Apariția unor adevărate păsări ale epocii. Originea păsărilor: caracteristici, fapte interesante și descriere

Cu aproximativ 150 de milioane de ani în urmă (la mijlocul perioadei jurasice), o ramură s-a îndepărtat de reptile, care a dat naștere păsărilor.

Puțin mai târziu, mamiferele (animalele) au apărut și din alte ramuri ale reptilelor, deși strămoșii lor, șopârlele, au apărut mai devreme decât strămoșii păsărilor. Acum ne putem imagina destul de exact cum a avut loc această dezvoltare. În pământ, în șisturi stratificate Europa de Vest(GDR, FRG și alte locuri) au fost găsite rămășițe fosilizate de cranii, oase ale păsărilor antice și ale strămoșilor lor, schelete întregi cu solzi, amprente de pene și întreaga aripă.

Cum sa întâmplat asta?

Unele șopârle au început să fugă când erau speriate și în pericol. În același timp, se ridicau pe membrele posterioare (există și acum astfel de șopârle). Apoi au învățat să alerge doar pe picioarele din spate (ceea ce a durat milioane de ani). Calculele și comparațiile ne dau dreptul să afirmăm că aveau deja o inimă cu patru camere, întrucât strămoșii crocodililor, care au aceeași inimă, erau apropiați de această familie (pseudosuchieni). Aceasta a fost o aromorfoză, o evoluție care a dat o creștere bruscă întregii lor organizații.

Șopârlele care alergau au făcut sărituri și au acționat asupra beta cu membrele anterioare ca niște cârme. Solzii lor excitați au început să se întindă, formând piepteni de-a lungul marginii de la mână până la cot, care adunau mai mult aer când alergau. Următorul. Astfel de specii alergătoare au trecut treptat la cățărare pe stânci și copaci. Au început să se cațere pe ramuri pentru a obține pradă, ceea ce fac cameleonii moderni și multe iguane.

Printre șopârlele fosile, unele specii aveau oase goale de schelet umplute cu aer. Atât cei care aveau astfel de oase, cât și cei ale căror oase erau grele, s-au cățărat în copaci. Dar când a fost necesar să sară din ramură în ramură, iar mai târziu din copac în copac, șopârlele cu oase deschise au sărit mai departe și nu s-au rupt la cădere. Curând (relativ) solzii lor de pe părțile laterale ale corpului au început să se lungească, precum și de-a lungul marginii din spate a picioarelor din față. Cântarii au continuat să se lungească și să se despartă, au fost foarte ușori și „au luat” mai mult aer în timpul săriturii, menținând corpul în zbor. Era mai ușor pentru un astfel de animal să sară - corpul lui zăcea plat. Să ne amintim că o coală de hârtie cade încet, dar dacă este mototolită, cade mult mai repede. Cântarul întins în toate direcțiile acționa ca o parașută. Fiecare scară a fost împărțită în mod diferit: într-un model „herringbone” de-a lungul marginilor de la tija de mijloc îngroșată sau de-a lungul razelor, spre un centru. În primul caz, din solzi s-a obținut o pană, iar în al doilea, puf. În alte locuri ale corpului, solzii au rămas neschimbați mult timp (de exemplu, pe picioare, învelișul cornos al ciocului).

Șopârlele străvechi, cu pene încă subdezvoltate, se cățărau în copaci și stânci cu ajutorul tuturor celor patru membre, care aveau degete și gheare. Numai pe picioarele din față erau solzi întinși ca niște pene, care formau viziere plate de-a lungul marginii din spate a labei. Astfel de animale (pseudosuchieni) sunt cunoscute și sub formă fosilă. Ei au fost cei care s-au transformat treptat în primele păsări (Archaeopteryx). Scheletele lor, cu amprente și chiar pene, s-au păstrat destul de bine. În 1974, în Bavaria (Germania), în carierele de la Solenhofen, a fost găsit un schelet bine conservat al celui de-al patrulea arheopteryx, de mărimea unui graur. Cele trei descoperiri anterioare aveau dimensiunea unui porumbel. S-a dovedit că oasele erau goale, ca cele ale păsărilor adevărate. În consecință, sacii de aer care se extind din plămâni au pătruns în oase. Aveau asemănări atât cu șopârlele, cât și cu păsările.

