На данный момент самой популярной теорией происхождения птиц является "с земли вверх". Она говорит о том, что птицы сначала отрастили перья для термоизоляции, а потом начали их использовать для полёта. По этой теории первые птицы не умели лазить по деревьям, а взлетели сразу же с земли. Но микрораптор пошатнул эту теорию, и популярность набрало предположение, что птицы сначала научились лазить по деревьям, потом планировать и только потом летать (так называемая теория "с дерева вниз"). Мы же отбросим эту часть, о которой ещё с середины 19 века ведутся жаркие споры в палеонтологических учёных кругах.
Археоптерикс.
Археоптерикс нам прекрасно подойдёт для старта, так как он постоянно скачет из класса рептилий в класс птиц и обратно.
Археоптерикс всё ещё имел зубы, а сама пасть не обросла роговым чехлом, т.е. клюва у него не было. Полость, соединяющая череп с позвоночник, находилась сзади, как у родственных ему динозавров, а не снизу, как у птиц. Наш первоптиц имел отдельные крестцовые позвонки, что опять же его роднило с ящерами. У наших птиц крестцы срослись и образовали сложный крестец. Тоже самое с хвостом: у археоптерикса длинный хвостовой отдел позвоночника, состоящий из двух десятков отдельных позвонков. У птиц же в хвосте одна короткая кость - пигостиль. Туда же идут и кости таза: археоптерикс имеет несколько отдельных костей таза, у птиц они срослись в единую. Передние конечности у нашего героя имеет хорошо выраженные фаланги пальцев: 2 фаланги на первом, 3 на втором, 4 на третьем. У птиц же пальцы отрафированны и имеют формулу 1-2-1.
Скелет археоптерикса.
Конфуциусорнисы.
Конфуциусорнисы жили 120 млн лет назад и были намного ближе к динозаврам, чем к нашим современным птицам. Строение плеча и лопатки делало невозможным маховый полёт. Также эти древние птицы всё ещё имели когти на передних конечностях. Хоть сам хвост и укоротился по средствам сращивания позвонков, на нём всё ещё отсутствовало веерообразное опахало, что делало его непригодным для полёта. Возможно конфуциусорнисы и летали, но они явно использовали далёкую от современных полётов технику. Зато начала уменьшаться грудина.
Конфуциусорнис
Энанциорнисы.
Энанциорнисы - это широко распространённая группа хищных птиц мелового периода. Она была очень разнообразна, но имела ряд черт, которые свойственны динозаврам, а не птицам. К примеру, угол поворота их ног был крайне мал, а наши летающие хищники могли крутить-вертеть ногой как душа захочет. Найденные останки молодых энанциорнисов показывает, что костный скелет формировался очень рано. Суставы у невылупившихся птенцов уже были костные, как у динозавров, а не хрящевые. Так что их рост сильно замедлялся. Зато энанциорнисы уже освоили полноценный полёт. Эти птицы имели много знакомого нам в строение скелета, но то лопатка не так крепится, то задние ноги работают по другому. И как итог, совершенно далёкие от наших современников строение и механика скелета.
Некоторые представители данной группы ещё не лишились зубов и когтей на передних конечностях
Энанциорнисы. Из-за своеобразного строения ног, их походка была похожа на походку современных уток.
Гесперорнисы.
Ещё одни представители меловой фауны, на этот раз водоплавающие птицы. Они не умели летать, и скорей всего, даже ходить. Зато прекрасно плавали и ныряли для птиц, без перепонок на задних лапах. Они не являются ступенькой эволюции, скорее они ответвление в сторону моря. Имели ряд примитивных признаков: зубы, не полые кости, строения крыла.
Гесперорнис.
Ихтиорнис.
Ну и закончим мы меловыми бакланами. Ихтиорнисообразные птицы размерам с голубя прекрасно летали, хотя были так же морскими птицами. Обзавелись веером на хвосте и современным строением крыла. Они отрастили себе киль. Правда, всё ещё имели примитивные позвонки и зубы. Ихтиорнисы были хорошими ныряльщиками и основным их пропитанием были рыбы. Позже их вытеснили более продвинутые птицы. Вымерли в мел-палеогеновое массовое вымирание вмести с динозаврами.
Я собрался и сделал этот пост. Было сложно, но я таки смог!
Сегодня я вам поведаю откуда взялись бескилевые птицы и как они распространились по всему миру. Также охватим некоторые интересные моменты отдельно взятых представителей. Например, почему тинаму всё ещё имеет большие крылья, хотя давно лишился киля. Дамы и господа, как обычно, MartinDont устроит вам прогулку в мезозойскую эру!
Рассказывать об эволюции бескилевых птиц очень сложно, так как информации крайне мало, но я всё же попробую. Для начала разберёмся, кто эти бескилевые птицы?
Бескилевые птицы - это второй подкласс класса птиц. Вообще, на русском они должны звучать как древненёбные, или что-то в этом духе. Ведь на древнегреческом подклассы названы как Neognathae и Palaeognathae, что переводится как новонёбные и древненёбные соответственно. Но вот новонёбных перевели нормально, а древненёбные видимо не звучит. Представлен подкласс в наши дни пятью отрядами: казуарообразные, кивиобразные, нандуобразные, страусообразные, тинамуобразные; и ещё тремя вымершими: эпиорнисообразные, литорнитообразные и моаобразные. Ключевыми отличиями от нормальных птиц являются строение челюстного аппарата и отсутствие киля. Как правило, бескилевые птицы имеют развитые ноги, хорошо бегают и не умеют летать, так как без киля летать сложно (хотя тот же тинаму предпринимает активные попытки полетать). Нет полёта - нет больших крыльев и хвоста-руля.
Тинаму. Лучший лётчик у бескилевых птиц, а точней единственный. Полёт тинаму хуже, чем у кур
Раз нет киля, значит и полёта птицы лишились очень давно. Такая полезная и крупная кость за десяток миллионов лет не испарится. Те же дронты не летали несколько миллионов лет, но всё же киль был на месте. Так когда появились древненёбные птицы? Логично предположить, что бескилевые птицы, в силу своего наземного образа жизни, распространились по южному полушарию пешком. Был общий нелетающий предок, который по земле разбежался по всей древней Гондване и оставил потомков: тинаму и нанду в Южной Америке, страусы в Африке, эпиорнисы на Мадакаскаре, киви и моа в Новой Зеландии и казуары и эму в Австралии. И логично будет предположить, что нанду и тинаму, киви и моа, страусы и эпиорнисы - родственники, так как живут бок о бок. Глупо предполагать, что все эти птицы появились от общего летающего предка и просто взяли все, да разучились летать. Чушь какая! И так оно и считалось до 2014 года, когда новые исследования перевернули картину эволюции бескилевых птиц с ног на голову!
Моа и киви - два эндемика Новой Зеландии
У бескилевых птиц был именно летающий предок и абсолютно все отряды разучились летать уже на новых местах обитания! Никто не стал исключением. Наземный предок должен был появиться ещё в середине мела, так как уже 120 млн лет назад Гондвана раскололась на современные материки, что ну никак не реально! Да этот ходячий птиц просто не дошёл бы и до соседней реки в эпоху расцвета дромеозавридов! Хватит одного этого момента, чтобы гипотеза наземного предка древненёбных рассыпалась. А в декабре 2014 года журнал Sience опубликовал результаты молекулярно-генетических исследований птиц. Группа учёных с помощью тщательных анализов установили не только родство пернатых, но и смогли определить дату разделения класса на подклассы. 100 млн лет - таков возраст разделения новонёбных и бескилевых. А если бескилевые 100 млн лет назад всё ещё умели летать, значит предки разлетелись по современным частям света через проливы, и только после этого все они спустились на землю и отбросили киль!
Литорнис - летающая древненёбная птица из раннего эоцена
Но самое интересное у нас начинается в родстве бескилевых птиц! Нанду и тинаму, хоть и живут в Южной Америке, никакие друг другу не родственники. Можно предположить, что страус родственник нанду, но тоже нет. Страус один из первых, кто ответвился от остальных родичей из современных бескилевых. Думаете моа и киви родственники? Обе птицы бескилевые, бескрылые (хотя у киви сохранились рудименты) и являются эндемиками Новой Зеландии. А вот ничего подобного! Ближайший родственник киви - огромная слоновая птица с Мадагаскара, похожая на страуса, а ближайший родственник моа - крошечная крылатая птица тинаму из Южной Америки! Хотите больше? Часто эму называют страусом, хотя эму самый-самый дальний родственник страуса! Возьмите любую бескилевую птицу и она будет больше родственником эму, чем африканский страус, а самый близкий родственник эму - казуар!
Страус
Эму
Почему так вышло, что все ныне известные отряды бескилевых бросили воздушную стихию и спустились на землю, а 5 из 7 отрядов ещё обзавелись и гигантизмом? Тут на самом деле всё просто. После мел-палеогенового вымирания, когда с Земли исчезла господствующая группа животных, образовался экологический вакуум, который так не любит эволюция. В начале кайнозойской эры она устроила множество экспериментов: крокодилы выползли на сушу, млекопитающие полезли в воду, птицы спустились с небес, кошки начали жить с собаками! На самом деле не только бескилевые пытались освоить сухопутный образ жизни. Когда наши страусы ещё летали, новонёбные гусеобразные птицы уже покорили сушу.
