптерикс и птицы не могли быть потомками динозавров и должны были произойти от псевдозухий независимо.
С 1912-го по 1916 год в журнале Датского орнитологического общества (Dansk Ornitologisk Forening) вышла серия статей Хайльмана, в которых он подробно изложил свои взгляды. И к тому же обильно их проиллюстрировал. Тут пригодился его талант художника. Все его статьи щеголяли скелетными реконструкциями, зарисовками ископаемых и, конечно, реконструкциями внешнего вида.
Иллюстрации Хайльмана. Слева — сравнение скелетов археоптерикса и голубя, 1916 год. Рисунок с сайта en.wikipedia.org. Справа — реконструкция пары археоптериксов, 1926 год. Рисунок с сайта hydrarchos.org
Датские ученые встретили статьи Хайльмана в штыки и прислали письменные соболезнования главному редактору журнала, которому «должно быть, было мучительно <. >видеть, как большую часть журнала занимает дилетантская писанина». Не последнюю роль сыграл и характер Хайльмана, который ни во что не ставил своих коллег и не стеснялся в выражениях, описывая «прискорбное состояние датской орнитологии». Тем не менее подписчики журнала с удовольствием читали статьи, поэтому они продолжили выходить и в 1916 году были собраны в одну работу «Современные знания о происхождении птиц» (Vor nuværende Viden om Fuglenes Afstamning). Книга была написана на датском и мало кому была известна за пределами Дании. Затем одна из статей Хайльмана попалась на глаза американскому ученому по фамилии Шуфельдт, который был женат на норвежке и умел читать по-датски. Он быстро понял, что ничего подобного на английском нет, связался с Хайльманом и стал просить его выпустить англоязычное издание.
По разным причинам оно откладывалось и вышло только в 1926 году, через 10 лет после датского, под названием «Происхождение птиц» (The Origin of Birds). Английское издание было сильно переработано и дополнено, например в нем меньше критики «официальной орнитологии». К тому же в период между двумя изданиями Хайльман съездил в Берлин и тщательно изучил «берлинский экземпляр» археоптерикса. Там он сделал эскизы, настолько подробные, что на них еще долго ориентировались при изучении археоптерикса.
Слева — скелет археоптерикса, «берлинский экземпляр», фото 1880 года с сайта en.wikipedia.org. Справа — прорисовка этого же скелета Хайльманом, 1926 год. Изображение с сайта laelaps.wordpress.com
Когда «Происхождение птиц» вышло на Западе, оно произвело фурор. Сочетание простого и ясного текста, логичного изложения и эффектных иллюстраций оказалось неотразимо. После выхода книги все сомнения рассеялись: птицы произошли от псевдозухий, а не от динозавров. По сути, вместо того, чтобы представить просто очередной аргумент в научной дискуссии, Хайльман эту самую дискуссию прекратил.
Забавно, что рассуждения Хайльмана основывались на ложной предпосылке. Ключицы у динозавров были. Причем первый скелет динозавра с ключицами — овираптора — был описан в 1924 году американским палеонтологом Генри Осборном при изучении материалов Монгольской экспедиции Американского музея естественной истории, но в этом описании ключицы были ошибочно указаны как «межключичная кость». Только в 1983 году, в книге «Хищные динозавры мела Монголии» монгольский палеонтолог Ринченгийн Барсболд их переописал как настоящие ключицы.
Зарисовка из статьи Генри Осборна с описанием овираптора, 1924 год. «Вилочка» видна в левой части рисунка, она обозначена как Ic. (Interclavicle, межключица). Рисунок с сайта en.wikipedia.org
Если бы Хайльман поехал в Нью-Йорк изучать овираптора (а не в Берлин, изучать археоптерикса) или хотя бы прочитал статью Осборна, история палеонтологии птиц, возможно, сложилась бы иначе. А в 1936 году вышло описание еще одного теропода, сегизавра (Segisaurus), у которого уже были самые настоящие ключицы. Но тогда это было уже никому не интересно. «Чего тут рассуждать, у Хайльмана всё написано», — словно сказали себе палеонтологи и прекратили заниматься происхождением птиц на сорок с лишним лет. Только в 1960-х американский палеонтолог Джон Остром открыл нового хищного динозавра — знаменитого дейнониха — и обратил внимание, что этот динозавр, как и компсогнат, подозрительно похож на археоптерикса. Он углубился в эту тему и сумел вернуть интерес к «динозавровой» версии происхождения птиц, которая сегодня является общепринятой.
И хотя Хайльман исходил из неверных предпосылок и пришел к неверному выводу, его палеоарт намного опередил свое время. И его «проависы» не так уж и сильно отличаются от современной реконструкции того же дейнониха.
Дейноних. Рисунок © Gabriel Ugueto из твиттера художника
Герхард Хайльман, Сражающиеся проависы, 1916 (иллюстрация из книги The Origin of Birds, 1926). Рисунок с сайта en.wikipedia.org.
Источник