Din ce grup de animale provin păsările antice? Originea și evoluția păsărilor

În 1861, în sudul Bavariei au fost descoperite rămășițele lui Archaeopteryx, o creatură cu pene de mărimea unui cioar, care a trăit în urmă cu aproximativ 145 de milioane de ani. După cum credeau mulți oameni de știință, el a fost strămoșul păsărilor moderne. Dar de mai bine de un secol în paleontologie a existat un decalaj între el și păsările reale, care nu a fost umplut de alte descoperiri. Abia în ultimii 20 - 25 de ani, odată cu descoperirea multor păsări noi ale erei mezozoice, a devenit clar: acum 140 - 110 milioane de ani lumea lor era bogată și diversă. Adevărat, diferiți oameni de știință interpretează aceste descoperiri în mod diferit. Care dintre ipotezele propuse de ei este mai aproape de adevăr și, prin urmare, de înțelegerea căilor și tiparelor evoluției?

În mintea publicului larg, paleontologii sunt specialiști care găsesc și studiază mamuți și dinozauri. Într-adevăr, scheletele lor uriașe din muzee atrag atenția și uimesc imaginația. Dar exemplarele bine conservate sunt rare. Mult mai des este posibil să se descopere oase individuale, dinți și cranii în straturile pământului, acestea sunt folosite pentru a descrie aspectul animalelor dispărute și a studia relațiile lor de familie; Uriașii fosile, practic, ne arată doar rezultatele finale, foarte specializate, ale evoluției. Originile majorității grupurilor de vertebrate sunt printre creaturi mici și discrete, fără multă diversitate anatomică. Mai mult, în această stare s-au înlocuit reciproc timp de multe milioane de ani, apoi fie s-au stins, fie au găsit o altă nișă liberă a vieții, unde a început radiația lor largă, după cum spun experții, și anume. Au apărut multe specii noi, adaptate condițiilor de mediu în schimbare.

ARHEOPTERICEX

Istoria păsărilor și zborul lor a rămas mult timp un mister. Deși știința a ridicat aceste întrebări chiar înainte de apariția lucrării lui Charles Darwin despre originea speciilor. La mijlocul secolului al XIX-lea. Aproape simultan cu publicarea acestei lucrări celebre, a fost descoperit Archaeopteryx, care a fost perceput de oamenii de știință naturală ca un triumf al teoriei evoluționiste. Se părea că aceasta era legătura de tranziție lipsă dintre reptile și păsări. Până acum, în manuale, de la școală la universitate, puteți citi că păsările sunt creaturi zburătoare, acoperite cu pene, cu un strămoș legitim - Archaeopteryx - o formă de tranziție de la reptile.

Imediat după descoperirea primului exemplar (până în prezent, 10 dintre ele sunt deja cunoscute), unii oameni de știință și-au exprimat îndoielile că Archaeopteryx este strămoșul altor păsări. Dacă îi luăm în considerare pe toți cei care au aripi, pene și sunt capabili să zboare, el este apt să fie stră-străbunicul unei vrăbii. Dacă te aprofundezi în anatomie, nu se dovedește a fi o vrabie: funcțional este ca o pasăre, dar structural este o reptilă pură. În afară de pană, nu are nimic în comun cu păsările reale: craniul este structurat diferit, vertebrele nu sunt la fel, membrele anterioare, deși au devenit aripi, dar detaliile structurii scheletului lor sunt diferite, aceleași. se aplica la picioare.

Opiniile cercetătorilor sunt împărțite. Unii au argumentat: păsările descindeau din reptile antice, asemănătoare șopârlelor; alții credeau că Archaeopteryx și toate celelalte păsări după el își urmăresc strămoșii până la dinozaurii prădători (teropode).

În 1926, o carte solidă a danezului Gerhard Heilman, „Originea păsărilor”, a fost publicată pe engleză. Concluziile autorului sunt clare: păsările s-au „născut” din reptilele codonte și nu din dinozauri prădători. Potrivit oamenilor de știință, teropozii înșiși, dinozaurii prădători, provin și din codoți.

Archaeopteryx are într-adevăr multe în comun cu acesta din urmă. Relația lor strânsă a fost analizată în detaliu și confirmată în anii 1970 de către paleontologul american John Ostrom. Dar el a considerat Archaeopteryx cea mai bătrână pasăre. Această ipoteză este încă respectată atât de susținătorii originii păsărilor din teropode, cât și de oponenții acestora, care cred că Archaeopteryx descinde din reptilele prădătoare mai vechi decât teropodele - archosauromorfi. Dacă este așa, atunci atât pentru una cât și pentru cealaltă ipoteză trebuie să acceptăm că evoluția se desfășoară secvenţial, în linie dreaptă, de la simplu la complex. Dar în natură acest lucru nu se întâmplă. Toată experiența cercetărilor paleontologice și genetice moleculare moderne din ultimele decenii arată: evoluția decurge pe un front larg, prin încercare, prin realizări și erori, în mănunchiuri de linii paralele de dezvoltare. Și date noi despre dezvoltare istorică păsările ilustrează bine tocmai această natură a legilor evoluției. Acesta este motivul pentru care discuția despre pene și oase devine cheie pentru înțelegerea principalelor probleme ale teoriei ei.

Fan al faptelor noi

Timp de aproape 150 de ani, ipotezele despre originile și relațiile păsărilor s-au bazat aproape exclusiv pe studiul lui Archaeopteryx. Istoria păsărilor cenozoice (care include toți reprezentanții lor moderni) din ultimii 65 de milioane de ani a fost, de asemenea, bine studiată. Din epoca mezozoică, de la creaturile de interes pentru noi, au existat doar descoperiri rare izolate care nu s-au adăugat la imaginea de ansamblu. Și deodată a avut loc o descoperire.

Enantiornithes au fost descriși pentru prima dată din Argentina în 1981. Curând au început să se găsească pe toate continentele în depozitele din perioada Cretacică, adică. în intervalul de la 145 la 65 de milioane de ani în urmă. În exterior asemănătoare cu păsările reale - complet cu pene, cu aripi bine dezvoltate, aparent cu aceleași labe și cozi, dar în ceea ce privește detaliile structurii scheletului - complet diferite: au multe în comun cu Archaeopteryx. Prin urmare, ele pot fi clasificate ca un grup de așa-numitele cozi de șopârlă, spre deosebire de cozile evantai, care includ toate păsările moderne.

Apoi au descoperit păsări complet neobișnuite numite Confuciusornithidae. Scheletul lor are multe caracteristici structurale primitive și originale, dar în unele privințe sunt similare cu păsările moderne. În special, ciocul lor era acoperit cu o teacă cornoasă și nu avea dinți, iar pe creasta humerusului era o gaură mare cu scop necunoscut.

Se credea că adevăratele fantails au apărut și au trăit aproape exclusiv în Cenozoic. Dar pe neașteptate au început să fie descoperite în sedimente de la începutul perioadei Cretacice, ultima din epoca mezoică, care a durat aproximativ 80 de milioane de ani, adică. mai lungă decât întregul Cenozoic. Prima astfel de pasăre de încredere, numită Ambiortus dementjevi, a fost găsită la începutul anilor 1980 în Mongolia. Apoi părea atât de neobișnuit, încât unii paleontologi nu credeau în realitatea existenței sale.

Și, în cele din urmă, o varietate de dinozauri teropode cu pene au fost găsite în China. Mai mult, unii aveau un aspect de acoperire pufos, alții aveau pene lungi situate doar la capetele aripilor și ale cozii, iar altele erau complet acoperite cu pene mici. Și brusc oamenii de știință „au întâlnit” un mic dinozaur de mărimea unui fazan, care avea aripi reale cu pene corespunzătoare și, în plus, picioarele erau echipate cu aceleași pene! Flyer cu patru aripi! Mai târziu s-a dovedit că penajul diferit este caracteristic dinozaurilor din cinci familii diferite de teropode (Oviraptoridae, Avimimidae, Dromeosauridae, Therizino-sauridae, Troodontidae), întâlniți pe toate continentele, cu excepția Antarcticii. Mai mult decât atât, chiar și tiranozaurii de încoronare (Tyrannosauridae) care au încoronat numeroși dinozauri prădători au fost cel mai probabil acoperiți cu pene. Ce înseamnă acest lucru? Aici pozițiile specialiștilor sunt din nou împărțite categoric. Unii susțin că unii dintre acești dinozauri nu sunt în esență dinozauri, de fapt, sunt păsări care și-au pierdut capacitatea de a zbura, în timp ce la alți dinozauri, structurile de colagen ale pielii modificate în stare fosilă sunt confundate cu învelișul pufos. Alți oameni de știință cred că aceste descoperiri dovedesc originea păsărilor reale (împreună cu Archaeopteryx) de la dinozauri teropode.