Гасторнис - гигантский гусь эоцена
Как видите, гасторнис имел схожее тело со страусами и эму, но при этом имел киль и был вообще из новонёбных. Но почему вышло так, что новонёбные заняли позицию сухопутных гигантских птиц раньше/одновременно бескилевых, но при этом не дожили до наших дней? Выходит, что древненёбные более успешны в сухопутном образе жизни. Что-то в раннем кайнозое, когда млекопитающие ещё были размерами с крысу, а динозавры только-только вымерли, замкнуло в эволюции бескилевых и позволило им стать самыми успешными сухопутными птицами.
Вообще, там где наземный образ жизни у птиц, там и гигантизм в большинстве случаев. Гасторнис, почти все бескилевые, дронты. Некоторые попугаю, тинаму и киви сохранили свои крошечные размеры, так как ниша крупных нелетающих животных уже была занята. У попугая какапо (кстати, у него недоразвит киль) и киви был в конкурентах моа. У тинаму конкурент всё ещё жив - это нанду.
Попугай какапуо. Очередной нелетающий новозеландский эндемик, но уже из подкласса новонёбных
Результат конвергентной эволюции на лицо. Эму, нанду, страус, моа и эпиорнис очень похожи друг на друга, но и одновременно так далеки родственно. Даже ближайшие родственники у бескилевых разошлись с полсотни миллионов лет назад. Так моа отделился от тинаму 58 миллионов лет назад! При этом сам моа лишился крыльев полностью и стал одной из самых крупных птиц в истории Земли. Тинаму сегодня использует крылья для коротеньких полётов и обогрева потомства, а сама птица осталась всё таких же крошечных размеров.
Но долой шутки, давайте посмотрим, чем в самом деле отличился меловой период.
Лавразия и Гондвана продолжали распадаться на части. Флора пополнилась новыми растениями, что вызвало бурное видообразование у насекомых, а следовательно и у насекомоядных. Беспозвоночная фауна морей всё так же продолжала эволюционировать. Морские рептилии обновили свои ряды. Чешуйчатые, динозавры и млекопитающие наплодили множество новых групп. В воздухе правило в один момент времени аж три разных группы позвоночных. Климат постоянно менялся. Поехали!
Начнём, как всегда, с тектоники. В начале мелового периода Гондвана окончательно рассыпалась на куски. Южная Америка начала отделяться от Африки, а Антарктида с Австралией поплыли на южный полюс. Где-то между этими двумя кусками потерялся Индостан. Обидевшись на своих родителей, он решил попытать счастья в Азии. Точно так же, к концу мела Индостан потерял Мадагаскар. Южная Америка начинает своё слияние с Северной. А Австралии не понравилась идея Антарктиды жить на самом полюсе и они раскалываются. Лавразия в этот момент начинает собирать из множества островов современные Северную Америку, Азию и Европу.
С подобными движениями океаны начали преобразовываться и принимать современные очертания. Атлантический начал увеличение в площади. Океанические течения на протяжения всего мела будут меняться и влиять на климат. Кому-то это понравится и появятся новые господствующие животные, на ком-то это не отразится, а кто-то не сможет приспособиться к изменениям и вымрет.
Начало мелового периода
Конец мелового периода
Раскол Гандваны на куски резко отрицательно сказался на климате суперконтинента. Юго-восток начал процесс опустынивания, пересыхали крупные водоёмы, появлялись огромные пустыни на территории Африки, Южной Америки и Антарктиды. В целом климат мелового периода на порядок теплее сегодняшнего, но конец самого длинного мезозойского периода становился всё холодней и холодней. Приближался ледниковый период. Тропические леса ограничивались экваториальными регионами. В умеренных широтах начинались сезонные перепады температур. Антарктида делала первые шаги к оледенению. Резкий спад температуры наблюдался и в нижнем мелу в аптском ярусе (~115 млн лет назад). Такая выходка мелового климата погубила часть позвоночной фауны, но постепенно температура восстановилась.
В целом климат мела был тёплым и влажным
В мелу случилось самые важные изменения во флоре. И коэволюция (когда две группы организмов влияют на эволюцию друг друга) насекомых и растений не заставила себя долго ждать. Цепочка получилась такая:
В мелу появляются новые насекомые - пчёлы. Они помогают эволюции растений, что приводит к появлению покрытосеменных (цветковых). Появление цветковых способствуют развитию насекомых, а следовательно и пополнения рядов новыми видами. Увеличение численности насекомых приводит к господству цветковых в кампанском ярусе (~75 млн лет назад).
В целом в мелу больше правили голосеменные и хвойные растения. А также всё ещё держался класс папоротниковых. В частности отряд Gleicheniales.
Юрская флора продержала господствующую позицию почти до самого конца мелового периода
Gleicheniales - отряд папоротников, живший в меловом периоде
Беспозвоночная фауна морей продолжала путь заложенный в юре. Всё так же продолжали развиваться аммониты, белемниты, двустворчатые моллюски, морские ежи. Наверное, отдельного внимания стоят рудисты, появившиеся в юре и развившиеся в мелу. Они занимали важную экологическую нишу, но до наших дней не дожили.
Окаменелый представитель группы рудистов
Мезозойское морское дно было богато на жизнь
Важным изменением в морской фауне было обновления класса рептилий. Ихтиозавры не смогли приспособиться к резкой смене климата в середине мелового периода. Проворные плезиозавры вытеснили и без того страдавших ихтиозавров. Но эволюция не терпит пустых ниш. Рыбоящеров заменили ящерицоящиры! Знаменитые мозазавры, потомки юрских ящериц, ушли в океан в меловом периоде и вымахали до гигантских 17 метров! Происхождение мозазавров спорно. Кто-то считает его близким родственником змей, а кто-то дальним. Так или иначе, зародился он от крохотных ящерок. Сам же водный монстр обладал морфологией и змей, и ящериц. Мозазавр - крайне агрессивный хищник. Почти на всех найденных костях остались следы укусов сородичей, что говорит о жёсткой внутривидовой конкуренции и горячем, вспыльчивом характере.
Змеевидная ящерица мозазавр
Претендент на место предка самых агрессивных рептилий Земли
На суше всё благоухало. Появились новые растения, следовательно - новые насекомые, а следовательно появляются и новые насекомоядные. Кроме появления множества современных групп чешуйчатых (в том числе самого молодого отряда - змей), появляются новые летуны. Ведь корма у них в избытке. Фауна воздуха начала стремительную эволюцию со всевозможными экспериментальными видами. Меловые воздушные асы представлены тремя группами: птерозавры (у них появляется новый и самый успешный подотряд птеродактилей), подкласс ящерохвостых птиц (археоптерикс и конфуциусорнис), и позднемеловой подкласс настоящих птиц. Хоть оба подкласса пернатых можно было объединить просто в класс птиц, я хотел акцентировать внимание на существование такого подкласса, как ящероптицы. Это не предки настоящих птиц, а параллельная тупиковая ветвь. Наличие длинного и тяжёлого хвоста, зубов и когтей - неудачная задумка для летающих животных.
Ящерохвостые птицы охотятся на настоящих птиц
Кетцалькоатль - крупнейший представитель птеродактилей и воздушной фауны в целом. Размеры исполина можно сравнить с современным жирафом
Динозавры решили не отставать от собратьев. У сухопутных ящеров появляется множество новых семейств: тираннозавриды, дромеозавриды, троодонтиды, цератопсиды и т.д. Юрские рекорды побиваются не только в воздухе, но и на суше. Так появляются крупнейшие в истории Земли сухопутные хищники: тарбозавр, спинозавр, гиганотозавр, кархародонтозавр и конечно же знаменитый тираннозавр рекс. Зауроподы ставят рекорды самых крупных сухопутных животных в истории. Титанозавры достигали колоссальных 100 тонн веса!
Крупнейшие тероподы жили в меловом периоде
Крупнейшие зауроподы родом из мела
И пара слов о млекопитающих. Плацентарные млекопитающие под конец мелового периода начинают образовывать современные отряды. Но лишь массовое вымирание, освободившее большинство сухопутных ниш, позволит млекопитающим взять господство на планете. Несмотря на благоприятные условия в мелу, рептилии были не готовы быстро изменятся под новый мир. А трапы и метеориты поставили точку в их господстве. Хотя до сегодняшнего дня дошли чешуйчатые, крокодилы и потомки динозавров - птицы.
Стероподон - меловой утконос из отряда однопроходных
Всем привет. Сегодня авторская неделя! А значит время авторского поста. К сожалению, он не тот, на который я рассчитывал. При удаление аккаунта посты остаются, но их сложнее найти. Поэтому и выходит этот пост, где все мои авторские работы рассортированные по тематикам: Прямые линии, видео с расшифровками от SciTeam, авторская палеонтология и авторская биология. Спасибо всем и удачи оставаться на этом сайте.
