Летающие жирафы, мамонты-блондины, карликовые коровы... От палеонтологических реконструкций к предск - Журавлёв Андрей Юрьевич
По итогам выступления Олсона, поддержанного другими известными учеными, образец был возвращен в Китай, и палеонтологи разобрались, откуда и что «росло» у археораптора: его «птичья» часть после проведения рентгеноструктурной томографии и исследования дополнительных находок была описана как новый род энан-циорнисов — янорнис (Yanornis). Хвостовая же часть химеры оказалась фрагментом динозавра микрораптора (Microraptor zhaoianus). Позднее группой Сина Ксю из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук в отложениях Чжэхоля были обнаружены полные скелеты нового вида микрораптора (Microraptor gui) — пернатого ящера величиной с курицу. Благодаря использованию методов рентгеноструктурной томографии высокого разрешения и съемки в ультрафиолетовом свете палеонтологам удалось выяснить, что контурные перья при жизни росли из покровных тканей на хвосте и всех четырех лапах микрораптора, а кроме того, были длиннее, чем кажется при обычном освещении.
Глядя на реконструкции этого пернатого ящера, ученые задумались, уж не летал ли он? Несколько групп биофизиков и палеонтологов создали натурные и компьютерные 3D-модели и поняли, что этот динозавр был прекрасно приспособлен к планирующему полету. При весе около 1,2 килограмма, прыгая с высоты в десяток метров, он мог разгоняться до скорости 40 километров в час и прицельно вцепляться в ствол другого дерева. То, что ящер вел именно древесный образ жизни, подтверждает и содержимое его желудка — исключительно неправильные птицы. Разошлись ученые только во мнении, как располагались его конечности в полете. Предлагалось четыре варианта: «биплан» с задними лапами, подогнутыми под передние, так чтобы их перья образовывали второе крыло; «раскоряка» — все четыре конечности горизонтально распластаны; «орел над гнездом» — ноги согнуты, но перья создают вертикальные плоскости; «летающее крыло» — лапы и перья расправлены так, что создают единую несущую плоскость [20]. В принципе все четыре модели работают, но одни лучше при малых углах захода «на посадку», а другие в пике [21].
Однако микрораптор был уже пернат, и даже очень пернат. И если перья появились у динозавров даже раньше, чем они взлетели, то для чего? Для сохранения собственного тепла? А может быть, чтобы согреть детенышей?
Относительные размеры яиц манирапторов, трехслойная известковая скорлупа, на которой иногда даже видны ямки — следы растворения, поскольку по мере созревания зародышу требовался кальций для роста костей, и типы гнезд этих ящеров уж очень похожи на птичьи. Скелет одного из монгольских меловых динозавров Oviraptorosaurus citipati был обнаружен прямо на гнезде в позе насиживания. А чем динозавр мог согреть яйца, если не перьями? Спасибо Чжэхолю — это не просто догадка! Пернатые динозавры, правда, сильно отличались друг от друга: одни были покрыты полыми нитевидными филаментами, другие — настоящими перьями, но с симметричным опахалом, то есть непригодными для полета.
Но не только Китай может похвастаться пернатыми динозаврами. Недавно известный читинский геолог Софья Синица открыла похожих существ в верхнеюрских озерных отложениях Забайкальского края, в Кулиндинской пади. Кулиндадром (Kulindadromeus) был покрыт самыми разными кожными образованиями: крупные черепитчато налегающие друг на друга пластины украшали сверху хвост; мелкие чешуйки, больше похожие на птичьи, чем на рептильные, усыпали голени; филаменты торчали из туловища и на загривке; наконец, необычные бляшки с несколькими плоскими ответвлениями сидели на плечах и бедрах. Сам же динозавр принадлежал к птицетазовой ветви ящеров, несмотря на название никакого отношения к птицам, даже обратным, не имевшей. А в Китае нашли пситтакозавра (Psittacosaurus), который считается предком всех четвероногих рогатых динозавров, с длинными волосовидными жесткими нитями и ирокезом, торчавшими вдоль крестца и хвоста.
И у современных птиц перья встречаются не только контурные — есть еще пуховые, нитевидные, просто пух и щетинки. Селекционеры, например, вывели несколько пород шелковых кур, которые, взрослея, не меняют цыплячий пух на перья. Куры декоративные, хотя, наверное, по вкусу от других ничем не отличаются. Но разве поднимется рука на существо, на ощупь больше похожее на котенка, чем на птицу?
Был ли у всех пернатых на Земле общий предок? Несомненно: какой-то примитивный архозавр, живший в самом начале триасового или даже в конце пермского периода. Но был ли он сам с перьями? Некоторые палеонтологи и биологи считают, что был. От архозавров произошли и крокодилы, но они со временем утратили полые кости и перья, сохранив лишь остатки предковой кровеносной системы и легочных мешков, а также гены, управляющие развитием перьевого покрова. Впрочем, не обязательно вызывать в воображении пушистых крокодилов с крыльями. Если у предковых архозавров появился определенный и небольшой комплекс генов, отвечавших за пернатость, то он мог независимо и неоднократно включаться в самых разных линиях потомков по мере надобности. Палеонтологические открытия вызвали целый вал работ по эмбриологии и генетике: биохимик Алан Браш из Университета Коннектикута и орнитолог Ричард Прам из Йельского университета показали, что зачатки чешуи могут развиваться как в настоящую чешую, разрастаясь в ширину, так и в филамент, прорастая сквозь кожу вертикально. В свою очередь, эмбриологи Ребекка Янг и Гюнтер Вагнер из Йельского университета открыли, что у зародышей птиц закладываются пятипалые конечности и редукция пальцев у них могла происходить разными путями и даже так, как у динозавров.
То, что у динозавров могли быть перья, и то, что необычные типы перьев — явно не принадлежащие птицам — существуют, стало известно прежде чжэхольских находок. Сергей Курзанов из Палеонтологического института АН СССР в 1987 году открыл в меловых отложениях Монголии динозавра, передние конечности которого были устроены подобно крыльям, а структура костей этих конечностей указывала на наличие перьев при жизни ящера. Он и название получил подобающее — авимим (Avimimus [22]). Разгоняясь, этот ящер мог использовать широко расставленные оперенные лапы как балансир, а вероятно, и вспархивать во время охоты или при опасности, как плохо летающие птицы.
Строение авимима подсказало, что техника птичьего полета, скорее всего, развивалась у таких машущих на бегу существ, а не у планирующих с деревьев. Напомню, что манирапторы приобрели птичьи по организации мозги, не отрываясь от земли: при быстром беге, чтобы легко и точно маневрировать, они тоже нужны. Биофизик Кеннет Дайэл из Университета Монтаны на опыте с птенцами показал, что, перебирая ногами, птица способна взбежать на 15-градусный склон, а с машущими крыльями даже на 75-градусный — почти вертикаль. И вернуться в гнездо или просто влезть на дерево. Так что машущее оперенное крыло птицы вполне могло появиться задолго до полета и для иных целей, так же как у насекомых. Освоившие планирующий стиль полета микрорапторы перейти на машущую технику уже были не способны.
Птичьи черты (строение перьев, скелета, дыхательного аппарата и теплокровность), на что обратил внимание Евгений Курочкин, накапливали как предки современных веерохвостых птиц, так и другие группы пернатых существ (конфуциусорнисы, энанциорнисы), а также динозавры, причем независимо. Получились различные в тонких деталях (например, разные типы коракоидно-лопаточного сустава), но вполне способные к машущему полету конструкции. А эволюция пернатых существ была столь же мозаичной, как и эволюция первых членистоногих или млекопитающих.
