Динозавры рядом с нами
Примерно 66 млн лет назад произошло одно из крупнейших массовых вымираний в истории жизни на Земле. Палеонтологи называют его «Мел-палеогеновое вымирание». Но большинству людей оно известно как «Вымирание динозавров». Считается, что эта группа рептилий в тот момент навсегда исчезла с лица планеты. Однако, это не так.
Если спросить специалиста, он скажет, что исчезли все нептичьи динозавры. А птицы, которые по современным данным являются хищными динозаврами, пережили вымирание и отлично себя чувствуют. Говорить о птицах, как о живых динозаврах, несколько непривычно. Но давайте разберемся, а есть ли у птиц свои особенные признаки, которыми динозавры похвастаться не могут?
Оперение
Первое, без чего невозможно представить птицу – это перья.
Перья обнаружены у самых разных хищных динозавров. Даже у предков тираннозавра были перьеподобные выросты чешуи, хотя сам ящер-тиран перьев не имел. Зато развитое оперение было характерно для мелких хищников – дромеозаврид. Самым известным из них является велоцираптор, а самым необычным – микрораптор. Перья этого небольшого, размером с ворону, динозавра имели асимметричное строение. Это важный признак, говорящий о способности к полету. Интересно, что подобное оперение у микрораптора было не только на передних, но и на задних лапах.
Скелет
Скелет птиц также имеет много элементов, характерных для динозавров. Можно вспомнить археоптерикса, обнаруженного в Германии еще в XIX веке. Если бы не отпечаток перьев, его можно было бы принять за мелкого хищного динозавра.
Возьмем в качестве примера гуся и посмотрим, какие черты его скелета имеют динозавровое происхождение.
1) Легкий скелет с полыми костями и сложным крестцом характерен для дромеозаврид и других динозавров.
2) Пояс верхних конечностей. Длинная, как у динозавров, лопатка и вилочковая кость, представляющая сросшиеся ключицы. Такая вилочка была у крупных хищников вроде аллозавра, у дромеозаврид и у археоптерикса.
3) Редуцированные передние конечности с тремя пальцами. Уменьшение передних конечностей характерно для двуногих хищных динозавров, как и сокращение числа пальцев до трех. У некоторых оно зашло дальше, чем у птиц – вспомним тираннозавра с его маленькими лапками и всего двумя пальцами.
4) Нога птицы имеет характерный элемент – цевку. Это вытянутая кость, расположенная между стопой и голенью, из-за чего кажется, что у птиц коленки выгибаются назад. На самом деле цевка образована сросшимися пястными костями, а коленный сустав находится выше. Сросшаяся цевка появляется в юрском периоде манирапторов, от которых ее унаследовали птицы.
5) Хвост. Пожалуй, единственное и важное отличие птиц от динозавров – это короткий хвостовой отдел позвоночника. Длинный рептильный хвост был утрачен в процессе эволюции, и вместо него развилось хвостовое оперение. Хвостовые перья помогают птице маневрировать в полете, взлетать и приземляться.
6) Зубы. Также утрачены птицами для облегчения массы черепа. Но еще в меловом периоде вполне развитые птицы вроде ихтиорниса были зубастыми.
Физиология
Птицы являются теплокровными животными с очень быстрым обменом веществ. Активный машущий полет требует большого расхода энергии, а значит метаболизм и температура тела должны удерживаться на высоком уровне.
Пока что сложно говорить, были теплокровными динозавры или нет. С высокой долей вероятности были, и в первую очередь это относится к небольшим хищникам вроде велоцираптора и прочих дромеозаврид. Считается, что перьевой покров развился у их предков в первую очередь для поддержания постоянной температуры тела. Это давало возможность оставаться активными в любое время суток. Быстрые, проворные хищники, которые вели древесный образ жизни, совершали прыжки с ветки на ветку. Наличие перьев позволяло увеличить длину прыжка за счет планирования, и смягчало удар при падении. Так, помимо функции обогрева тела, перья постепенно превратились в инструмент, позволяющий летать.
Другой важный аспект жизнедеятельности — размножение. И здесь опять ничего нового. Птицы, как и динозавры, откладывают яйца. Не известно ни одного примера живорождения у птиц. Но, стоит отметить, что в плане заботы о потомстве птицы шагнули далеко вперед. Отдельные примеры строительства гнезд, высиживания яиц и воспитания потомства известны у хищных динозавров. Но вряд ли такое поведение было характерно для всех видов, в то время как птицы, оставляющие яйца на произвол судьбы, неизвестны.
Подводя итоги
Как видите, мы выяснили, что те черты строения, которые мы считаем чисто птичьими, на самом деле появились еще у динозавров. Перечисленные особенности можно считать основными. На самом деле сходство между динозаврами и птицами куда сильнее, что подтверждается в том числе данными генетики. Конечно, у нас нет ДНК динозавра для сравнения. Но работа с генным материалом различных птиц позволяет найти гены, отвечающие за формирование, например, длинного хвоста и зубов. Эти гены не исчезли, они «выключены», но если заставить их работать, мы получим птицу с характерным динозавроидным обликом.
Все эти удивительные факты позволяют нам по-новому взглянуть на окружающий мир. Не все динозавры вымерли 66 млн лет назад. Уже в юрском периоде одна из их групп освоила полет, успешно конкурируя с птерозаврами. А в меловом периоде эти летающие динозавры дали начало большому разнообразию видов. Сегодня мы выделяем их в отдельный класс, называя птицами.
За основу статьи взято интервью палеонтолога, доктора биологических наук, доцента СПбГУ, специалиста по мезозойским позвоночным, Павла Скучаса.
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