| Главная | Регистрация | Вход | RSS |
Животные |
|
Происхождение и эволюция птиц Как на Земле появились птицы? Для ответа на этот вопрос нам придется заглянуть в далекое прошлое. Примерно 180 млн. лет назад в небо поднялось первое позвоночное животное — летающий ящер птерозавр. Птерозавры были и маленькими, не больше воробья, и огромными, с размахом крыльев до 7 м, как у птерозавра птеранодона . Возможно, птерозавры даже были теплокровными животными, т.е., в отличие от динозавров и современных рептилий, имели постоянную, не зависящую от окружающей среды температуру тела. Тела птерозавров были покрыты неким подобием шерсти, защищающей их от холода. Первые птерозавры — рамфоринхи — были зубастыми и с длинным хвостом. У более «продвинутых» птеродактилей зубы пропали, а длинные челюсти покрылись роговым чехлом и стали напоминать клюв современной птицы. Может быть, птеродактиль был предком птиц? Рассмотрим устройство его крыла. Крыло птерозавров — это кожистая перепонка между костями передних конечностей и туловищем. Распоркой крыла служил необыкновенно длинный 4-й палец передней конечности — отсюда и название «птеродактиль», что значит «крылатый палец». Благодаря оригинальной аэродинамической конструкции широких крыльев птерозавры легко взлетали и планировали в восходящих потоках воздуха, почти не взмахивая крыльями. Полет современных птиц значительно отличается от полета птерозавров, и крылья птиц устроены иначе — в воздухе птиц держат не перепонки, а перья. Птерозавры не были птичьими предками. Проведя на Земле около 50—60 млн. лет, они вымерли, не отставив потомков. Эта ветка эволюции* оказалась тупиковой. 150 млн. лет назад освоить полет пытались археоптериксы . Археоптерикс был величиной с ворону, покрыт перьями и имел длинный оперенный хвост. Вместо клюва у археоптерикса были длинные зубастые челюсти, но скелет его крыльев и ног был очень похож на скелет современной птицы. Как и у всех птиц, крыло археоптерикса представляло собой переднюю конечность с 3 пальцами, к которой прикреплялись перья. У современных птиц все пальцы скрыты под общим кожным покровом. А у археоптерикса эти пальцы были свободны и позволяли ему обхватывать ветки. Археоптерикс жил на деревьях и летал очень плохо, скорее планировал с ветки на ветку, расправив крылья. Тем не менее на протяжении более ста лет ученые, глядя на оперенное крыло археоптерикса, были убеждены, что археоптерикс — это первая птица, предок всех современных пернатых. Но выяснилось, что в те времена оперенные крылья не были исключительным достоянием птиц. Находки конца XX в. показали, что перья «носили» многие динозавры, жившие как до археоптерикса, так и позже него. Четырехкрылый динозавр микрораптер , длиной 77 см, обладал длинным оперенным хвостом и большими маховыми (летательными) перьями как на передних, так и на задних конечностях. Переднее крыло микрорап- тера было «сконструировано» по всем правилам аэродинамики, отличающим крылья современных птиц. Да и оперение задних конечностей явно носило летательную функцию. Вероятно, микрораптер лазал по деревьям и умел еще лучше, чем археоптерикс, планировать с ветки на ветку, увеличивая дальность перелета за счет второй пары крыльев. Несмотря на обилие крыльев и отличные маховые перья, микрораптер был все же динозавром, принадлежащим к возникшей не менее 180 млн. лет назад группе тераподных динозавров. Среди поздних тераподов было немало оперенных динозавров, в той или иной степени освоивших планирование. И у археоптерикса больше общих черт с оперенными тераподами, чем с современными птицами. Итак, во времена динозавров оперенные крылья еще не давали их владельцу право называться настоящей птицей. Но был ли археоптерикс хотя бы предком современных птиц? Несколько существенных различий в строении археоптерикса и современных птиц заставляют сомневаться в их прямом родстве. Например, на передних конечностях археоптерикса и у современных птиц по три пальца. Но у археоптерикса, как и у динозавров, это I, II и III пальцы (у человека это соответственно большой, указательный и средний), а у современной птицы II, III и IV (указательный, средний и безымянный). Это, казалось бы, пустяковое различие свидетельствует о разных эволюционных путях археоптерикса и современных птиц. Сравним хвосты: длинный хвост археоптерикс состоял из 20 позвонков, а у современных птиц хвостовых позвонков гораздо меньше, и на конце они срастаются в пигостиль — кость, поддерживающую хвостовые перья. У археоптерикса пигос- тиля нет. Не появился он и у потомков археоптерикса — энанциорнисов и конфуци- сорнисов. Из-за длинных, как у ящеров, хвостов археоптерикса и его потомков отнесли к группе ящерохвостых птиц. Современные птицы пользуются двумя типами полета — машущим (активным) и парящим (пассивным). Благодаря взмахам крыльев птица поднимается в воздух и передвигается на высоте. Парящий полет — производный от машущего. Научившись летать, взмахивая крыльями, некоторые птицы стали экономить энергию. Расправив крылья, они поднимаются, пользуясь восходящими потоками воздуха, и парят, не совершая