EVOLUȚIA ESTE CEA MAI RĂȘITĂ FANTASIE

Dar este posibilă și o evaluare diferită a tuturor faptelor noi. Archaeopteryx cu enantiornithes, având număr mare semne comune dinozaurilor teropode, cel mai probabil descendenți de la aceștia, încununând una dintre încercările reptilelor de a stăpâni mediul aerian. Din păcate, nu a avut succes. Archaeopteryx a dispărut în perioada jurasică, iar enantiornithes au pierdut în competiția cu păsările reale și s-au stins fără urmă împreună cu dinozaurii la sfârșitul perioadei Cretacice.

Se pare că adevărate păsări cu coadă evantai au existat simultan cu aceste păsări dinozauri timp de milioane de ani? Și au apărut din niște arhosauromorfi originali (o subclasă de reptile caracteristică începutului mezozoicului) cu mult înainte ca dinozaurii să-și ia zborul? Acest lucru s-ar fi putut întâmpla la sfârșitul perioadei triasice (acum aproximativ 220 de milioane de ani).

Era mezozoică a început cu aproximativ 250 de milioane de ani în urmă și a durat aproximativ 185 de milioane de ani; este împărțit în trei perioade: Triasic (începând cu 250 milioane de ani în urmă, durata aproximativ 35 milioane de ani), Jurasic (începând cu 213 milioane de ani în urmă, durata aproximativ 70 milioane de ani) și Cretacic (începând cu 144 milioane de ani în urmă, durata aproximativ 80 milioane de ani) .

Caudipteryx (Caudipteryx zoui Ji et al., 1998) din Cretacicul Inițial al Chinei este un dinozaur teropod, dar unii oameni de știință îl consideră o pasăre fără zbor. Caudipteryxurile se caracterizează prin pene mici pe coadă și capetele membrelor anterioare (indicate de săgeți roșii). Multe caudipteryx rețin acumulări de gastroliți în cavitatea abdominală (săgeată roșie); cu mărire sunt afișate în dreapta sus.

Jeholornis (sus) și Confuciusornis (dedesubt) au gheare (indicate de săgeți albastre) pe degetele aripilor, care sunt curbate spre exterior, ceea ce nu este o coincidență: cel mai probabil erau destinate să se agațe de ramuri. (Fotografie din cartea paleontologului chinez L. Hou.).

Sacred Confuciusornis (Confuciusornis sanctus Houetal., 1995) este una dintre primele descoperiri senzaționale ale păsărilor din Cretacicul timpuriu din provincia Liaoning, China. Acum au fost descrise 6 specii.

Longirostravis (Longirostravis hani Hou et al., 2003) din grupul de păsări enantiornis. De mărimea unui graur, cu un cioc subțire alungit, al cărui vârf era înarmat cu dinți mici, ceea ce făcea probabil posibil să scoată prada ascunsă, ținând-o în siguranță.

Există dovezi indirecte în acest sens - descoperiri de urme de păsări mici din Triasic târziu și Jurasic timpuriu în America de Sud, Africa și Europa. Nu cunoaștem schelete de păsări pentru acele milioane de ani. Cu toate acestea, până de curând, prezența lor în depozitele din Cretacicul Inițial nu a fost cunoscută. Au fost găsite doar urme și un număr mare de pene, ceea ce ne-a permis să vorbim mult timp despre evoluția necunoscută a păsărilor cel puțin în perioada cretacică.

Din descoperiri individuale, sunt cunoscute și alte linii de păsări antice, care, după un studiu atent, nu se corelează nici cu Enantiornis, nici Confuciusornis, nici cu adevărate fantails.

Se pare că evoluția a făcut multe încercări de a ridica reptilele și descendenții lor pe cer. Din diverse motive, majoritatea experimentelor au eșuat și s-au încheiat cu dispariție. Numai fantail-urile, în cele din urmă, au dat o izbucnire puternică de radiații adaptive și au stăpânit mediul aerian în toate nivelurile sale. Se dovedește că evoluția nu acționează ca o gospodină economică, ci ca un visător cel mai risipitor.

COMORI ALE PROVINCIA LIAONING

Majoritatea descoperirilor paleontologice senzaționale din ultimii ani sunt asociate cu provincia Liaoning din nord-estul Chinei. Localitățile cretacice din această regiune sunt cunoscute specialiștilor încă din anii 1920. Găsit anterior acolo, în cantitati mari doar pești fosili, insecte și plante. Dar la sfârșitul secolului al XX-lea. păsări descoperite pe neașteptate și dinozauri cu pene. Printre primele se numără adevăratele fantails și enantiornis și Confuciusornis și alte câteva genuri individuale de păsări, pe care oamenii de știință nu le pot atribui încă niciunuia dintre grupurile lor cunoscute. Și aproape toți dinozaurii cu pene menționați sunt descriși pe baza materialelor din Liaoning. Acum au fost găsite în zăcămintele Cretacicului timpuriu și chiar jurasic din alte provincii ale Imperiului Celest. Apropo, pe lângă o varietate de păsări, în această provincie au fost descoperite mamifere necunoscute, șopârle, pterozauri, dinozauri, țestoase, amfibieni, diverși pești, o mulțime de insecte și materiale bogate pe floră, inclusiv plante cu flori antice. În total, peste 30 de specii de păsări, același număr de dinozauri și 6 specii de mamifere au fost deja descrise din Liaoning.

Este remarcabil faptul că multe animale sunt reprezentate acolo nu doar prin schelete, ci și prin amprente ale țesuturilor moi, tegumente externe (piele, solzi, lână, penaj), organele interneși chiar conținutul lor sistemul digestiv. Astfel, în locul stomacurilor lui Caudipteryx, dinozauri cu pene din familia oviraptoridelor și Sapeornis, o pasăre străveche de rudenie neclară, s-au păstrat acumulări de gastroliți (pietricele mici), care au contribuit la măcinarea hranei vegetale. În cavitatea bucală a lui Yanornis, o veche pasăre cu coadă evantai, au fost găsite rămășițe ale unui pește, în Sinosauropteryx, un mic dinozaur carnivor, au fost găsite oase de mamifere, iar la mamiferul Repenomamus au fost găsite rămășițe de dinozaur. Astfel, înmormântările chineze fac posibilă înțelegerea biotei acestei părți a lumii de atunci în toată diversitatea ei, precum și a caracteristicilor ecologice ale reprezentanților săi individuali. Se numește Jehol biota.

Vârsta geologică a zăcămintelor sale, stabilită de izotopi de argon, uraniu și plumb, este determinată a fi acum 110 - 130 de milioane de ani. S-au format în lacurile de apă dulce și albiile râurilor și deltele adiacente. Se știe că astfel de zăcăminte sunt distribuite pe un teritoriu vast în multe părți din China, Mongolia, sudul Siberiei, Coreea și Japonia. De ce numai Liaoningul se distinge prin bogăția sa paleontologică vastă? Cert este că în această regiune din Cretacicul Inițial a existat o activitate vulcanică puternică. Erupțiile periodice cu emisii puternice de cenușă și eliberarea de gaze otrăvitoare au distrus toate ființele vii, iar animale întregi au fost îngropate sub straturi de cenușă în sedimentele lacului. De exemplu, au fost colectate multe sute, chiar mii de exemplare din așa-numitul „Confuciusornis sacru” (Confuciusornis sanctus). Adevărat, se spune că majoritatea au fost vândute în colecții private.

„GAZON” EVOLUȚIONAR

Conform ipotezei noastre, diverse păsări au evoluat în paralel de-a lungul a zeci de milioane de ani, având originea între diferite grupuri de reptile (desigur, simplificăm inevitabil scenariul evolutiv omitând întregul complex de dovezi faptice deja publicate în special). lucrări științifice, dar încercăm să transmitem corect esența procesului ipotetic). Toate cele de mai sus sunt susținute și de date din alte domenii ale paleontologiei, deoarece nu numai păsările, ci și alte clase principale de vertebrate au evoluat conform unui scenariu similar.