Прямые трансляции для Пикабу.
Здесь собраны прямые линии (помните такие?) со специалистами, где пикабушники задавали свои вопросы приглашённым спикерам! Очень круто, первое, что рекомендую к просмотру.
Видео от команды SciTeam с текстовой расшифровкой.
Тут собраны ролики, которые делал я и/или команда SciTeam, частью которой я был. Тогда аккаунт был не Дикий баклажан или Мартин Донт, а так и назывался @SciTeam. К каждому ролику (вроде бы) прилагается текстовая расшифровка. Здесь и Дробышевский, и Пушной, и Панчин, и Сурдин и ещё много чего интересного.
Тут результат моего персонального творчества. Первый мой просветительский пост, прасти хасподь, было вот это.... Парк юрского периода vs Реальность. 7 лет назад я тупо пересказал КИНОГРЕХИ!!! Парка юрского периода.) Отклик был хороший и мне стало интересно этим заниматься. Так я и влился... в струю, кхе. Как итог, 700 постов, 50+% моё, участие в крутых проектах, личное общение со всякими крутыми спецами. Только до FAQ по истории Земли, самой ценной моей работы, я на щитпостил типа умных постов будь здоров.) Но качество со временем выросло!
А это побочный продукт. Изучать палеонтологию невозможно, не изучая биологию. Вот так вышли эти посты.) Были ещё, но это тот же щитпостинг, что и ранняя палеонтология.
Пора покидать этот сайт, так уж случилось. 7 лет авторства (да, такого себе, но всё же), 700 постов, фотоконкурс, пятничное моё, прямые линии... С вами был @MartinDont, то есть @SciTeam, а нет @WildEggplant. Мою творчество продолжится на других площадках: основная и для длиннопостов. А тут всё.
Я очень часто вижу вопрос, чем отличается летающие динозавры (микрораптор, чанъюйраптор) от птиц. Я сначала кратко отвечал. И вот сейчас я всё-таки решил сделать пост, что именно понадобилось изменить в себе динозаврам, что бы взлететь. Немножко не то, но сойдёт.
Пройдёмся по строению птиц и их важным эволюционным шагам, приведших к полёту. В качество сравнительных животных возьмём родственную им группу, дейнонихозавров, которые были близки к полёту, а некоторые даже умели планировать.
Что бы понять, где искать отличия, нужно понять разницу образа жизни бегающих динозавров и летающих птиц... погодите... Вот и ответ! Так что самое важно для полёта? Конечно же крылья! И тут сразу же можно найти несколько существенных отличий между дейнонихозаврами и птицами. Самое важно - крепление лопатки. Ни один динозавр не мог поднять передние лапы над спиной. Просто потому что так крепилась лопатка. А если даже продвинутые в плане полёта микрораптор и чанъюйраптор не могли заводить за спину свои недокрылья, значит они были не способны к маховому полёту. Для птиц же это не проблема. Второе главное отличие - пальцы передних конечностей. У дейнонихозавров отчётливо прослеживаются фаланги пальцев по формуле 2-3-4 (первый палец - 2 фаланги, второй - 3, третий - 4). У птиц же чаще встречается формула 1-2-1. Пальцы птиц утратили свою хватательную функцию, а сама конечность сильно изменилась, что увеличило площадь крыла. Нет нужды хватать пальцами, значит нет нужды и в когтях. Ещё один важный момент, это то, что перья птиц растут не только на предплечьях, но и на фалангах! И тут мы переходим ко второму важному моменту.
Взмах крыльями современных птиц - то, на что не были способны динозавры и первоптицы.
Перо - идеальный внешний покров, когда нужно объединить водонепроницаемость, теплоизоляцию и взлётную подъёмную силу. Но динозавры же тоже были оперены! В чём отличие перьев птиц и анхиорниса, к примеру? А в сложности. Ведь у птиц не просто более сложная структура пера, но и сам перьевой покров намного прогрессивней, чем у дейнонихозавров. Самым важным элементом является асимметричное маховое опахало. Им уже оснастили себя некоторые планирующие динозавры, как тот же микрораптор Гуи, но это ещё было далеко от современных птиц по сложности. К тому же, как я сказал выше, важным шагом к полёту стало отращивание перьев на пальцах.
А - первостепенное маховое опахало, Б - второстепенное маховое опохало, В - рулевое веерообразное опахало, Г - пух.
Хвост.
Дейнонихозавры - это шустрое и бегающее надсемейство динозавров. Хвост является важным инструментом для поддержания равновесия и повышения манёвренности во время быстрого бега. Поэтому хвост динозавров - это длинный и толстый отросток, который невероятно эффективен во время бега и прыжка, но мешающий своим весом во время полёта. К тому же, хвост динозавра был малоподвижен из-за окостеневших хрящей. Это важное и интересное решение для облегчение хвоста. Ведь что бы поддерживать такую массу навесу и управлять ей, нужна огромная груда мышц. Закостеневшие хрящи упростили эту задачу, что позволило сократить мышечную массу, но ценной подвижности хвоста. Птицы срастили хвостовые позвонки в единую кость, пигостиль. Но одной костью особо не порулишь. Пришлось птицам и новые перья придумать, для руления в полёте. Так и появился лёгкий веерообразный хвост, состоящий из маленькой косточки, небольшого количества мышц и широкого и длинного оперения.
Микрораптор Гуи обладал длинным и узким хвостом с большим количеством хвостовых позвонков.
Лишённые "рук" птицы остались без важного хватательного инструмента. Нет теперь ни пальцев, ни когтей. Роль и "руки", и орудия убийства и расчленения пришлось взять на себя пасти. Только вот зубастая пасть с тяжёлыми челюстями и мышцами не подходила. Поэтому птицам пришлось уменьшить её и вырастить на ней роговое покрытие. Остались зубы, которые вечно во всё впивались. Когда ваш рот выполняет функцию когтя, зубы в нём лишь мешают. Да и веса добавляют. Удаляем-с!
Сама голова птиц тоже крепится по другому из-за положения тела. Дейнонихозавры наклонены горизонтально земле и шея вытянута вперёд. Поэтому голова крепится к позвоночнику через отверстие сзади черепа. У птиц же отверстие для крепления черепа находится внизу.
Череп дейнониха крепится к позвоночнику сзади.
Череп птицы крепится к позвоночнику снизу.
Сращивание костей.
Птицы срастили не только хвостовые позвонки, но и крестцовые, образовав сложный крестец. Крестец состоит больше чем из десятка позвонков поясничного, крестцового и части хвостового отделов позвоночника. Это делает тазовую область более прочной. Сложный крестец обеспечивает неподвижность туловища в полёте, что очень важно. Также птицы срастили некоторые тазовые кости, но при этом он (таз) не имеет "дна", что бы яйца могли свободно проходить.
Сложный крестец птиц.
Киль.
Киль является крайне важным шагом к полёту. Он уже существовал у птерозавров, но его не было у бегающих дейнонихозавров из-за ненадобности. К килю крепятся мощные грудные мышцы, важные при полёте. Так что все животные, кому так важны грудные мышцы, имеют киль: летающие птицы, очаровательные рукокрылы, древние птерозавры, и некоторые землерои. И при этом у нелетающих птиц киля нет.
Иронично, но изначальная функция пера была какой угодно, но не для полёта. Вспомните любое другое летающее позвоночное. Все они летают (-ли) на перепончатом крыле: рукокрылые, некоторые грызуны, рептилии. Иронично ещё и то, что пернатые птерозавры тоже летали на перепонке! Так что полёт с помощью перьев уникален для птиц. Как и само возникновение полёта у пернатых. Практически все летающие позвоночные, кроме, собственно, птиц, начали свой путь в небо с деревьев. Такая эволюция полёта называется с дерева вниз. Древесные предки рукокрылых или птерозавров прыгали с ветки на ветку для более успешной охоты или спасения от хищников. В следствие такого образа жизни было выгодно отращивать перепонку и накачивать передние лапы. У птерозавров удлинится мизинец, на который и натянется перепонка для крыла. У рукокрылых же удлинятся все пальцы, кроме первого, а перепонка расположится между ними. У летяг перепонка образуется между задним и передними конечностями, у ящериц — между рёбер, у древних рептилий — вообще на ногах. Перепонка — тред на все времена. А птицы? Птицы уникальны. Их полёт произошёл с земли вверх. Перо предназначалось для чего угодно, кроме полёта. Во-первых, это красиво! Ну и терморегуляция лишней не бывает. А маленьким хищным динозаврам, жившим в нижнем ярусе леса более 150 млн лет назад, очень нужно было далеко прыгать и быстро бегать. Длинные перья на передних конечностях, называемые сегодня маховыми, и длинные перья на хвосте, называемые сегодня рулевыми, вероятнее всего появились именно так: для быстрого бега и высоких прыжков. Через несколько миллионов лет эти перья уже будут служить для полёта. Стоит упомянуть, хотя я уже упомянул, само перо для птиц не уникально. Перьями обладали различные группы нептичьих динозавров: цератопсиды, различные тероподы, гетеродонтозавры, большие, маленькие. А ещё оперёнными были птерозавры. Но перо для полёта начали использовать именно птицы.
