Дональд Протеро - Отпечатки жизни 25 шагов эволюции и вся история планеты

При наличии всех этих фактов, свидетельствующих, что археоптерикс — оперённый динозавр, почему мы считаем его птицей? На самом деле у него всего несколько уникальных «птичьих» черт, которые не встречаются у хищных динозавров: большой палец на ноге почти полностью отставлен назад; по краям зубов нет таких зазубрин, как на мясницком ноже; хвост сравнительно короток для динозавра, а передние конечности длиннее, чем у большинства других хищных динозавров. Все остальные черты археоптерикса, в том числе перья и сросшаяся ключица (вилочка), уже найдены у других динозавров. Некоторые считают, что перья археоптерикса были более развиты, чем у других динозавров, и имели асимметричную форму: стержень шёл не по центру, а по краю пера. Это значит, что археоптерикс мог летать, хотя и не так хорошо, как большинство современных птиц.

Археоптерикс произвёл революцию — это первая переходная окаменелость, найденная после публикации дарвиновского «Происхождения видов». На его примере видно, как некоторые динозавры превратились в птиц. Но палеонтологическая летопись первоптиц стремительно дополняется, особенно последние 30 лет, когда огромное количество прекрасно сохранившихся окаменелостей найдено в Китае. Самые революционные открытия были сделаны в ляонинских отложениях на северо-востоке Китая и датируются ранним меловым периодом; эти залежи окаменелостей стали одними из важнейших в мире. В тонких озёрных сланцах окаменелости сохраняются поразительно хорошо: видны контуры тела, перья и мех. Также там есть полностью сочленённые скелеты, не потерявшие ни одной кости. Иногда удаётся определить даже цвет перьев и содержимое желудка.

В течение прошлого десятилетия каждые несколько месяцев объявляли о новом крупном открытии, сделанном в этих отложениях, переворачивавшем прежние представления о птицах и динозаврах. Самые удивительные из всех окаменелостей — явно нелетающие динозавры, ещё не превратившиеся в птиц, но имевшие развитые перья (рис. 18.4). Среди них такие невероятно хорошо сохранившиеся экземпляры, как синозавроптерикс, протархеоптерикс, синорнитозавр, каудиптерикс, крупный теропод бэйпяозавр и крошечный микрораптор.

Рис. 18.4.Синозавроптерикс — нелетающий оперённый динозавр из ляонинских отложений, ещё не превратившийся в птицу: ( А ) окаменелость; ( Б ) реконструкция внешнего вида (илл. предоставлены M. Ellison и M. Norell, Американский музей естественной истории)

У большинства этих динозавров не было маховых перьев и других признаков, которые свидетельствовали бы о пригодности оперения для полёта. На окаменелостях просматриваются следы перьев, являвшихся обычной чертой хищных динозавров (а также большинства других ящеров, вероятно, даже птерозавров). Таким образом, перья развивались не для полёта, а, предположительно, для утепления и лишь потом превратились в летательное приспособление. В 2003 году Ричард Прам и Алан Браш опубликовали статью, где полностью переосмыслили происхождение перьев. Они показали, что перья — не видоизменившиеся чешуйки, как считалось ранее, а развиваются из примерно таких же эмбриональных зачатков, что и чешуя, однако их развитие контролируют иные гены (рис. 18.5). Перья первого типа — простые полые заострённые стержни, появившиеся у примитивных динозавров, а также имевшиеся у другой эволюционной ветви, к которой относятся трицератопсы и их родичи. Перья второго типа — пух без опахала, как у динозавра синозавроптерикса. У перьев третьего типа есть и пух, и стержень, но нет бородок, которые скрепляли бы их подобно застёжке-липучке. Такие перья были у Yutyrannus и, скорее всего, у королевского тираннозавра. Перья второго и третьего типа имеются у крупного динозавра бэйпяозавра, то есть они были у наиболее развитых хищных динозавров, например у дромеозавров. У перьев четвёртого типа есть бородки, связывающие опахала в гладкую поверхность, но стержень идёт через центр пера. Такие перья наблюдаются у каудиптерикса, и это позволяет предположить, что данная черта была свойственна сравнительно высокоразвитым хищным динозаврам: орнитомимозаврам, овирапторам и дромеозаврам. Классическое асимметричное маховое перо, в котором стержень пролегает у переднего края опахала, появилось у археоптерикса, и именно поэтому многие учёные считают его одной из первых промежуточных форм между динозаврами и птицами — одним из тех, чьи перья стали меняться для настоящего полёта.

Рис. 18.5.Эволюция перьев у динозавров и птиц (рисунок Карла Бьэлла на основе материала из статьи Richard O. Prum and Alan H. Brush. Which Came First, the Feather or the Bird? // Scientific American. — March 2003 и из работы Donald R. Prothero. Evolution: What the Fossils Say and Why It Matters. — New York: Columbia University Press, 2007. — Fig. 12.9)

Следуя от археоптерикса по эволюционному древу птиц (рис. 18.6), мы подходим к раховахису (рис. 18.7, А ), жившему в меловом периоде на Мадагаскаре. Размером он был примерно с ворону, на задней лапе имел серповидный коготь, обладал длинным костистым хвостом, зубами и многими другими чертами динозавров, но в то же время и такими птичьими признаками, как сращивание задних позвонков с крестцом (синсакрум), отверстиями для кровеносных сосудов во всех позвонках, а также воздушными мешками, которые есть у современных птиц. На пальцах у рановахиса имелись маховые бугорки (небольшие костные выросты, к которым прикрепляются маховые перья). Это позволяет предположить, что он был оперён и умел летать (что неудивительно). Была у него и фибула (малоберцовая кость), не достававшая до цевки. У птиц фибула редуцировалась до крошечной костяной щепки, которую вы кусаете, обгладывая куриную или индюшачью ножку. У археоптерикса была полноценная фибула, как у динозавров.

Рис. 18.6.Родословное древо птиц мезозойской эры (иллюстрация предоставлена L. Chiappe, Музей естественной истории округа Лос-Анджелес)

Рис. 18.7.Птицы мелового периода: ( А ) раховахис с Мадагаскара; ( Б ) реконструкция синорниса из Китая (( А ) по Catherine A. Forster et al. The Theropod Ancestry of Birds: New Evidence from the Late Cretaceous of Madagascar // Science. — 1998. — March 20; © 1998 Американская ассоциация по содействию научному прогрессу; ( Б ) по Paul C. Sereno and Rao Chenggang. Early Evolution of Avian Flight and Perching: New Evidence from the Lower Cretaceous of China. // Science. — 1992. — February 14. — Fig. 2; © 1992 Американская ассоциация по содействию научному прогрессу)