În anii 1970, un angajat al institutului nostru, Leonid Tatarinov (academician din 1981), a arătat cel puțin 7 încercări ale reptilelor de a deveni mamifere, dar doar una sau două dintre ele au avut succes. Timp de multe milioane de ani, au existat în paralel mai multe linii evolutive de mamifere, dintre care, după cum a arătat în 2007 un angajat al institutului nostru, doctorul în științe biologice Alexander Agadzhanyan, doar trei au supraviețuit până în prezent: placentare, marsupiale și ovipare. . Conform cercetărilor academicianului Emilia Vorobyova (Institutul de Ecologie și Evoluție A. N. Severtsov al Academiei Ruse de Științe), efectuate în anii 1970 - 1990, creaturi asemănătoare peștilor au încercat în mod repetat să ajungă pe uscat. Cu toate acestea, astfel de „aspirații” nu sunt unice pentru vertebrate. Diverse nevertebrate au încercat să devină artropode (artropode), ceea ce se reflectă în lucrările recente ale doctorului în științe biologice Alexander Ponomarenko (Institutul Paleontologic A. A. Borisyak al Academiei Ruse de Științe). Și chiar și în lumea plantelor, așa cum a arătat în 1989 un alt colaborator al noștri, doctorul în științe geologice și minerale Valentin Krasilov, au existat cel puțin șase experimente de transformare a proangiospermelor în plante cu flori, dintre care majoritatea ne înconjoară astăzi.

Colegul meu Ponomarenko a numit în mod figurat această imagine a evoluției „gazon” evolutiv. Multe „tulpini” separate se dezvoltă pe ea simultan și paralel una cu cealaltă. Și am adăugat că cei mai mulți dintre ei „tund” mecanismele ecologice și evolutive. Și doar unele „tulpini” evolutive, situate de obicei la marginea spațiului în evoluție, se păstrează, se maturizează, produc o „paniculă de semințe” și continuă dezvoltarea ulterioară.

Dar de ce, de exemplu, enantiornithienii au dispărut, în timp ce adevăratele păsări cu coadă evantai au continuat să se dezvolte? Poate pentru că enantiorniții se grăbeau să devină păsări. Cunoaștem scheletele embrionilor lor din depozitele din Cretacicul superior din Mongolia, vechi de aproximativ 70 de milioane de ani. Deci, scheletul lor a fost complet format deja în ou. Și puii lor, evident, s-au născut ca o copie absolută a adulților. Tot ce trebuiau să facă a fost să crească la dimensiunea maximă și au crescut pe parcursul întregii vieți ulterioare. La adevăratele păsări cu coadă evantai, puii, ca în vremea noastră, au eclozat din ouă cu un schelet semicartilaginos. Apoi, foarte repede, pentru majoritatea în 2 - 4 luni, sa osificat complet și a oprit creșterea ulterioară. Astfel, enantiornitele au ieșit din ouă ca păsări deja mature și au urmat ulterior calea păsării, uneori, probabil, neatingând toate posibilitățile pe care le-a oferit zborul.

În perioada postembrionară, păsările adevărate au atins rapid perfecțiunea zburătorilor, menținându-l pe tot parcursul vieții. Poate că acesta a fost motivul principal pentru care enantiorniții au pierdut spațiu aerian în fața fantail-urilor? Am descris recent o descoperire unică a unui creier de pasăre fosilizat din zăcămintele cenomaniene (veche de aproximativ 93 de milioane de ani) din regiunea Volgograd. Un specialist în studiul sistemului nervos central al animalelor, doctorul în științe biologice Serghei Savelyev (Institutul de Morfologie Umană al Academiei Ruse de Științe Medicale) consideră: în acest creier, secțiunile responsabile de mobilitate, inteligență etc. au fost mai puține. dezvoltat decât la păsările moderne. Conform dovezilor indirecte, un astfel de creier ar putea aparține enantiornithes. Ar putea fi acesta un alt motiv pentru pierderea lor competitivă în fața păsărilor reale?

CUM AU ZBURAT?

Anterior se credea că originea penei și zborul ca atare erau indisolubil legate. Acum, odată cu descoperirea diferiților dinozauri teropode cu pene și a diferitelor păsări antice, această ipoteză trebuie abandonată. Rezultă că achiziția husei din pene s-a datorat altor împrejurări.

Poate că la început a avut o funcție de protecție împotriva căldurii sau și-a protejat proprietarii de lumina ultravioletă puternică a soarelui. Nu puteți zbura pe pene exterioare scurte și moi. Atunci de unde au venit penele dure și lungi ale aripilor și ale cozii? Se presupune că alungirea primară și creșterea dimensiunii lor la strămoșii păsărilor și dinozaurilor zburătoare au fost cauzate de formarea structurilor decorative asociate cu afișajele de împerechere.

Dar cum au zburat? Până acum, două ipoteze au concurat în acest sens. Potrivit uneia, cea „arboreală”, desemnată prin direcția „de sus în jos”, primele zboruri au avut loc în stadiul strămoșilor arhosauromorfi arborici ai păsărilor, care s-au cățărat în copaci, apucându-i cu labele anterioare și apoi au început să sară jos, după care au zburat. Potrivit altuia, „terestre”, strâns legat de originea păsărilor din dinozauri, vectorul era diferit - „de jos în sus”: au alergat și au fugit, din ce în ce mai repede, au sărit și în cele din urmă au zburat. În orice caz, aceștia au fost strămoși bipedi - bipedi, așa cum îi numim noi, care se mișcă doar pe picioarele posterioare, cu membrele anterioare libere eliberate de funcția de sprijin. Dar ambele ipoteze au lăsat multe întrebări și inconsecvențe care nu au permis să fie acceptate în forma lor pură. De exemplu, în Archaeopteryx, Enantiornis și Confuciusornis, ghearele de pe picioarele din față (aripi) sunt curbate spre exterior dintr-un anumit motiv. Cum poți prinde portbagajul cu această orientare? Pentru a face acest lucru, trebuie să fie îndoiți spre interior pentru a se agăța de trunchi.

Împreună cu Candidatul de Științe Biologice Igor Bogdanovich (Institutul de Zoologie I.I. Shmalhausen al Academiei Naționale de Științe din Ucraina), am elaborat o nouă ipoteză de compromis pentru originea zborului. Considerăm că structura labelor păsărilor și dinozaurilor teropode este factorul cheie după bipedalitate. Deja la primele păsări adevărate cunoscute din Cretacicul timpuriu, piciorul din spate a fost construit conform tipului anizodactil: cele trei degete din față erau îndreptate înainte, iar primul interior era complet opus și îndreptat înapoi. Apropo, deși nimeni nu a găsit încă scheletele păsărilor din Triasic și Jurasic, amprentele lor din Triasicul târziu al Argentina și din Jurasicul timpuriu al Africii și Europei arată exact această structură a labelor.

Secvența etapelor ipotetice de achiziție a zborului de către păsările reale:
I - arhosauromorf terestru biped;
II - apariția anizodactiliei la strămoșul arhosauromorf al păsărilor adevărate;
III - săritul pe ramurile inferioare ale copacilor și tufișurilor;
IV - aterizare sigură pe bibani în timpul formării finale a anizodactiliei și a reducerii inițiale a cozii lungi;
V și VI - aspectul penelor cu rețele simetrice pe segmentele distale ale membrelor anterioare și ale cozii pentru afișaje de împerechere;
VII - formarea de pene aerodinamice asimetrice pe aripi și reducerea cozii lungi;
VIII - trecerea la zborul real flapping.

Următorul. La cele mai timpurii păsări reale cunoscute de noi din depozitele Cretacicului inferior, coada era deja în formă de evantai - o secțiune scurtă a coloanei vertebrale cu un pigostyle scurt (o serie de ultimele vertebre caudale topite), pe care penele stăteau ca un evantai. Ce le-a dat asta? Cu labele cu acest aranjament de degete, puteau să apuce în siguranță ramurile și să se țină de ele, fără să se echilibreze cu o coadă lungă. Și treptat a dispărut, pentru că... nu a fost nevoie de un echilibru posterior similar, deoarece a servit în Archaeopteryx și dinozauri teropode cu pene. Nu puteau sta ferm pe ramuri. Primul deget al lor nu a ajuns niciodată într-o poziție complet opusă. Prin urmare, trebuiau să rămână pe ramuri, echilibrându-se cu coada lor lungă. Și nu puteau să se cațere în trunchiurile copacilor, strângându-i cu labele-aripile din față, deoarece ghearele de pe degete erau îndoite spre exterior. Atunci la ce au fost folosite ghearele astfel orientate? Credem că pentru a ne ține de ramurile din jur cu un sprijin nesigur picioarele din spate- la urma urmei, degetele lor nu s-au înfășurat complet în jurul crengii. Notă: la cele mai vechi păsări adevărate cu coadă evantai, deși ghearele de pe degetele aripilor erau încă păstrate, acestea erau deja mici și aproape drepte - nu curbate.