Să facem această comparație:

Semne de reptile păstrate la păsările timpurii:

Fălcile, deși înguste, nu formează un cioc
Există dinți pe maxilare
Coada a 21-28 de vertebre (s-ar putea îndoi)
Există trei degete libere pe membrele anterioare
Coastele au fost atașate de vertebre, ca la șopârle, la un moment dat și nu aveau procese cu fața în spate și la păsări care se extind pe coasta următoare.

Semne „păsări” ale reptilelor:

Corpul este acoperit cu pene.
Oasele (șolduri și humeri) sunt goale. În consecință, în oase au pătruns saci de aer.
Umărul și antebrațul au devenit o aripă.
Pe aripă creșteau pene dense, marginile suprapuse una pe cealaltă, ca cele ale păsărilor adevărate.
Sub tibie, din oasele topite longitudinal, s-a format un tars.

Să adăugăm la aceasta că sacii de aer se extind din plămânii cameleonilor noștri moderni. Unii dinozauri aveau și cavități în oase. Totuși, nici unul, nici celălalt nu au zburat și nu zboară. Prin urmare, nu este necesar să spunem că aceste dispozitive au servit la „facilitarea” zborului. Mai mult, cei mai buni zburători moderni - swifts - nu au oase goale. Sunt „încărcate” cu măduvă osoasă.

Deci, fălcile primelor păsări erau încă largi, cu mulți dinți mici. Coada lungă, asemănătoare șopârlei, era formată din multe vertebre și se putea îndoi în toate direcțiile. Pe membrele anterioare, deși două degete dispăruseră, celelalte trei erau încă bine dezvoltate, cu gheare și, se pare, ajutate la cățărare. Dar în spatele mâinii, membrul purta o aripă destul de bine dezvoltată, făcută din pene dese. Astfel de primele păsări probabil nu zburau bine, puteau doar flutura din copac în copac. Coada a început să se scurteze mai întâi. Coada lungă depășea. planificare, deși era căptușită cu pene în jurul marginilor. Apoi membrele anterioare, care au lucrat atât ca lăbuță de cățărare, cât și ca aripă, s-au eliberat treptat de încărcătura anterioară și au început să lucreze doar ca o aripă, pierzând degetele libere.

Există însă și astăzi păsări care își păstrează degetele libere pe aripi, chiar și cu gheare. Puii Hoatzin se cațără în ramuri în acest fel. Există o gheară pe primul deget specii individuale prădătoare, gâște, printre palamedele lui Haun. În alte palamede, „pintenii” ies din marginea aripii, fără îndoială de aceeași origine. Ghearele de pe al doilea deget sunt mai puțin frecvente la păsările moderne. Sunt cunoscuți de la casuari rhea, kiwi și tucani. În cele din urmă, la struț african ghearele cresc pe toate cele trei degete ale aripii.

Dinții primelor păsări s-au păstrat încă mult timp: judecând după craniile din straturile ulterioare ale pământului (perioada Cretacică), timp de 50 de milioane de ani. Dinții au dispărut complet de la păsări acum aproximativ 70 de milioane de ani. Rămășițele degetelor din aripă au fost păstrate la toate păsările până în prezent. Există trei dintre ele, inclusiv unul scurt în față („degetul mare”), care încă se poate întoarce ușor. De el este atașat un mănunchi separat de pene - o „aripă” pe marginea anterioară a aripii. Păsările care zboară rapid (prădătoare, etc.), prin întoarcerea aripilor, își reglează zborul, încetinesc în zbor etc. Pe picioarele păsărilor s-au păstrat solzi de la strămoșii lor străvechi - șopârle. Structura ouălor și dezvoltarea embrionilor de păsări diferă foarte puțin de dezvoltarea șopârlelor. Temperatura corpului a devenit constantă. Sistemul circulator modificat cu o inimă cu patru camere asigură o oxidare mai activă a sângelui (combinație cu oxigenul), care crește temperatura corpului, iar o acoperire groasă de pene și puf reține căldura.

Așa că șopârlele cățăratoare, care au învățat să sară și mai târziu să fluture din copac în copac, au devenit mai târziu păsări.

Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.