взмахов. Парящие птицы могут менять направление движения, снижаться или взмывать вверх. Парение — это высшее искусство пилотажа, а планирование — всего лишь растянутый прыжок, которым современные птицы не пользуются. Как появился машущий полет? Одни ученые считают, что машущий полет развился из планирования, когда животное, перепрыгивая с дерева на дерево или на землю, стало помогать себе взмахами крыльев. Другие полагают, что полет появился, когда бегающие животные с оперенными крыльями научились перепархивать на бегу. Кто же первым освоил машущий полет — древесные или наземные бегающие виды? Скорее всего, научившись перепархивать с места на место, бегающие рептилии стали карабкаться на деревья и прыгать с ветки на ветку, планируя. Уже умея порхать, эти существа увеличивали дальность планирования взмахами крыльев. Так появился настоящий машущий полет. Но чтобы поддерживать тело в воздухе с помощью взмахов крыльев, нужно иметь развитую мускулатуру передних конечностей и прочное место для ее крепления. У современных птиц место для крепления «летательных» мышц — это киль, особый вырост грудины, имеющийся только у птиц. Без киля машущий полет невозможен. У ящерохвостых птиц киля не было. Первое летающее существо с килем — амбиортус, появился 135—65 млн. лет назад. Амбиортусы, во всем похожие на птиц, отличались от ящерохвостых более «современным», таким же как и у нынешних птиц, строением хвоста с пигостилем, к которому веером крепились рулевые перья хвоста. По совокупности всех признаков амбиортус и найденные позднее родственные ему виды вместе с современными птицами образуют группу вее- рохвостых птиц. Именно древних веерохвостых можно назвать первыми настоящими птицами, освоившими «правильный» машущий полет. От них и произошли современные птицы. ИЩЕМ ДАЛЕКИХ ПРЕДКОВ Но кто же был предком веерохвостых? До недавнего времени считалось, что веерохвостые птицы произошли от ящерохвостых, самым древним из которых был археоптерикс. Но оказалось, что у веерохвостых гораздо больше общих черт не с ящерохвостыми, а с найденной недавно (в 1991 г.) оперенной рептилией протоависом Протоависы (не относящиеся к динозаврам), жившие 225 млн. лет назад, были на 75 млн. лет «старше» археоптериксов. Они бегали по земле и лазали по деревьям, у них были оперенные передние конечности, устроенные по «птичьей» схеме, на которых присутствовали те же три пальца, что и у современных птиц. Протоависы могли похвастаться и другими птичьими признаками — строением задних конечностей (ног), теплокровностью и высоким уровнем обмена веществ. Почему для птиц так важен высокий уровень обмена веществ? Полет современных птиц требует значительных затрат энергии. Птицам приходится потреблять большое количество пищи и быстро перерабатывать ее, восполняя запас энергии. Соответственно, у птиц очень быстро проходит обмен веществ, чему способствует высокая температура тела, составляющая от 39 до 45,5 °С (чаще всего 42 °С). Всеми этими особенностями, как доказали исследования, обладал протоавис, и появление энергоемкого машущего полета у его потомков было эволюционно подготовлено. Если принять за основу утверждение, что протоависы были предками веерохвостых птиц, то археоптерикс прочно занимает место на тупиковой ветви эволюции тераподных динозавров. Тогда получается, что тераподные динозавры и неродственные им предки птиц в ходе своего развития просто приобретали сходные черты (перья, крылья). Соревнование «Лучшая птица» выиграли потомки протоависа, проигравшим археоптериксам пришлось сойти с дистанции. С этой точки зрения происхождение птиц выглядит так. Первыми позвоночными животными были рыбы. Некоторые рыбы, выбравшись на сушу, дали начало древним земноводным. От древних земноводных произошли современные лягушки и тритоны, а также объемная группа древнейших рептилий. Древнейшие рептилии дали две основные группы потомков — зверообразные рептилии, путь развития которых в конечном итоге ознаменовался возникновением млекопитающих, и архозавры. От архозавров произошли птерозавры, древние крокодилы, динозавры и текодонты. Птерозавры вымерли, не оставив потомственных групп. Древние крокодилы стали родоначальниками всех современных рептилий — крокодилов, ящериц, змей и черепах. Динозавры процветали на Земле в течение примерно 160 млн. лет и образовали множество групп. Хищные, бегающие на двух ногах динозавры, относились к группе тераподных динозавров. К тераподам принадлежат и небольшие динозавры, например велоцираптор, и огромные, как самый известный из тераподов тираннозавр. От маленьких тераподов, живших около 180 млн. лет назад, произошли ящерохвостые птицы, в том числе и археоптерикс. Текодонты (4-я группа архозавров) тоже были небольшими двуногими бегающими существами. От текодонтов произошла группа покрытых чешуей псевдозухий. Некоторые из них стали забираться на деревья и сменили чешую на перья. К группе таких оперенных наземно-древесных псевдозухий относится и знакомый нам протоавис. От него или от близкого к нему вида произошли древние веерохвостые птицы, ставшие предками всех современных видов. |
|