Dar astea atunci? păsări timpurii iar dinozaurii teropode, încercând să zboare, s-au cățărat în copaci? Probabil sărind pe ramurile inferioare și mișcându-se tot mai sus. Mai mult, cei dintâi s-au ținut în siguranță de ramuri cu ajutorul labelor lor anizodactile, în timp ce cei din urmă s-au ajutat cu degetele lungi ale aripilor cu ghearele curbate spre exterior.

De ce aveau amândoi nevoie de copaci? În primul rând, să nu înveți să zbori. Zborul a început abia mai târziu, ca o consecință a dezvoltării stratului suprateran al vieții. Se poate presupune că au început să urce acolo în efortul de a dezvolta noi resurse alimentare. Sau scapă de prădătorii terestre în timpul adăposturilor peste noapte. Sau pentru a construi cuiburi acolo, asigurându-și astfel ghearele de ouă și urmași, din nou, de prădători. Sau pentru unul, celălalt și al treilea împreună.

Având o coadă scurtă, ușoară și un schelet ușor, păsările adevărate, care coborau inițial din copaci, fâlfâind rudimentele aripilor cu pene, au decolat în cele din urmă într-un zbor adevărat. Dinozaurii cu pene, deși au primit pene lungi pe aripi, „au crescut” aceleași pene pe picioarele din spate, cel mai probabil nu au dobândit zbor real, deși au devenit „piloți de planor” destul de avansați.

Așa că tot ce rămâne este să așteptăm cel puțin o descoperire a unei păsări adevărate cu picior anizodactil și coadă în formă de evantai în Jurasic, și chiar mai bine, în depozitele din Triasic târziu. Și au fost. Doar că, din multe motive, nu am întâlnit încă unul. La urma urmei, destul de recent nu știam aproape nimic despre stadiul Cretacicului timpuriu din istoria păsărilor. Ei nu pur și simplu nu știau. Unii experți nici măcar nu credeau că există adevărate fantail-uri nici atunci.

Studiul a fost susținut de grantul Fundației Ruse pentru Cercetare de bază 07 - 04 - 00306.

Doctor în științe biologice Evgeniy KUROCHKIN, șeful laboratorului Institutului Paleontologic care poartă numele. A. A. Borisyak RAS

Materialele paleontologice de pe păsări, așa cum sa indicat deja, sunt foarte rare și fragmentare. Prin urmare, vorbirea despre strămoșii păsărilor în rândul reptilelor și despre originea și relațiile grupurilor moderne de păsări trebuie să fie în principal speculativă, bazată pe caracteristicile morfologice ale grupurilor moderne și, în foarte mică măsură, pe date paleontologice fragmentare.

De idei moderne, strămoșii păsărilor au fost archosaurii Archosauria - un grup vast și foarte divers de reptile care a dominat Mezozoicul și a inclus diferiți dinozauri, crocodili și șopârle zburătoare. Strămoșii imediati ai păsărilor, aparent, trebuie căutați printre cele mai vechi și primitive grupe de archosauri - thecodonts sau pseudosuchians Thecodontia (Pseudosuchia), care au dat naștere altor grupuri mai bine organizate de archosauri. Pseudosuchie de aspect arătau ca nişte şopârle. Ei duceau un stil de viață predominant terestru și se pare că au mâncat o varietate de alimente pentru animale mici. Picioarele din spate erau ceva mai lungi decât cele din față, iar când alergau repede animalele se odihneau pe pământ doar cu membrele posterioare. În multe caracteristici morfologice, pseudosuchienele sunt foarte asemănătoare cu păsările (detalii ale structurii craniului, pelvisului, membrelor posterioare). Formele intermediare care ar face posibilă elucidarea etapelor de dezvoltare a penajului și dezvoltarea capacității de a zbura nu au fost încă găsite. Se crede că trecerea la imagine lemnoasă viața și adaptarea la sărituri din ramură în ramură a fost însoțită de creșterea și complicarea structurii solzilor cornos de pe părțile laterale ale corpului și ale cozii, de-a lungul marginii posterioare a membrelor anterioare și posterioare, ceea ce a oferit posibilitatea de planificare și alungire. salturi (stadiul ipotetic al pre-pasării, după Heilmann, 1926, Fig. 13).

Specializarea și selecția ulterioară au dus la dezvoltarea penelor aripilor, care au oferit posibilitatea mai întâi de planare și apoi de zbor activ. Penajul care acoperă întregul corp de păsări s-a dezvoltat probabil nu atât ca o adaptare la zbor (asigurând raționalizarea corpului), cât ca o adaptare la izolarea termică; există sugestii că s-ar fi putut forma chiar înainte de dezvoltarea capacității de a zbura. Unii pseudosuchieni aveau solzi cornos alungiți, cu o creastă longitudinală clară, din care se prelungeau mici coaste transversale. Astfel de solzi, aparent, pot fi considerate ca o structură din care ar putea apărea o penă de pasăre prin dezmembrare.

Separarea păsărilor de reptile se pare că a avut loc deja la sfârșitul Triasicului - începutul Jurasicului (acum 170 - 190 de milioane de ani). Cu toate acestea, nu au fost găsite resturi fosile de păsări din această perioadă. Rămășițe destul de bune ale celor mai vechi două păsări cunoscute de noi au fost găsite în anii 60 ai secolului al XIX-lea. lângă Solenhofen (Bavaria) în dezvoltarea gresiilor șist reprezentând sedimente dintr-un golf de mică adâncime al Mării Jurasice (vârsta de aproximativ 150 de milioane de ani). Au fost numiți Archaeopteryx lithographicaŞi Archaeornis simetisi. În 1956, în același loc (pe o rază de până la 300 m, dar la o adâncime diferită), a fost găsită o amprentă a unui alt individ într-o stare de conservare mult mai proastă. Unii cercetători consideră aceste descoperiri ca fiind rămășițele a trei diferite tipuri(două specii din genul Archaeopteryx și una din genul Archaeornis), în timp ce altele sunt considerate reprezentanți ai aceleiași specii Archaeopteryx lithographica, explicând diferențele dintre indivizi ca individ, vârstă și gen. Această întrebare necesită un studiu suplimentar, dar chiar și acum apropierea foarte strânsă a tuturor acestor indivizi este complet evidentă. Toate au un penaj bine dezvoltat de aripi, coadă și corp, unele proporții ale craniului sunt mai apropiate de aviar decât de reptilian, trăsăturile aviare sunt purtate de centura membrelor anterioare și a pelvisului, și a membrelor posterioare. Caracteristici tipice reptiliene: nu există cioc cornos, există dinți slabi, mâna poartă pene de zbor primare, dar catarama nu s-a format încă și există trei degete mobile bine dezvoltate, cu gheare mari, formarea unui sacrum complex tocmai a avut loc. început (vertebrele nu s-au fuzionat încă, oasele mobile sunt conectate la un număr mic de vertebre), femurul este articulat într-un unghi obtuz (îndreptat oarecum lateral), oasele tarsale proximale nu au crescut încă până la capătul tibiei, fibula este bine dezvoltată, formarea tarsului nu este completă etc. După aspect, o serie de caracteristici morfologice interne și Din câte se poate presupune acum, stilul de viață al Archepteryx (și Archaeornis) este antic, primitiv, dar păsări.

Subclasa de păsări adevărate sau cu coadă evantai, Neornithes, este aparent descendenți direcți ai unor păsări cu coadă șopârlă, Archaeornithes. Unii cercetători (de exemplu, Gadov) consideră Archaeopteryx și Archaeornis ca fiind strămoșii direcți ai păsărilor, alții (poate majoritatea acestora) consideră grupul Archaeopteryx ca o ramură laterală și oarbă primitivă, dar specializată, crezând că strămoșii păsărilor moderne ar trebui să fie și altele, păsări nedescoperite încă cu coadă șopârlă (dacă ar fi găsite, probabil ar forma o altă ordine a acestei subclase).