Для примера
Анхиорнис (лат. Anchiornis) считается одним из ближайших родственников птиц среди нептичьих динозавров. Это маленький и юркий динозавр. Передние конечности были ещё слишком короткими и тяжёлыми, чтобы использовать их для полёта. А вот ножки нашего героя будут интереснее. Насколько мы знаем, у анхиорниса оперёнными были и задние конечности. Но зачем? Для быстрого наземного животного, неспособного к полёту, перья на ногах лишь мешают. Тем более сами ноги выглядят так, будто предназначены для быстрого бега. Что за противоречия такие? Тут та же история, что часто бывает у птиц. Это красиво! То есть, вероятнее всего роскошные перья на ногах имели скорее демонстративную функцию, чем аэродинамическую.
После этой статьи вы поймете, что поразительное всегда можно найти рядом. Домовой воробей — птичка, на которую даже внимания никто не обращает. Она плетется в самом конце пищевой цепи. Её существование — вечная игра на выживание. Но за невзрачной скромностью скрывается гениальное животное, покорившее весь мир.
Описывать воробья мы не будем. Выйдете на улицу, подышите свежим воздухом, поглядите на птичек сами! Но вот лайфхак: как отличить воробушка-девочку от воробушка-мальчика. Различить их можно даже издалека: у самцов на шее и грудке виднеется черный «галстук». У молодых птиц и самок оперение скромное и однотонное — бежево-коричневое. Поздравляем, теперь вы знаете, каким фактом скрасить неловкую паузу во время первого свидания в парке.
А вот на физических характеристиках мы остановимся поподробнее. Потому как воробушки — доходяги в мире пернатых. Про размеры и так все понятно — вес птички как у кусочка колбасы — 30 граммов. Но и дыхалка у воробушка никакущая! Птиц может летать без перерыва максимум 15-20 минут. Каждый длительный перелет для попрыгунчиков — как жесткая кардио-тренировка: пульс у пернатых подскакивает от 500 ударов в минуту в спокойном состоянии до 1000 в полёте!
Маленькая слабая птичка абсолютно беззащитна перед хищниками. На воробьев охотятся все: от стандартных кошек и ястребов до белок и синиц, которых вообще за мясоедов никто не считает! Те, кто не едят воробьев — конкурирует с ними за еду. Наглый толстый голубь с легкостью прогонит целую стайку попрыгунчиков от найденных ими крошек.
Как вы поняли, родиться воробьем — это выбрать максимальную сложность в игре на выживание. Но всё становится ещё страшнее, если посмотреть на статистику. Ежегодная смертность взрослых особей составляет 45-65%. Из 20 лет, отведенных природой, в среднем несчастные птички живут не больше 6! А если ты желторотый юнец, шанс найти вторую половинку и устроить собственное семейное гнездышко минимальны — до размножения доживает лишь 20-25% вылупившихся птенцов.
Но знаете, в чем парадокс? Будучи в самом низу пищевой пирамиды, воробей умудрился завоевать большую часть планеты и стал третьей птицей по численности на земле. Воробьи живут и гнездятся в 152 странах. Чтобы вы понимали масштабы: в мире всего 195 стран. Размер популяции немыслим: по примерным подсчетам она составляет от 800 млн до 1.3 млрд особей. По численности домовые воробушки уступают только домашней курице — 24 млрд; и красноклювым ткачикам — 1.5 млрд.
Особых мест для гнездовий им тоже не требуется: подойдет любая дырка: в дупле, стене, крыше или даже земле. Так воробушек стал верным спутником человечества. Да, в городе шумно и грязно. Нет зелени и заливных лугов, в которых нуждаются многие пернатые. Зато хищников здесь почти нет, а еды и укрытий — масса!
Во-вторых — коллективный разум. Если каждая отдельная птичка — деталь, то стая — отлаженный механизм из сотни особей. Стоит одному подать сигнал тревоги, как на крыло поднимаются все. Стоит одному найти крошку хлеба, тут же слетается стая. Коллектив воробьев работает так четко и гармонично, что его принципами заинтересовались информатики и математики. На основе массового интеллекта крохотных птичек разрабатываются алгоритмы оптимизации действий в приложениях.
В-третьих — ум. Мы привыкли превозносить интеллект врановых и попугаев, но если присмотреться к обычным воробьям — они поразят своей смекалкой ничуть не меньше. Именно так поступил журналист Боб Броки из Новой Зеландии. Он заметил, как воробьи воруют пакетики с сахаром. Птица самостоятельно догадалась, что маленькие мешочки — не просто мусор, а еда. Боб предложил читателям присылать интересные наблюдения за воробьями на почту. И спустя год выпустил заметку о гениальности этих пичуг.
Например, воробьи умеют открывать автоматические стеклянные двери супермаркетов. Сенсор не срабатывает, если крошечная птичка подойдет к двери. Чтобы попасть в здание, приходилось ждать, пока человек выйдет или зайдет. Но находчивые пернатые додумались, как обхитрить шайтан-машину. Чтобы сенсор их заметил, они подлетают к нему вплотную. Если не сработало — теребят его. Так воробьи попадают в торговые центры, магазины и другие помещения когда угодно!
Ещё одна уловка, которой научились воробьи — взаимодействие с машинами. Птицы догадались, что автомобили на пути сбивают рой насекомых. Мало того, они научились отличать, какие машины местные, а какие — приехали издалека. К последним у воробушков особый интерес: на трассе букашек куда больше, чем в городе. Воробьи научились собирать насекомых даже с проезжающего транспорта! Как? Всё просто. Ждут нужного сигнала светофора. Когда горит красный, птички подлетают к радиатору и выклевывают всё с пылу с жару. Когда загорается зеленый — быстро улетают.
Смекалку воробушки применяют не только в поисках пропитания, но и в обустройстве гнезда. Они стали одними из первых птиц, в гнездах которых ученые обнаружили сигаретные бычки. Зачем птицы захламляют собственную квартиру? Как ни парадоксально — для чистоты! Дым и смолы — идеальные инсектициды. Так воробьи избавляются от паразитов-пухоедов, которые докучают и птенцам, и взрослым.
Кстати, о семье. Вот четвертая причина мирового господства воробьев. Птицы эти моногамные. Все невзгоды и трудности самка и самец переживают вместе. Дружная семья за год способна воспитать от 2 до 7 поколений птенцов! В каждом из которых — 4-6 яиц. Родители вместе строят гнездо, вместе насиживают кладку, вместе кормят птенцов. Усилия окупаются с лихвой — уже спустя месяц малыши встанут на крыло.
Большинство окаменелостей морских рептилий, находимых в Южной Австралии, принадлежат детёнышам. Крошечные скелеты и частично минерализованные кости указывают на то, что остатки принадлежали малышам.
Одно из объяснений — 120 миллионов лет назад юго-западный район моря Эроманга (внутреннее море на территории Австралии, существовавшее в раннем мелу) был сезонными «яслями» для плезиозавров и ихтиозавров. Такими же «яслями» является Большой Австралийский залив для современных китов.
В меловую эпоху плезиозавры и ихтиозавры могли совершать летние миграции в богатые пищей воды юго-западной части моря Эроманга, чтобы дать жизнь потомству. Возможно, там молодь находила защиту от крупных хищников и резкой смены погоды. Зимой взрослые особи и их выжившие потомки могли мигрировать на север, поскольку вода в южных водах моря Эроманга становилась слишком холодной.
Синим цветом обозначено море Эроманга, которое в меловую эпоху находилось на территории австралийского материка.
Исследователи из Тель-Авивского университета обнаружили, что некоторые виды оперенных динозавров сначала умели летать, но потом утратили эту способность. Такую эволюцию прошли и некоторые птицы, например, страусы.
Anchiornis huxleyi. Реконструкция
Динозавры Anchiornis huxleyi относятся к группе Pennaraptora. Это — линия оперенных динозавров, которая, как считается, развила перья именно для полета около 175 миллионов лет назад. Это предки современных птиц, единственная линия динозавров, пережившая массовое вымирание.
Команда ученых под руководством доктора Йосефа Кията из Тель-Авивского университета изучила девять ископаемых остатков динозавров из Восточного Китая, принадлежавших к виду Anchiornis. Это небольшие динозавры размером с голубя.
Окаменелости Anchiornis возрастом 160 миллионов лет сохранили не только структуру перьев, но и их окраску — белую с черными концами. Именно рисунок перьев позволил сделать неожиданное открытие. До сих пор ученые были уверены, что Anchiornis — летающие динозавры, но оказалось, что это не так. Работа опубликована в журнале Communication Biology.