Originea și relațiile grupurilor (ordinelor) moderne de păsări rămân, așa cum am menționat deja, din cauza lipsei de materiale paleontologice suficiente, de regulă, foarte ipotetice. M. Furbringer a acordat cea mai mare atenție acestei probleme, iar G. Gadov a acordat mult mai puțină atenție. Autorii moderni, care s-au ocupat într-o măsură sau alta de filogenia păsărilor, nu au contribuit prea mult, ceea ce este nou și incontestabil la această problemă. Prin urmare, prezentăm aici o idee a relațiilor dintre grupurile individuale de păsări, în principal conform lui Furbringer, dar într-o serie de cazuri în care acest lucru este necesar, au fost făcute unele modificări (în cazuri particulare, aceste modificări nu sunt menționate în mod specific) .

Rămășițele fosile de păsări cu coadă evantai au fost descoperite abia în perioada Cretacic (vârsta lor este de aproximativ 80 - 90 de milioane de ani), adică sunt cu câteva zeci de milioane de ani mai tineri decât Archaeopteryx. Pe baza mai multor rămășițe prost conservate, sunt descrise hesperornis - păsări foarte mari (mai mult de 100 cm lungime), aparent oarecum asemănătoare ca înfățișare cu păslănii sau grebii, care nu au zburat deloc (sternul este fără chilă, doar un mic subțire). umărul este păstrat de membrul anterior), dar probabil , au înotat și s-au scufundat bine: fălcile lor purtau dinți. În depozitele cretacice s-au găsit rămășițe ale altor păsări cu dinți - ichthyornis -. Aveau o chilă sternului bine dezvoltată, o aripă tipică de pasăre și se pare că aveau zbor activ. Erau cam de mărimea unui porumbel. Relațiile păsărilor de cretă cu dinți cu alte păsări sunt foarte neclare. Este posibil ca unele dintre aceste rămășițe să aparțină mai degrabă dinozaurilor din Cretacic decât păsărilor, dar unele sunt, fără îndoială, păsări cu dinți. Furbringer l-a adus pe Hesperornis mai aproape de păslăni și grebi, iar Tiornis-ul lor de pescăruși, dar în același timp a subliniat izolarea lor de lungă durată.

Reptilele hesperornis au fost clasificate într-o superordine, arătându-și astfel poziția izolată, iar ichthyornis, ca un ordin independent (de asemenea, separat), a început lista ordinelor de păsări cu pieptul chilei. Subliniind incertitudinea originii (și domeniului) acestor grupuri, Wetmore (1960) le distinge în superordine independente.

Mai multe familii de păsări au fost descrise din depozitele cretacice (pe baza fragmentelor de maxilare și oase tubulare), dar poziția și aspectul lor sunt foarte neclare: poate că cel puțin unele dintre aceste descoperiri sunt rămășițe de reptile. Găsit în sedimentele terțiare Epoca cenozoică(vârsta mai mică de 55 de milioane de ani) rămășițele păsărilor pot fi mai mult sau mai puțin probabil atribuite ordinelor moderne. În orice caz, ele aparțin păsărilor tipice, apropiate de anumite grupuri de păsări moderne. Judecând după aceste materiale, se poate presupune că radiația adaptativă intensivă a păsărilor și formarea celor mai multe ordine moderne au avut loc chiar la sfârșitul perioadei Cretacice. Epoca mezozoică- în perioada terțiară a erei cenozoice, adică în perioada de acum aproximativ 70 - 40 de milioane de ani.

Reptilele tuturor păsărilor mari, vii și fosile, asemănătoare struților, care nu zboară, au fost identificate în superordinul ratitelor, subliniind astfel similaritatea și relația filogenetică (adică monofilie), precum și izolarea lor de alte grupuri de păsări. Dintre păsările cu chilie, cele mai apropiate de tinamou asemănător struților (păsări cu coadă ascunsă) sunt gallinaceele, păsările asemănătoare macaralei și grupurile înrudite. Furbringer și cei mai mulți autori moderni (Wetmore, Stresemann etc.) consideră păsările asemănătoare struților ca fiind un grup polifiletic combinat, împărțit într-o serie de ordine independente care încep sistemul, ceea ce implică o anumită primitivitate și izolare a acestora. Asemănările lor comune sunt rezultatul convergenței: dimensiuni mari, pierderea capacității de a zbura, adaptarea la alergarea rapidă etc.

Potrivit lui Gadov, evoluția altor păsări a mers în două direcții (două ramuri, vezi mai sus), fiecare dintre acestea, la rândul lor, împărțită în 2 grupuri de ordine înrudite. Grebe-lusts (ichthyornis, grebi, loons, pinguini și tubenose) sunt înrudiți cu grupul Pelargomorphae (asemănătoare berzei, anseriforme, prădători), și grupul Galliformes, apropiat de cei asemănătoare struților (tinamous, gallinaceans, crane-like). ca nisipirii) au dat naștere coraciiformelor (cuci, rakshi, passerini) .

Ideile evolutive ale lui Furbringer schiță generală sunt aproape de această schemă a lui Gadov (alte opinii despre cele asemănătoare struților au fost discutate mai sus), dar el își expune ideile cu un grad mai mare de detaliu. Trunchiul mare de păsări - ordinul Pelargornithes - este împărțit într-un număr de ramuri: Anseriformes, Grebes (inclusiv grebi, looi, hesperornis); De la baza acestor ramuri se extinde o altă ramură puternică care, divizându-se, dă naștere copepodelor, prădătorilor diurni și grupurilor din subordinul Cioriformes (Fig. 14).

Ordinul Palamedeiformes ocupă o poziție intermediară între rhea și ordinul Pelargornithes. Ordinele intermediare de pinguini Aptenodytiformes și tubenoze Procellariiformes sunt destul de separate; poate că au legături slabe de lungă durată între ei și, chiar mai îndepărtat, cu ordinele Pelargornithes și Charadriornithes. Ichthyornithis Ichthyornithiformes este, de asemenea, un ordin intermediar, dar cu legături de lungă durată ceva mai pronunțate cu păsările de coastă. Ordinul păsărilor de coastă Charadriornithes poate fi aparent apropiat de ordinul Coraciiformes prin conexiuni foarte vechi. Principalele ramuri ale trunchiului păsărilor de coastă sunt subordinul Laro-Limicolae - lipicitori, pescăruși și gulemots; Pentru ei, Marii Alergători și Marile Buttarde sunt destul de apropiate (grupul de tranziție dintre Waders și Marile Buttards sunt Marii Buttarde). Încă două ramuri mari s-au separat de baza trunchiului păsării de țărm: Gruiformes asemănător macaralei și Ralliformes asemănător șinelor. Animalele asemănătoare macaralei sunt împărțite în mai multe ramuri: macaralele în sine (macaralele, aramidele, trompettiștii, cariamas) și stârcii și kagoos, care ocupă o poziție oarecum separată. Șinele sunt împărțite în ramuri aferente: șine, cinquefoils și, oarecum separat, trei degete și șine Madagascar.

Unul dintre trunchiurile antice ale arborelui genealogic al păsărilor este ordinul Galliformes Alectorornithis. Cea mai primitivă ramură este subordinea fără aripi, sau kiwi, Apterygiformes, care include kiwi și moa; ambele grupuri s-au dispersat aproape imediat după separarea lor. Cripturiformele tinamoase (sau cozile ascunse), la rândul lor, prin strămoșii lor, sunt apropiate de subordinea de pui Galliformes (aproape în măsura actuală) sunt aparent înrudite prin origine comună cu ramura anterioară. Ordinul Galliformes are legături familiale foarte lungi, probabil mai mult sau mai puțin apropiate de Ralliformes și prin intermediul acestora de întregul ordin al Păsărilor de țărm.

Ordinele intermediare ale columbiformelor asemănătoare porumbeilor (inclusiv porumbeii de nisip și porumbeii) și papagalii Psittaciformes ocupă o poziție separată în sistem. Probabil, printr-o relație de foarte lungă durată, ei sunt cumva conectați cu vastul ordin al Coraciiformes. Potrivit lui Gadov, porumbeii și cocoșii de alun, în rangul de subordine, sunt incluși în ordinea Wadiformes, iar papagalii, tot ca subordine, sunt incluși în ordinea Cuckooformes. De fapt, Wetmore aderă la un punct de vedere similar, plasând ordinul Pigeonidae imediat după ordinul Păsărilor de țărm, iar ordinul Papagalilor lângă ordinul Cucului.

Vastul și diversul ordin Coracornithes își are originile în strămoșii ordinului Păsări de țărm. Ramura principală și cea mai puternică este subordinea ciocănitoarelor și paseriformelor Pico - Passeriformes, care este apoi împărțită în grupuri separate de paseriști și ciocănitoare înșiși. Macrochire (swifts, colibri) și păsări șoarece Colii separate de la baza acestei ramuri. Chiar mai devreme, trogonii Tgones s-au separat de această ramură. De la baza ramului păsărilor ciocănitoare-paseriforme se separă și alte trei subordine ale Coraciiformes. Subordinea cucului Coccygiformes se separă de ramura jacamara Galbulae (jacamara și păsările pufule, iar conform lui Wetmore este un subordine al ordinului Ciocănitoare), apoi se împarte în cuci Cuculidae și Musophagidae mâncători de cuci. Subordinul Coraciiformes este împărțit în Coraciae propriu-zis și o a doua ramură, în curând împărțită în bufnițe Striges și noptiere Caprimulgi. Subordinul kingfishers Halcyoniformes (se pare că este mai aproape de Pico - Passeriformes decât de alte subordine), separând la început ramura laterală a tody Todi (pe lângă tody, Führbringer include și Momots), este împărțit în 3 înrudite. grupe: martin pescar Halcyones (Alcedinidae), hupa Bucero tes (hupa, calai) și albinele Meropes.

O comparație a ideilor filogenetice ale lui Furbringer cu opiniile lui Gadov și Wetmore (secvența și ordinea ordinelor de listare) arată coincidența lor semnificativă; diferențele puternice de poziție și relație dintre grupurile individuale sunt indicate mai sus.

ÎN ultimii ani O încercare de a descrie grafic relațiile filogenetice dintre grupuri individuale de păsări a fost făcută de ornitologii germani Berndt și Meise în rezumatul major în trei volume „Istoria naturală a păsărilor” (Bernd R., Meise W. Naturgeschichte derVogel, Kosmos, Stuttgart, 1960). (1962), v. 2, p. 668 - 673). Subclasa de păsări antice cu coadă șopârlă Palaeornithes a dat naștere subclasei de păsări cu coadă evantai Neornithes, care include 24 de ordine, de obicei împărțite de autori în familii; categoriile taxonomice de rang de subordine și superfamilie sunt utilizate, de regulă, numai în ordinea paseriformelor. Relațiile dintre ordinele de păsări, conform lui Berndt și Maisa, sunt următoarele:

De la păsările antice, evoluția a decurs în două direcții (ramuri): ramura (superordinea) păsărilor terestre și acvatice Geornithes și ramura (superordinea) păsărilor arboricole Dendrornithes. De la bun început, ramurile păsărilor terestre și acvatice (Fig. 15) s-au separat dintr-un trunchi comun, împărțindu-se ulterior, tinamu-ul Crypturi și păsările ratite Ratitae, inclusiv toate păsările vii asemănătoare struților, inclusiv kiwi și moa fosilă. şi apiornis. În continuare, se evidențiază păsările galinacee Galli (în toată întinderea ordinului lui Wetmore) și la același nivel, dar ca ramură independentă, Pygopodes asemănătoare loonului (inclusiv păsările fosile cu dinți cretacic hesperornis, loans și grebi). Toate celelalte ordine ale acestei ramuri (superordine) au o origine comună - ele reprezintă, parcă, un vârtej de trunchiuri care se extind dintr-o zonă. Relativ strâns legate între ele și oarecum opuse celorlalte grupuri sunt ordinele de creaturi asemănătoare macaralei (railworts, șine Madagascar, stârci soarelui, cinquefoils, kagus, adevărate macarale, arams, trompeters, dropies, cariamas, triplets; din fosile - diatrime). și fororaks Phororhacidae) și păsări de mlaștină și pescăruși Limicolae - Lari (jacanas, diverse grupuri de lipicioare propriu-zis, pescăruși și - din fosile - păsări de cretă cu dinți - ichthyornis). Mai departe, de la baza comună a vriculei (adică, având strămoși comuni), sunt izolate succesiv ordinele Anseres (palamedae și anseriformes propriu-zis), flamingo Phoenicopteri, Gressore cu picior de gleznă, prădători diurni Accipitres și copepode Steganopodes. Din formele apropiate strămoșilor copepodelor, se separă o ramură, care este apoi împărțită în ordinele de tubenoze Tubinares și pinguini Sphenisci.

Dezvoltarea celei de-a doua ramuri (superordine) a păsărilor arboricole Dendrornithes începe de la niște forme ancestrale, aparent mai vechi decât strămoșii primei ramuri (primul superordine). În primul rând, 3 ordine sunt separate printr-un trunchi comun: cuci cuculi, porumbei Columbae (porumbei, nisipuri și dodo) și papagalii Psittaci. Următoarea ramură izolată este împărțită în 2 ramuri, fiecare formând 2 echipe. Una dintre ele dă naștere bufnițelor Striges și nopțișoarelor Caprimulgi, cealaltă trogonilor Trogones și coraciiformelor Coracii. Mai departe de trunchiul comun, ordinele păsărilor șoricel Colii și Macrochire-uri asemănătoare vitezelor (swifts și colibri) se separă, de asemenea, ca o ramură comună, ordinul ciocănitoarelor Pici (în volumul lui Wetmore) pleacă ca o ramură independentă, iar trunchiul principal. se ramifică în numeroase diviziuni ale ordinului de paseriști Passeres. În plus, autorii furnizează diagrame ipotetice care încearcă să reprezinte relații filogenetice în cadrul mai multor ordine individuale (răpitori diurni, copepode, păsări și passerini).

Schemele filogenetice ale lui Berndt și Meise sunt clare, vizuale și ușor de reținut. Cu toate acestea, practic nu sunt deloc motivate, nu sunt fundamentate de materiale și, aparent, într-o măsură mult mai mică reflectă relațiile reale (filogenetice) dintre grupurile individuale de păsări decât schemele corespunzătoare ale Furbringer. Teoretic, este puțin probabil ca deja în etapele inițiale ale evoluției clasei, specializarea biotopică ulterioară a păsărilor să fi fost clar definită, ceea ce este exprimat în schema conturată de împărțire a subclasei de „păsări noi” în doar 2 superordine separate și într-o separare aproape liniară, consistentă a ordinelor. Evaluând natura evoluției inerente păsărilor în formele moderne, exprimată într-o radiație adaptativă largă în cadrul grupurilor individuale (după cum am menționat pe scurt mai sus), pare mai logic să presupunem că o radiație adaptativă largă similară a fost caracteristică fazelor inițiale ale evoluției clasa. Dacă este așa, atunci putem spune că schemele filogenetice ale lui Furbringer, cel puțin în exterior, reflectă de fapt predominanța acestui tip de evoluție.

Este prea devreme să vorbim despre un sistem de clasă complet stabilit. Cu toate acestea, sistemele Furbringer, Gadow și Wetmore pot fi considerate aparent o bază bună pentru construirea unui sistem natural. Materialele lor oferă cel mai mult idee generală despre relaţiile filogenetice ale majorităţii grupurilor. Pentru a îmbunătăți și clarifica sistemul de clase de păsări, sunt necesare studii ulterioare diverse la toate nivelurile taxonomice (de la grupuri subspecifice la ordine și superordine): morfologic, ecologic, etologic, genetic. Poate că în viitor utilizarea indicatorilor biochimici și fiziologici va oferi materiale valoroase; Utilizarea tehnicilor moderne nu a adus încă o contribuție semnificativă la taxonomia păsărilor. Aș dori să sper că va crește și cantitatea de materiale paleontologice, ceea ce va face posibilă discutarea mai substanțială a evoluției păsărilor în general și a grupurilor individuale (ordine, familii).

Origine păsări- problema este oarecum neclară și controversată; nu există nicio îndoială că strămoșii aviari (și, prin urmare, păsările înseși) îi aparțin reptile, anume la clasa Arhozaurii(Archosauria), care include și multe forme dispărute, în primul rând Dinozaurii(Dinozaurii), iar a celor vii - numai Crocodili(Crocodilia). Oamenii de știință nu pot numi grupul specific de arhozauri care a dat naștere păsărilor; Există cel puțin două ipoteze în acest sens.