Окраска перья и полет динозавров
Доктор Кият, орнитолог, специализирующийся на изучении перьев, применил к древним находкам методы анализа современных птиц. Перья растут две-три недели, затем отмирают и со временем заменяются новыми в процессе линьки. У летающих птиц линька происходит упорядоченно, симметрично на обоих крыльях и постепенно, что позволяет сохранять способность к полету. У нелетающих птиц, таких как страусы и пингвины, процесс линьки неупорядочен.
Благодаря сохранившейся окраске ученые смогли различить новые перья, которые еще не завершили рост — их черные пятна еще не сформировались. Анализ показал, что линька у этих динозавров была неупорядоченной, что указывает на отсутствие способности к полету.
«Линька перьев кажется небольшой технической деталью, но при изучении окаменелостей она может изменить все наши представления о происхождении полета», — отмечает доктор Кият.
Открытие показывает, что эволюция полета у динозавров и птиц была гораздо сложнее, чем считалось ранее. Некоторые виды могли развить базовые летные способности, а затем утратить их при изменении условий среды. Вид Anchiornis теперь пополнил список оперенных, но нелетающих динозавров.
Всем дня доброго. С вами Лига Палеонтологов и мы возвращаемся к теме эволюции птиц. А именно, к самой популярной, тероподовой, теории. Рассмотрим, как прогрессивные рептилии в морде динозавров дали жизнь новому классу, господствующему в воздухе уже более 65 миллионов лет.
Немного об истории теорий эволюции птиц.
Тероподовая теория была впервые озвучена Томасом Хаксли аж в XIX веке, но почти тут же была вытеснена текодонтной. Текодонтная теория говорит о параллельном развитие динозавров и птиц с самого триаса. Вплоть до семидесятых годов прошлого столетия именно она считалась основной. Но при тщательном анализе скелетов археоптерикса в семидесятых возродилась тероподовая и появилась архозавроморфная теория (как более прогрессивная текодонтная, которая также исключала птиц из динозавров.) Чем всё это отличается друг от друга? Какие сильные и слабые стороны у этих теорий? Это я и попробую донести до своих подписчиков в следующих постах.
Археоптерикс
И начнём мы с тероподовой теории. Как я сказал выше в семидесятых годах XX века были подробно рассмотрены скелеты "древнего крыла" - археоптерикса. Первоптица жила на границе юры и мела. Подробное сравнение археоптерикса Джоном Осторном с дейнонихами натолкнули его на мысль, что предки птиц намного моложе, чем считалось ранее. Юрские тероподы подходили на роль предков по морфологии больше, чем триасовые псевдозухии или архозавроморфы.
Псевдозухий триасового периода
Дейноних мелового периода
Джон Остром не только воскресил тероподовую теорию, но и впервые подробно описал дейнониха. Он нашёл множество сходств у археоптерикса и дейнониха: строение лап, хвоста, таза, шеи. При этом археоптерикс обладал большим набором птичьих черт: густое оперение, асимметричное маховое опахало, полые кости, строение внутреннего уха.
Тероподовая теория рассказывает нам, как птицы, быстро бегая, научились летать. Их предки - небольшие тероподы из ранней юры, которые и дали начало как птицам, так и дейнонихозаврам. Точное положение в кладистике предка птиц пока определить невозможно, но большинство палеонтологов склоняются к группе целурозавров. Самая многочисленная группа тероподов, жившая с середины юры до самого позднего мела (если включить птиц, то целурозавры живы до сих пор).
Целурозавр возрастом 160 млн лет.
Небольшие целурозавры должны были спасаться от хищников. Быстрый бег идеально подходил для бипедальных животных с длинным хвостом. Шаг за шагом примитивные динозавры наращивали себе перья на передних конечностях для прижимной силы во время бега, а кто-то полез на дерево. Так или иначе, передние лапы развивались, а оперение наращивалось. Естественный отбор выкашивал мелких динозавров с короткими маховыми перьями. Когда динозавры нарастили опахало достаточной площади, они стали пытаться им махать, чтобы подпрыгнуть повыше. Древесные тероподы учились планирующему полёту. Так через каких-то 30 млн лет появились уже полноценные птицы с веерообразным хвостом и самым настоящим пигостилем.
Иберомезорнис - базальный представитель энанциорнисовых птиц, схожих с современными веероохвостными внешне, но сильно отличающихся от них строением крыла
Здесь и кроется главная проблема тероподовой теории. Эволюция от бегающего теропода до прекрасно летающей птицы прошла слишком быстро. В тех же семидесятых архозавроморфная теория также набирала популярность и отодвигала тероподовую на задний план. Стоит отметить, что оперённость динозавров подтвердилась лишь в девяностых, поэтому тероподовая теория никак не могла развиться. Но с течением времени всё менялось. Ни архозавроморфная, ни текодонтная теории не находили подтверждений. Палеонтологи никак не могли найти предка птиц в столь древних отложениях, в то время как тероподовая подтверждалась с каждой новой находкой оперённых динозавров. Маховые бугорки на предплечьях динозавров, асимметричное опахало у дейнонихозавров намекали на общего предка. Так же, более подробное изучение археоптерикса склоняло учёных к предположению о взлёте птиц именно с земли, а не с деревьев. Изначально археоптерикс считался планирующим животным, но подробное изучение палеоэкологии заставило их передумать. Ведь древняя недоптица жила не в густых лесах, а на субтропическом архипелаге с кустарниками не выше трёх метров. С такой растительностью особо планировать не получится. Скелет археоптерикса также был пересмотрен. Сейчас наш герой - уже бегающий динозавр способный на короткие полёты в прыжке с земли.
Строение скелета археоптерикса (самый большой) в сравнение с некоторыми представителями меловых птиц
Дальнейшие открытия оперённых целурозавров укрепляло тероподовую теорию и предположение о взлёте птиц с земли, а не с деревьев. Лишь микрораптор, открытый в 1999 году, внёс новую смуту в ряды палеонтологов. Ведь данный четырёхкрылый представитель планирующих рептилий был предсказан ещё в 1915 году. Но об этом подробнее в следующих посте!
В истории животного мира можно найти множество примеров, когда мелкие существа неожиданно вырастали до внушительных размеров. Среди этих примеров есть и лягушки.
Не будем углубляться в зоологические эксцессы, такие как пермские диссорофиды, поскольку это произошло очень давно, когда даже метровые стрекозы беспрепятственно парили в воздухе. К тому же связь между этими древними амфибиями и современными лягушками до сих пор вызывает споры. Давайте обратим внимание на более недавние времена.
Представьте себе ясный и солнечный день позднего мела. Вы прогуливаетесь по Мадагаскару, который, как и сейчас, являлся полноценным островом. Вдруг из ближайших зарослей раздается пронзительный крик.
Поддаваясь естественному (хотя и несколько неестественному) любопытству, Вы отправляетесь на поиски источника звука и, наконец, перед Вами открывается удивительное зрелище.
Огромная лягушка, размером с футбольный мяч, доедает небольшого динозавра. Это зрелище не для слабонервных. Но, что примечательно, это не вымысел, а более чем обоснованный факт.
Мы имеем честь познакомиться с удивительным существом, вероятно, самой крупной лягушкой в истории Земли — вельзебуфо, точнее, Beelzebufo ampinga.
Остатки этой амфибии были найдены еще в 1993 году. В течение 14 лет они тихо хранились в музейном фонде, и лишь в 2008 году появилась статья, в которой древняя мадагаскарская лягушка получила научное описание и впечатляющее имя. Как видно, родовое название включает в себя два корня: «Вельзевул» (надеюсь, его значение объяснять нет необходимости) и «bufo» — жаба, которое, к слову, произошло от имени известного научного оппонента Линнея — Бюффона. Такое название животное получило не только за свои устрашающие размеры, но и за предполагаемый дьявольский аппетит: ведь демонический Вельзевул ассоциировался с чревоугодием.
Видовое название происходит от малагасийского слова «ампинга», что в переводе означает “щит”. Вельзебуфо обладал армированным черепом, напоминающим таковой у некоторых современных амфибий. Эта броня защищала голову демонической лягушки от возможного сопротивления со стороны ее жертвы. Но давайте разберемся подробнее.
Важно заметить, что с размерами вельзебуфо исследователи несколько преувеличили: сохранились лишь небольшие фрагменты, такие как куски черепа, отдельные позвонки и часть крестца с задней лапой. Исходя из этого, команда исследователей первоначально оценила размеры диавольской жабы в 42 сантиметра. Однако позже они решили провести более тщательное исследование, сравнив остатки с современными рогатками и лягушками-водоносовыми, которые обладают множеством общих черт — в частности, у них также наблюдается огромная голова относительно небольшого тела. В итоге «самая большая лягушка в истории» сократилась до 23 сантиметров от носа до заднепроходного отверстия. Однако это всё равно впечатляющий размер, учитывая суровые условия, в которых обитал вельзебуфо.
Исходя из пропорций тела, можно предположить, что вельзебуфо не отличалась ни умом, ни сообразительностью, ни скоростью. Вероятнее всего, эта лягушка предпочитала тактику засадной охоты, как это делают современные рогатки и водоносы. Её жертвами могли становиться как мелкие представители фауны, так и менее удачливые сородичи.