Prima, și cea mai comună, presupune că păsările sunt descendenți direcți ai dinozaurilor - sau, mai precis, nici măcar descendenți, ci singura lor ramură supraviețuitoare, așa că afirmația despre dispariția dinozaurilor la granița erelor mezozoic și cenozoic nu este cu totul adevărat. Dintre cele două grupuri cunoscute de dinozauri, strămoșii păsărilor nu au fost ornitischian(Ornitischia), așa cum s-ar putea aștepta, și Soparla-pelvin(Saurischia); rudele lor cele mai apropiate, conform acestei ipoteze, sunt reprezentanți ai cladei Deinonychosaurus(Deinonychosauria), care, împreună cu strămoșii aviari, păsările înseși și alți dinozauri, sunt clasificate ca o cladă Maniraptor(Maniraptora), una dintre ramurile grupului Cu picioare de animal(Theropoda). Acești maniraptori au trăit pe Pământ încă de la sfârșitul anului Perioada jurasică(acum 156 de milioane de ani) și deja șase până la zece milioane de ani mai târziu, a trăit cea mai veche pasăre cunoscută - Archaeopteryx(Archaeopteryx lithographica). Desigur, Arechopteryx nu poate fi strămoșul altor păsări - aceasta este doar una dintre ramurile trunchiului păsării, care nu a dat naștere la descendenți și este cunoscută ca infraclasa Cozile șopârlelor(Arheornithes). Alte infraclase dispărute de păsări sunt Enantiornithaceae(Enantiornithes), Hesperornisaceae(Hesperornithes) și Ichthyornithidae(Ichthyornithes); păsările vii sunt clasificate ca infraclase Fantaile(Neornithes), cunoscut de târziu cretă(70 de milioane de ani).

O altă ipoteză urmărește strămoșii păsărilor la Protoavisu(Protoavis texensis), care a trăit la începuturi triasic(acum 225-210 milioane de ani) și, potrivit unui număr de paleontologi, are mult mai multe asemănări cu păsările moderne decât Archaeopteryx. Unii (în special, paleornitologul rus E.N. Kurochkin) cred că Protoavis este strămoșul păsărilor moderne; Astfel, păsările nu sunt descendenți ai dinozaurilor, ci o ramură înrudită a acestora, descendentă dintr-un strămoș comun arhozaur. Archaeopteryx și enantiornis, în această situație, descind încă din animale și nu au nicio legătură cu păsările. Majoritatea paleontologilor nu sunt de acord cu această ipoteză, susținând că, în primul rând, însuși faptul existenței protoavisului este controversat și, de fapt, rămășițele descoperite nu aparțin unui singur organism, ci mai multor. diferite creaturi, fiecare dintre acestea având o anumită caracteristică în structura comună păsărilor (vezi mai jos); și, în al doilea rând, există un decalaj de timp uriaș între protoavis și descendenții săi fantail; într-un astfel de interval de date ar fi trebuit să existe un număr semnificativ de forme de tranziție – dar nu a fost găsită niciuna. Există, de asemenea, contradicții în ipoteza originii din Picioarele de animale - iar aceste contradicții se află în structura aripilor: toate păsările au doar trei degete în structura mâinii (II, III, IV), în timp ce presupușii lor strămoși au și ei. trei, dar diferite (I, II și III).

Păsările diferă de strămoșii și rudele lor doar prin aceea că au putut să combine toate aceste caracteristici - și, desigur, să învețe să zboare, deoarece această abilitate este factorul determinant în construcția corpului păsărilor. Există chiar și ipoteze despre originea unor dinozauri de la primele păsări care și-au pierdut această abilitate - în același mod în care au pierdut-o struții moderni.

Cât de exact au învățat păsările să zboare este greu de răspuns fără echivoc; Toate ipotezele pe această temă pot fi combinate în două ipoteze. Prima presupune că păsările au fost inițial animale mici de pădure, incapabile să zboare activ, dar capabile să se cațere în copaci și să alunece cu ajutorul membrelor anterioare - așa cum fac, de exemplu, aripile de lânăŞi veverițe zburătoare(mamifere), unele şerpiŞi șopârlele. Membrele au făcut posibilă prelungirea acestor sărituri, ținându-le în aer pentru ceva timp. În ambele cazuri, rezultatul final a fost apariția zborului activ, caracteristic tuturor păsărilor vii - chiar și celor fără zbor. pinguiniŞi struți provin din specii zburătoare, care și-au pierdut această abilitate în timpul evoluției.

Evoluţie

În orice caz, până la momentul dispariției dinozauri(Sfârşit Perioada cretacică) păsările existau deja cu succes, împărțindu-se în superordinele acum cunoscute Cerurile antice(Paleognathae) și Noul Palatin(Neognathae), care diferă în primul rând prin structura craniului. O diviziune ulterioară a avut loc pe parcursul PaleocenulŞi Eocen; Până în Oligocen, sunt cunoscute resturi fosile din majoritatea ordinelor existente. În același timp, detașamentele Palatelor Antice, în ciuda numelui lor, sunt mai tinere decât detașamentele Palatelor Noi; se presupune că diversele lor ordine au origini independente, iar separarea lor a avut loc chiar înainte de pierderea capacității de a zbura, fapt care a determinat asemănarea lor în structură și mod de viață. O convergență similară explică asemănarea în structura ordinelor genetice îndepărtate ale Noilor Palatine, obținută ca urmare a dezvoltării în nișe ecologice similare. Șoimii, de exemplu, rude mult mai apropiate vrăbii, mai degrabă decât similare cu ele atât ca aspect, cât și ca stil de viață la şoimi.

În ceea ce îi privește pe cei antici cerești, cei mai vechi sunt considerați a fi detașarea Tinamuformes(Tinamiformes), care și-au păstrat capacitatea de a zbura, deși pe distanțe foarte scurte, chila sternului și câteva alte caracteristici structurale comune păsărilor din Noul Palatin. Toate celelalte unități ale Cerurilor antice sunt combinate într-o cladă Beskilevykh(Ratitae), care a trecut complet la un mod de alergare de locomoție. Motivul pentru care au încetat să zboare este destul de de înțeles dacă acceptăm ipoteza despre originea zborului păsărilor ca o modalitate de a scăpa de prădători - la urma urmei, o ramură. struți iar rudele lor s-au întâmplat după extincția în masă a dinozaurilor, când nu mai existau prădători mari de care să zboare. Divergența Noilor Palate a început deja în perioada Cretacicului, când au apărut două grupuri cu un număr inegal de specii: asemănător cu puiul(Galloanserae) și Palate noi mai înalte(Neoaves). Primul se crede a fi mai vechi și se caracterizează prin caracteristici precum fertilitatea ridicată asociată cu un număr mare ouă într-o ponte, tip de dezvoltare predominant pui și stil de viață poligam; Această cladă include două ordine - Anseriformes(Anseriformes) și Galliformes(Galliformes), care s-au separat înapoi în Perioada cretacică. Toate celelalte ordine de New Palatines aparțin celui de-al doilea grup și se caracterizează printr-un număr mai mic de ouă în puie, un tip de dezvoltare predominant cuibărit și un stil de viață monogam; separarea majorității acestor detașări s-a produs în prima jumătate cenozoic.

„Și de ce nu zboară oamenii ca... dinozauri?” ©

Pentru prima dată, gândul la originea cu dinți uriași a vrăbiilor, rațelor, gâștelor și altor creaturi cu pene mi-a venit duminică dimineața - o creatură care călca în picioare sărea de-a lungul valului galvanizat în afara ferestrei, comentând săriturile sale cu țipete la note înalte. După ce am tras ușor perdeaua, am descoperit o pasăre a sistemului de grauri - și tocmai în acel moment grarul mi-a amintit dintr-un motiv oarecare de tiranozaur, popular printre realizatorii de film. Da, la naiba - aceleași întoarceri ale capului, legănare a corpului la mers, strigăte neplăcute! Este cu adevărat posibil ca printre strămoșii carcaselor de pui refrigerate vândute în rețele de vânzare cu amănuntul, au existat dinozauri?