Рот у этой амфибии был непропорционально большим, что позволяло ей охотиться на животных, размеры которых превышали размеры самой лягушки. Интересным фактом является то, что у вымершего вельзебуфо есть живые родственники. Так считает бразильский палеонтолог Лукас Барселос и его команда. В своей работе 2020 года он отнес вельзебуфо к семейству Ceratophryidae, в которое входят современные рогатки и щитоспинки. Наблюдая за поведением последних, можно сделать выводы о методах охоты их гигантских предков. Лягушка-рогатка, к примеру, поджидает жертву, зарывшись в землю до глаз, затем атакует её липким языком и заталкивает в пасть. Иногда в такую пасть попадают даже мелкие млекопитающие — зрелище, которое вызывает ужас. С большой долей вероятности можно предположить, что вельзебуфо охотилась по аналогичной схеме.
В 2017 году команда учёных, возглавляемая Марком Джонсом из Университета Аделаиды, решила провести эксперимент, чтобы измерить силу укуса современной лягушки-рогатки, а затем экстраполировать эти данные на вельзебуфо. Для этого к рту лягушки подносили две покрытые кожей пластины, чтобы спровоцировать нападение. В результате эксперимента было установлено, что лягушка-рогатка способна сжимать челюсти с силой в 30 Ньютонов.
Сравнив размеры и строение челюстей, учёные вычислили, что вельзебуфо могла сжимать челюсти с силой от 500 до 2200 Ньютонов. Это сопоставимо с силой укуса современных хищников, таких как волк, тигр и крокодил. Учитывая такую силу, вельзебуфо была способна раздробить кости запястья, а иногда даже и предплечья у взрослого человека. Более того, верхняя челюсть вельзебуфо была, как и у современной рогатки, вооружена острыми, как бритва, зубами, что делало это существо настоящим живым и смертоносным капканом.
Ремейк моего исторически первого поста на Капибаре. Первого после "Тест - Тест" и прочих несодержательных. К сожалению, многие из нас потеряли свои первые посты в багах альфа-теста, однако жертвы должны были быть принесены.
Таксономия - увлекательная наука, изучающая родственные связи между различными живыми существами. Именно благодаря ей мы можем с полным основанием утверждать, что птицы являются динозаврами, несмотря на продолжающиеся дискуссии в некоторых онлайн-сообществах. Давайте же разберемся, почему птицы - это действительно динозавры, и как мы сами, по сути, являемся всего лишь глорифицированными двоякодышащими рыбами.
Термин "таксономия" обычно используется в качестве сокращения для линнеевской систематики, названной в честь великого шведского естествоиспытателя Карла Линнея и его эпохального труда "Systema Naturae", вышедшего в 1735 году. Основная идея Линнея заключалась в разделении всего многообразия природы на небольшие группы. Примечательно, что изначально он включал в свою систему даже минералы, но современные биологи постепенно отошли от этой практики, сосредоточившись на живых организмах. Тем не менее, многие элементы линнеевской таксономии, такие как бинарная номенклатура с родовыми и видовыми названиями (например, Velociraptor mongolensis, где Velociraptor - род, а mongolensis - видовой эпитет), используются и по сей день, создавая основу для работы современных систематиков.
Velociraptor mongolensis
Начнем с самого масштабного уровня - доменов, которые можно считать своего рода "супер-царствами". Бактерии и археи представляют собой отдельные домены одноклеточных организмов, в то время как все остальные знакомые нам живые существа, включая животных, растения и грибы, относятся к домену эукариот. Эти крупнейшие группы выделяются на основании фундаментальных различий в строении клеток. К примеру, отличительной чертой эукариот является наличие митохондрий - клеточных органелл, которые, согласно теории симбиогенеза, произошли от некогда независимых бактерий, поселившихся внутри других клеток в далеком прошлом.
Спускаясь на следующий уровень иерархии, мы приходим к царствам - скажем, царству животных, которое объединяет всех представителей животного мира, но исключает растения и грибы. При этом важно понимать, что, несмотря на все их разнообразие, животные остаются эукариотами и принадлежат к родительскому домену Eukaryota.
Продолжая двигаться вглубь систематики, мы можем обратить внимание на тип хордовых (Chordata) - группу, включающую в себя не только привычных нам позвоночных животных, но и их ближайших родственников, таких как оболочники и ланцетники. Хотя внешне эти существа могут показаться весьма далекими от позвоночных, их объединяет наличие четырех ключевых признаков, по крайней мере, на определенных стадиях жизненного цикла. Во-первых, это жаберные щели - отверстия в глотке, хорошо заметные у рыб и некоторых примитивных позвоночных вроде миног. Во-вторых, хорда - упругий стержень, обеспечивающий опору для тела и расположенный над кишечной трубкой. В-третьих, полая нервная трубка, представляющая собой зачаток центральной нервной системы. И наконец, в-четвертых - постанальный хвост, то есть хвостовой отдел тела, расположенный позади анального отверстия. Именно поэтому, кстати, рыбы испражняются не самым кончиком хвоста, в отличие от многих насекомых и других беспозвоночных.
Важно отметить, что хордовые не обязательно сохраняют все эти признаки во взрослом состоянии. Так, у оболочников они проявляются только на личиночной стадии, после чего во многом утрачиваются, когда взрослые особи переходят к сидячему образу жизни и питанию путем фильтрации. Даже у высших позвоночных, таких как четвероногие (наземные позвоночные), хвост может редуцироваться в ходе эволюции. Мы, люди, и лягушки - хорошие тому примеры. Однако у эмбрионов и зародышей этих животных по-прежнему закладываются все ключевые хордовые структуры, указывая на их эволюционное происхождение.
Дальнейшее подразделение хордовых приводит нас к классам - скажем, к рептилиям, которых объединяет присутствие рогового покрова, сбрасываемого при линьке. У змей и ящериц этот процесс может быть довольно заметным, когда сразу отторгаются крупные фрагменты или даже целиком вся "рубашка" из ороговевшей кожи. А вот крокодилы и черепахи теряют роговые чешуи более равномерно и постепенно, по одной. Другой общей чертой рептилий является выделение в качестве конечного продукта азотистого обмена мочевой кислоты, а не мочевины. Связано это с необходимостью экономить воду в наземных условиях - не зря белые составляющие помета рептилий и птиц представляют собой как раз кристаллы мочевой кислоты.
И вот тут мы подходим к главной теме нашего разговора - птицам. Да-да, птицы определенно относятся к рептилиям, поскольку полностью соответствуют ключевым признакам данного класса. Их перья, состоящие из того же белка бета-кератина, что и чешуи рептилий, регулярно сменяются в процессе линьки. Продуктом азотистого обмена у птиц также служит мочевая кислота. Единственное существенное эволюционное новшество птиц по сравнению с другими рептилиями - это некоторые особенности строения черепа, но они носят скорее количественный, нежели качественный характер.
Итак, птицы - это рептилии. Но какие именно рептилии? Конечно же, динозавры! В пользу этого говорит множество признаков: от перфорированного вертлужного отверстия в тазовом поясе (уникальная особенность, свойственная как птицам, так и динозаврам) до таких деталей скелета, как вилочка (сросшиеся ключицы) и полые кости. При построении филогенетических схем родства между организмами ученые как раз и опираются на такие общие признаки, указывающие на происхождение от единого предка.
Возьмем, к примеру, ящериц. Для них характерен целый ряд уникальных особенностей: сбрасывание кожи крупными фрагментами или цельной "рубашкой", черепицеобразное наползание роговых чешуй (в отличие от обычного расположения у крокодилов), наличие небольшого отверстия в плечевой кости. Каждый из этих признаков по отдельности может встречаться и у других групп рептилий или даже у более далеких родственников. Но их уникальное сочетание однозначно указывает на то, что все ящерицы унаследовали данные черты от общего предкового вида и потому состоят в близком родстве.
Змий-танкист
Аналогичным образом на основании набора признаков можно выстраивать филогенетические деревья для самых неожиданных групп объектов. В качестве забавного примера давайте рассмотрим различные виды лепешек! Для 25 разновидностей этой выпечки, от мексиканских тортилий до индийских чапати, был составлен список ключевых параметров, учитывающий особенности ингредиентов, способа приготовления и конечных свойств продукта. Загрузив эти данные в специальную компьютерную программу для филогенетического анализа, можно получить наглядные эволюционные древа, отражающие родственные связи между лепешками. Конечно, в отличие от живых организмов, лепешки не эволюционируют и не наследуют свои признаки, но данный мысленный эксперимент прекрасно иллюстрирует саму суть работы современных систематиков.
Важно понимать, что реальные филогенетические деревья, построенные для живых существ, всегда содержат некоторую долю неопределенности. Любое из них представляет собой не конечную истину в последней инстанции, а научную гипотезу, основанную на анализе доступных признаков. Добавление новых данных или изменение акцентов при выборе ключевых особенностей организмов способно привести к перестройке дерева. Более того, зачастую ученым приходится работать не с самими организмами, а лишь с их окаменелыми фрагментами, что вносит дополнительные сложности в анализ. К счастью, постепенно развиваются методы тонкого статистического анализа, позволяющие находить наиболее обоснованные и устойчивые варианты филогенетических гипотез.
Отдельного упоминания заслуживает проблема биологической концепции вида. На первый взгляд может показаться, что палеонтологам в этом отношении живется намного проще, чем специалистам по современной флоре и фауне. В самом деле, если между двумя ископаемыми популяциями пролегают миллионы лет, то решение об их видовой самостоятельности напрашивается само собой. Однако в случае с рецентными организмами граница между видами зачастую оказывается весьма размытой, особенно когда мы имеем дело с близкородственными формами, способными давать плодовитое гибридное потомство. Великолепный пример таких генетически близких, но фенотипически контрастных групп - это славки, небольшие певчие птицы. Выраженные вариации окраски оперения в пределах данного комплекса видов определяются буквально несколькими генами. И хотя внешне эти птицы выглядят по-разному, они свободно скрещиваются между собой, производя потомков с промежуточными признаками. Так кого же из них считать самостоятельными видами? Однозначного ответа современная биология дать не может.
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Таким образом, организмы не делятся на виды раз и навсегда данным от природы способом. Это люди проводят между ними границы, руководствуясь теми или иными соображениями. Поэтому любая классификация живого носит во многом условный характер и меняется со временем по мере развития науки. Яркий пример - судьба таксона Troodon, знаменитого динозавра, воспетого в популярных книгах и мультфильмах. Увы, на поверку оказалось, что род этот изначально описан исключительно по зубам, которые сами по себе мало что говорят о своих обладателях. И теперь палеонтологи предпочитают использовать название Stenonychosaurus для ящеротазовых динозавров данной группы, поскольку этот таксон, в отличие от проблематичного Troodon, основан на диагностичном костном материале.
Реконструкция общего вида скелета Stenonychosaurus
Или вот еще один любопытный пример - знаменитый ужасный волк (Canis dirus), истребленный людьми в конце последнего ледникового периода. Традиционно этого гигантского хищника принято считать близким родственником серого волка из-за сходства в строении черепа и зубов.
Однако недавний генетический анализ показал, что ужасные волки представляют собой глубоко обособленную линию псовых, довольно рано отделившуюся от общего ствола данного семейства. Получается, перед нами яркий случай конвергентной эволюции, при которой неродственные организмы независимо приобретают сходные приспособительные черты.
Подобные открытия наглядно демонстрируют, сколь непростым и захватывающим делом является реконструкция филогенетических связей между организмами. Это постоянный вызов для ума, требующий кропотливой работы и готовности пересматривать, казалось бы, незыблемые представления. Но именно так и развивается наука - через поиск истины, через проверку смелых гипотез и их постепенное уточнение.
И давайте никогда не забывать: какими бы разными ни казались нам живые существа, населяющие Землю, все мы произошли от единого корня и потому связаны незримыми, но неразрывными узами родства. Царственные секвойи и причудливые орхидеи, грозные львы и трудолюбивые муравьи, стремительные стрижи и мудрые дельфины - все мы одна большая семья, плоды многовекового эволюционного древа, корни которого уходят в глубины древнейших океанов. И осознание этого всеобщего родства способно, как мне кажется, сделать наш мир немного добрее и человечнее.
Почти 100 миллионов лет назад акула или скат, зараженные древним ленточным червем, оказались на берегу территории, известной сейчас как Мьянма. Когда динозавр поедал рыбу, он разорвал паразита на части и швырнул его в сторону ближайшего хвойного дерева, где червь прилип к смоле.
Это лучшее предположение научной группы из Китая, Мьянмы, Германии и Великобритании во главе с исследователями Китайской академии наук, которые ломали голову над «причудливым ископаемым», заключённым в меловом янтаре, найденном на севере Мьянмы. По словам Ван Бо, профессора Нанкинского института геологии и палеонтологии, находка является «первым ископаемым телом ленточного червя».
Паразитические черви заражают всех основных позвоночных животных в мире, но в летописи окаменелостей не были представлены до недавнего времени, отчасти в результате проживания в кишечнике другого животного, отчасти из-за отсутствия у них костей или экзоскелета.
До недавнего времени самая ранняя широко признанная окаменелость ленточного червя представляла собой яйца, найденные в окаменелых фекалиях акул и датированные 260 миллионами лет назад. Никаких убедительных окаменелостей тела древнего ленточного червя обнаружено не было.
В бираманском янтаре, который датирован меловым периодом, около 99 миллионов лет назад, исследователи обнаружили тело червя с многочисленными полыми крючками, напоминающими те, что встречаются у современных ленточных червей, которые паразитируют в кишечнике морских позвоночных.
Основываясь на характеристиках окаменелости, команда определила, что это не растительный или грибной материал и не фрагмент членистоногого.
«Наше исследование, вероятно, предоставляет не только первую частичную окаменелость тела ленточного червя, но и, возможно, наиболее убедительную окаменелость тела плоского червя», — говорят исследователи.
Согласно статье, янтарь также содержит песок, насекомое и части папоротника, что позволило сделать вывод, что он сохранился в прибрежной среде. Они написали, что животное-хозяин могло оказаться на мели из-за шторма или прилива. Когда хозяин оказался на суше, его мог съесть динозавр или другой хищник. Пока тело ленточного червя находилось вне тела хозяина, его фрагменты могли попасть в дерево и застрять в его смоле.
«Мы должны отметить, что этот сценарий всё ещё является спекулятивным, и истина может быть далеко за пределами нашего воображения», — говрят исследователи. Но каким бы маловероятным ни был сценарий, «янтарь обладает потенциалом запечатлевать неожиданные детали жизни далёкого прошлого».
Не всё требует пруфов, иногда достаточно простого объяснения. Если вас смущают такие источники как Вики или новостной портал, не спешите с выводами. Они указаны как упрощённый текст, а внутри их уже есть необходимые источники.
Вопрос 1. Сколько лет планете Земля?
Ответ: более 4 500 000 000 лет. Радиоизотопное датирование достаточно точное и в 2002 году был установлен возраст в 4 567 200 000 +/- 600 000 лет.
Ответ: определить появление теплокровности (гомойотермии) практически невозможно, так как сердечно-сосудистая система не сохраняется в окаменелостях. Очень примерная дата - 200 млн лет назад.
Ответ: всё зависит от понятия "человек". Если речь идёт о роде Homo, то около 2,5 млн лет назад, если же вы говорите о виде Homo sapiens, то менее 200 000 лет назад.
Вопрос 7. Динозавры были большими, потому что уровень кислорода был больше?
Ответ: нет, но высокое содержание кислорода действительно благоприятно сказывается на жизни, и действительно в конце правления динозавров на Земле, уровень кислорода был немногим выше сегодняшнего. Прямой связи размеров у животных, дышащими лёгкими, от уровня кислорода в атмосфере нет. Более того, у животных с лёгочным дыханием кислород на 100% не усваивается.
Вопрос 8. А разве во времена динозавров не было гигантских насекомых, которые увеличиваются в размере от уровня кислорода в атмосфере?
Ответ: нет. Гигантские насекомые жили на планете задолго до динозавров. Собственно, между нами и динозаврами временная пропасть меньше, чем между динозаврами и той же гигантской стрекозой меганеврой. Стрекоза жила около 300 млн лет назад.
Вопрос 9. Сила притяжения могла повлиять на размер динозавров?
Ответ: могла, если бы она менялась. На сегодняшний день все гипотезы об изменение силы притяжения разгромлены. Ни гипотеза расширения Земли, ни скорость вращения Земли в таких масштабах не менялись.
Ответ: и да, и нет. Импактная и/или мультиимпактная теория вымирания динозавров имеет право на существование, но только как часть большой и сложной комплексной теории. Динозавры начали вымирать за много миллионов лет до знаменитого чиксулубсокго метеорита.
Ответ: опять же, и да, и нет. Большая часть тероподов действительно была оперена. На сегодняшний день из известных тысячи видов динозавров прямое подтверждение оперения имеет лишь сотня.
Ответ: птицы. Около 160-170 млн лет от динозавров ответвились птицы. Крокодилы, которых там любят вписывать динозаврам в родственники, разделились с ужасными ящерами 240 млн лет. Тогда ещё даже млекопитающих не было.
Вопрос 13. А как же ящерицы? Они ведь тоже рептилии.
Ответ: систематика рептилий далека от реального положения дел и путает людей. Клада лепидозавроморфов была уже полностью сформирована, когда динозавров ещё не существовало.
Ответ: не совсем. Нефть действительно имеет органическое происхождение. Как минимум биогенная теория сейчас популярна и имеет под собой кучу доказательств. Только вот нефть появилась в результате смерти планктона и водорослей, а не крупных позвоночных.
Ответ: скорей всего никогда. Мы не можем это сделать и нам не зачем его воскрешать, ведь мы можем "модифицировать" слона и появится мамослон. И его появление вот-вот должно случиться.