Tyrannosaurus este o rudă apropiată a păsării colibri

Primul lucru pe care păsările îl au în comun cu dinozaurii sunt ouăle pe care le-au purtat în scopul procreării. Totuși, singurul grup de dinozauri zburători mai puțin cunoscuți este pterodactilii, care, judecând după imaginile reconstruite de paleontologi, nu aveau deloc penaj... Și încă ceva - este bine știut că orice reptilă este cu sânge rece. , adică corpurile lor nu sunt capabile să mențină o temperatură constantă precum mamiferele. Și toate păsările sunt cu sânge cald.

Conform unui curs de biologie școlară, Archaeopteryx este considerat strămoșul păsărilor moderne - această creatură arăta într-adevăr ca o pasăre în penaj și structura unor oase. Dar, conform rezultatelor cercetărilor din ultimele decenii, Archaeopteryx nu a fost o pasăre într-o măsură mai mare, este o subspecie de dinozauri și, de altfel, una fără fund; nedezvoltat și complet dispărut cu milioane de ani în urmă. Deci cine este el - strămoșul păsărilor?

Paleontologii cred că păsările au evoluat din terapii - dinozauri prădători cu picioare puternice și lungi, picioare superioare scurte, un craniu puternic, dinți ascuțiți și un apetit excelent. Structura scheletului de pasăre și a scheletelor dinozaurilor din două familii din subclasa de terapie - oviraptozauri și dromaeosauride - este foarte asemănătoare. Mai mult, reprezentanții mai multor genuri de dinozauri aparținând familiilor menționate erau acoperiți cu pene și aveau aripi!

În urmă cu 66 de milioane de ani, la sfârșitul perioadei Cretacice, trăiau dromaeosauride. Puternic, agil, de aproximativ 180 cm înălțime și cântărind aproximativ 15 kg, dromaeosaurul a fost un vânător de pradă vie de succes - picioarele sale lungi i-au permis să accelereze până la 80 km/h și să sară până la 7 m. Fiecare picior avea un picior lung și ascuțit gheara, cu ajutorul căreia dromaeosaurul a străpuns pielea victimei într-un salt și, de asemenea, s-a cățărat în copaci pentru a vâna din ambuscadă. Aripile scurte nu i-au permis să zboare - dinozaurul le-a folosit pentru a frâna la întoarcere. Dacă nu țineți cont de coada lungă și gura cu dinți a șopârlei, atunci, în dimensiunea sa, dromaeosaurul era asemănător cu struții moderni.

În familia oviraptozaurilor, paleontologii au descoperit cel mai mare reprezentant al păsărilor-dinozauri din istoria Pământului, care avea aripi - Gigantoraptor, a cărui înălțime depășea 3 metri, iar lungimea totală a corpului, inclusiv coada, era de aproximativ 8 metri. Greutatea acestei păsări dinozaur este de una și jumătate până la două tone. Lucrurile interesante nu se termină aici - Gigantoraptor nu avea gura cu dinți caracteristică dinozaurilor, avea... cioc de pasăre! La fel ca dromaeosaurii, Gigantoraptor folosea aripi scurte pentru a încetini virajele în timp ce urmărea prada.

Apropo, cel mai mare dinozaur din subordinea terapiei, deși nu avea aripi, dar era acoperit cu cele mai simple pene de 15 centimetri, a fost Yutyrannus - o înălțime de 3,5 metri, o lungime a corpului de 9 metri și o greutate de unu. şi jumătate de tone. Yutyrannus a trăit la începutul perioadei Cretacice, cu aproximativ 125 de milioane de ani în urmă și a aparținut familiei tiranozaurilor - da, aceiași tiranosauri!

Să revenim la oviraptozaurii, numiți în mod eronat „furători de ouă” de oamenii de știință, pentru că... paleontologii secolului trecut le considerau ca atare. De fapt, oviraptorii de doi metri și 400 de kilograme, care au trăit acum 75 de milioane de ani, nu au furat deloc ouăle altor oameni, dimpotrivă, și-au incubat ghearele, așa cum fac păsările moderne. Oviraptosaurii nu puteau zbura, aripile lor erau prea scurte, dar corpul acestor dinozauri era complet acoperit cu pene, iar capul era echipat cu un cioc de pasăre.

În concluzie, vă prezint Avimimus, un mic reprezentant al familiei oviraptosaurilor - înălțime nu mai mult de 70 de centimetri, greutate aproximativ 15 kg. Acest dinozaur nu putea zbura din cauza acelorași aripi scurte, dar mergea bine, ciocul său era echipat cu dinți, ceea ce le permite oamenilor de știință să-l considere pe Avimim un carnivor. Dar uită-te din nou la imaginea lui - cu cine seamănă mai mult, un dinozaur sau... de exemplu, o pasăre secretară?

Epoca Cretacică a dat naștere nu numai dinozaurilor cu pene, ci și primelor păsări - Protoavis, Ichthyornis, Enantiornis etc., cu care se hrăneau cu bucurie dinozaurii cu pene. După cum se știe, perioada Cretacică s-a încheiat cu o scădere bruscă a temperaturii pe planeta noastră, motiv pentru care toți reprezentanții dinozaurilor s-au stins, dar primele păsări au supraviețuit - a dezvoltat penajul și a divizat circulația sângelui (arterial și venos) le-a permis să se mențină. temperatura corpului indiferent de căldura solară. Iar aripile făceau mai ușor deplasarea de la zonele sărace în hrană la cele bogate, de la cele reci la cele calde. Dinozaurii de pământ cu pene au încercat și ei să-și izoleze corpul cu pene, dar fie au evoluat prea încet, fie modernizarea lor s-a oprit acolo - cu toate acestea, era dinozaurilor a fost cea care a dat naștere păsărilor moderne.

Toate trăsăturile păsărilor care le deosebesc de reptile sunt în primul rând adaptative pentru zbor. Prin urmare, este destul de natural să credem că păsările au evoluat din reptile.

Păsările provin de la cele mai vechi reptile, ale căror membre posterioare au fost construite în același mod ca cele ale păsărilor. Forme de tranziție - Archaeopteryx și Archaeornis - sub formă de resturi fosile (amprente) au fost găsite în depozitele din Jurasicul superior. Alături de trăsăturile caracteristice reptilelor, ele au trăsăturile structurale ale păsărilor.

Adaptarea păsărilor la mediul lor

Păsările s-au adaptat bine la o varietate de condiții de viață: la viața în mlaștini, la un stil de viață acvatic, în aer, păduri și tufișuri, câmpii sau stânci.

Pentru unele păsări (vinci, rândunele etc.) aerul este habitatul principal, deoarece se hrănesc cu diverse insecte zburătoare din aer. Păsările care hrănesc în aer sunt locuitori în stânci, stânci și vegetație lemnoasă. Rândunelele și ionișii, de exemplu, s-au adaptat secundar pentru a-și construi cuiburile în structurile umane, înlocuind versanții malurilor și stâncilor.

Acele păsări care folosesc aerul atât ca mediu de mișcare, cât și ca mediu de obținere a hranei își petrec cea mai mare parte a zilei în zbor. Au cele mai avansate avioane.

Păsările de talie mică și mijlocie (swift, rândunele, șoimi) au o aripă extrem de alungită, îndreptată spre vârf. Coada lor este adesea tăiată adânc sau bifurcată. Aceste păsări zboară foarte repede și pot face viraje neașteptate. La speciile mai mari de păsări, aeronava este adaptată pentru zbor. De exemplu, în formele marine (pescăruși, petreli) aripa este relativ lungă și îngustă, în timp ce în formele terestre (păsări de pradă) este mai lată și mai scurtă.

Păsările care folosesc apa ca habitat și pentru obținerea hranei au și ele adaptări corespunzătoare. Au mers în două direcții: adaptări ale aripilor și adaptări ale picioarelor.

Unele păsări (petrelii) au aripi extrem de lungi și petrec zile întregi plutind deasupra apei și apucând mâncarea pe care o văd. Astfel de păsări pot înota pe apă. Alte păsări (pinguini) folosesc aripi pentru a se deplasa în apă, care acționează ca niște vâsle. Penele aripilor pinguinului s-au transformat în structuri asemănătoare solzilor, astfel încât aceste păsări nu pot zbura deloc.

La acele păsări acvatice care își folosesc picioarele când înot și se scufundă, membranele au apărut între degetele de la picioare în timpul evoluției. Excepție este găina de apă, care înoată bine și nu are picioare palmate.