Пруф отвергается пикабу, н0 достаточно спросить у гугла про мамослонов.
_______
Вопрос 17. Зачем тратится столько денег и ресурсов на создание животного, подобное мамонту? От этого есть польза?
Ответ: да. Люди хотят создать плейстоценовый парк, что позволит восстановить сибирскую флору и фауну.
Ответ: да. Как и любой другой сверххищник. Можете ознакомиться, что случилось с мегафауной Южной Америки, когда на континент пришли более продвинутые хищники с Северной Америки.
Ответ: да. На самом деле деление намного интереснее. Ледниковая эра началась 30 млн лет назад, в ней было несколько ледниковых периодов. Сейчас идет Плейстоценовый ледниковый период который начался 600 000 лет назад. Периоды делятся на ледниковые эпохи и межледниковья. Последняя эпоха была 15 000-10 000 лет назад, и сейчас мы живем в межледниковье ледникового периода криоэры.
Ответ: да. Раннепротерозойская — 2,5—2 млрд лет назад. Позднепротерозойская — 900—630 млн лет назад. Палеозойская — 460—230 млн лет назад.
Пруф в пункте 19.
_______
Вопрос 22. А почему все говорят, что сейчас глобальное потепление?
Ответ: глобальное потепление не противоречит ледниковому периоду. Сейчас действительно температура планеты повышается, так как мы живём в межледниковье. Если вам показалось это лето было холодным, это не значит, что глобального потепление не происходит. Оно очень медленно протекает, по 0,1° за века и пока что мы никак не можем на это повлиять.
Ответ: и да, и нет. Прямое антропогенное влияние на глобальное потепление спорно. Но вместе с приходом индустриальной эпохи, планета начала прогреваться быстрее. Совпадение это или нет, пока неизвестно, но влияние человека на среднегодовую температуру сильно преувеличено в СМИ.
Поясняем для тех, кто вдруг внезапно ещё не знал: один из главных результатов «говнокода» эволюции — это возвратный гортанный нерв. Он идет от мозга к гортани, между которыми расстояние напрямую всего ~30см. Но в чём «говнокод»? А вот какой путь проделывает этот нерв: спускается от мозга в грудную клетку, заворачивается вокруг аорты и артериальной связки, и только затем возвращается обратно к гортани. Этот маршрут у жирафов занимает 4 метра! Как так вышло? Всё дело в нашем рыбьем прошлом. У рыб гомологичная система является единой частью жаберного аппарата и всё находится рядышком. А у нас жабры развились в гортань, аорта сместилась в грудь и вот эти все эволюционные штуки-дрюки. Однако новый оптимальный путь для гортанного нерва эволюция не предусмотрела, ведь она неразумна. Вот и случился косяк, при котором аорта утащила гортанный нерв за собой в грудь. Надеюсь, я справился с кратким и понятным объяснением!
Всем привет! С вами MartinDont и сегодня мы разберём вторую теорию происхождения птиц. На этот раз, птицы будут не потомками динозавров, как в тероподовой теории, а предками.
На протяжении полутора сотен лет учёные спорят об эволюции птиц. Если быть точнее, об их происхождении. Я разделю всю эту кучу гипотез, теорий, мыслей и предположений на две группы (хотя так все и делают). Первую – «с земли вверх» я озвучил в посте про тероподовую теорию.Она гласит, что птицы появились в юрском периоде и являются прямыми потомками динозавров. Вторую – «с деревьев вниз» я озвучу сейчас. По ней птицы произошли от примитивных триасовых рептилий, а внешнее сходство с динозаврами – следствие конвергентной эволюции или прямое происхождение некоторых динозавров (микрораптора вам в пример) от птиц.
Открытие четырёхкрылого микрораптора было предсказано за 84 года до первой находки
В начале двадцатого столетия выдающийся британский учёный Роберт Брум высказал своё мнение о невозможности происхождения птиц от динозавров по ряду причин. И в качестве кандидата на первопредка пернатых выдвинул псевдозухиев. Тем самым, птицы исключаются из надотряда динозавров и становятся близкими родственниками крокодилов. В 1916 году Брум выпустил свою книгу, где подробно объяснил, почему предков птиц стоит искать именно среди триасовых текодонтов, а не динозавров. В 1926 году книга была переведена с оригинального датского на английский, и текодонтная теория стала самой популярной и научно обоснованной на протяжение всего двадцатого столетия.
Эупакерия, открытая Робертом Брумом. По строению скелета именно подобных животных и строится текодонтная теория
По мнению Брума, основная проблема тероподовой теории кроется в крепление передних конечностей и грудных мышц. Ведь у тероподов нет вилочки, которая есть у птиц и предков динозавров. Кратко говоря, по теории происхождения птиц от динозавров пернатые сначала лишились столь важной кости, а потом вновь её отрастили. Британский учёный и его последователи говорили о невозможности подобных эволюционных манёвров. А ведь вилочковая кость является очень важной для полёт – она амортизирует резкие движения при взмахах крыльев.
Вилочковая кость у птиц
Но как я и говорил в прошлом посте, текодонтная теория из года в год выглядела всё менее реалистичной. Палеонтологи никак не могли найти ничего птицеподобного в триасовых отложениях. Теория теряла последователей, уступая дорогу предкам птиц уже в лице тероподов. Новый и серьёзный толчок к популярности предположения о происхождение птиц от примитивных триасовых рептилий получило в 1984 году. И сразу же скажу своё личное мнение. Палеонтологи раздули из мухи слона, на спину которого можно поставить всю солнечную систему... настолько большого слона с такими никчёмными доказательствами. Но я отвлёкся. Дамы и господа, встречайте протоависа!
Протоавис был открыт в 1984 году. Ну как открыт... Нашли первоптицу в триасовых отложениях в массовом захоронение. По мнению Шанкра Чаттерджи, он нашёл череп и кости конечностей двух особей одного рода, молодой и старой. И эти кости были настолько непропорциональны между собой, что, скорее всего, протоавис - химера, и собран из костей разных животных. Многие палеонтологи поставили под вопрос не только принадлежность протоависа к птицам, а вовсе его реальное существование. Российский учёный Евгений Курочкин, наоборот, защищает первоптицу, а критику в сторону протоависа объясняет психологическим барьером и не способностью принять теорию происхождения птиц от текодонтов или архазавроморфов.
Таким должен быть протоавис
Следующую поддержку теория происхождения птиц ещё в триасе (на этот раз архозавроморфная, очень близкая текодонтной) получила, когда открыли микрораптора в 1999 году. Его открытие было предсказано в 1915 году палеонтологом Бибом, который подробно рассказал, что предки птиц сначала научились лазать по деревьям, после планировать и только потом освоили маховый полёт, и что одна из ступенек данной эволюционной лестницы будет представлена четырёхкрылым планирующим полётом. Микрораптор превратился из дромеозавра в птицу, похожую на дромеозавра.
В принципе, текодонтная и арховроморфная теории схожи почти во всём, разница лишь в предке. Сейчас сторонники тероподовой теории подвергают критике данные высказывания Биба и группу гипотез «с дерева вниз» (текодонтная и архозавромофная теории). Ведь планирующий полёт самодостаточен и развивать его в машущий нет смысла. С данными мыслями поспорят наши рукокрылые.
Четырёхкрылый динозавр
Последним камнем именно в текодонтную теорию стала найденная вилочка у некоторых тероподов. Знаменитого тираннозавра Бакки в 1998 году нашли в Южной Дакоте. Скелет гиганта имел вилочку. Да-да, гигантские T.Rex'ы весом в 7-8 тонн с крохотными передними лапками имел кость, которая нужна для мощных взмахов огромными крыльями. Что у нас получается? Что предки птиц и в самом деле сначала лишились вилочковой кости, а потом вновь развили её, или это мелкое хулиганство от конвергентной эволюции чтобы запутать нас?
Вероятная эволюция вилочковой кости
Картина получается такой. Птицы произошли от неопределённой группы рептилий около 230 млн лет назад и разделились с динозаврами. Пернатые поползли на деревья, имея хорошо развитые передние конечности текодонтов или кого другого, вилочковую кость и стройное длинное тело. Динозавры же бегали по земле со слаборазвитыми передними лапами и разделёнными ключицами. Птицы начали осваивать планирующий полёт по средствам развития оперения и облегчения костей. Юрские синички и воробушки уже полностью освоили машущий полёт, оставив несколько тупиковых ветвей, которые в последствие с планирующего полёта и вовсе перешли на наземный образ жизни. Представителями подобной деградации и стали микрораптор и другие мелкие дейнонихозавры. Кто-то из большой группы мелких бегающих сорванцов и в самом деле потомки триасовых динозавров, а кто-то просто на них похож, а сам является спустившийся с небес птицей, как косатка похожа на акулу. К сожалению, подтверждений всех гипотез «с дерева вниз» очень мало. Ни протоавис, ни тем более микрораптор не являются весомыми аргументами. А большая часть защиты текодонтной/архозавроморфной теории строится на критике тероподовой теории.
Комментарии