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. Pseudosuchienii aveau un aspect asemănător cu șopârlele. 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 un stil de viață arboricol și adaptarea la săritul de la ramură la 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. , care prevedea posibilitatea planificării și prelungirii sărurilor (etapa ipotetică a 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 are nevoie studiu suplimentar, dar și acum apropierea foarte apropiată 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. Rămășițele de păsări găsite în sedimentele perioadei terțiare a erei cenozoice (vârsta mai mică de 55 de milioane de ani) 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 intensă a păsărilor și formarea celor mai multe ordine moderne au avut loc chiar la sfârșitul perioadei cretacice a erei mezozoice - în timpul perioadei terțiare a erei cenozoice, adică în timpul 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, adaptare la alergare 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 sunt în termeni generali apropiate de această schemă Gadov (mai sus au fost discutate alte opinii despre animale asemănătoare struților), dar el își prezintă 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): ramuri (superordine) terestre și păsări de apă Geornithes și ramuri (superordine) 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 asemănătoare pescărușilor 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-șoarecele 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 principalul trunchiul se ramifică în numeroase diviziuni ale ordinului passerinelor 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. Evaluarea de către forme moderne Natura evoluției inerentă păsărilor, 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 clasei. 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).

Așadar, teoria lui Darwin a primit o altă confirmare și foarte puternică. Primele păsări, ale căror schelete au fost găsite în carierele de ardezie din Bavaria, au trăit pe Pământ în urmă cu aproximativ 160 de milioane de ani - în timpul erei mezozoice a dezvoltării sale geologice, mai precis la sfârșitul perioadei jurasice. Era mezozoică a fost epoca reptilelor, uneori cea mai mare înflorire a acestei clase de vertebrate. Ei trăiau în apă, pe uscat și în aer. Au ajuns uneori la dimensiuni gigantice. Anvergura aripilor unor creaturi zburătoare - pteranodonii, de exemplu - era de 6-7 metri. Acestea au fost cele mai mari animale zburătoare care au trăit vreodată pe Pământ.

Primele păsări aveau dimensiuni relativ mici. Archaeopteryx era doar puțin mai mare decât porumbelul. Era un zburător sărac și se mișca plutind din copac în copac sau din copac în pământ. De la pământ, s-a cățărat din nou pe trunchiul copacului, agățându-se de scoarță cu ghearele degetelor și aripilor. Fălcile slabe căptușite cu dinți mici indică faptul că Archaeopteryx nu a fost un prădător. Cel mai probabil, această pasăre (zoologii sistematici includ ferm Archaeopteryx în clasa păsărilor, clasificându-l, totuși, ca o subclasă separată de păsări antice) s-a hrănit cu fructe și fructe de pădure, fără a disprețui insectele și viermii mici. Din resturile fosile, este imposibil de spus care era culoarea penelor lui Archaeopteryx. Cu toate acestea, există motive să credem că era multicoloră, camuflând pasărea pe fundalul vegetației.

Originea primelor păsări de la reptile este, fără îndoială. Adevărat, paleontologii nu au reușit încă să găsească toți pașii pe care a parcurs ea. Dar au ajuns la concluzia unanimă că strămoșii păsărilor erau mici reptile din grupul pseudosuchienilor, care trăiau inițial pe spații plate, asemănătoare stepei, în locuri acoperite cu pietre mici. Aveau membrele posterioare mărite, cavități mari ale creierului care ușurau greutatea craniului - aceste semne ne permit să concluzionam că corpul lor s-a îndreptat și animalele au încercat să meargă pe membrele posterioare. Ulterior, unele dintre aceste reptile s-au adaptat la viața în copaci, cum ar fi scleromochlus.

Dacă la speciile verticale de stepă membrele anterioare au devenit treptat inutile și au scăzut în dimensiune, reptilele arboricole aveau nevoie de ele pentru a se cățăra pe ramuri. Datorită acestui fapt, au păstrat o condiție prealabilă importantă pentru apariția aripilor.

Resturile fosile ale formei de tranziție între reptile și păsări nu au fost încă găsite. Dar îi putem presupune existența. Paleontologii chiar și-au imaginat aspect această pasăre ancestrală. În această etapă de dezvoltare, solzii se transformaseră deja în pene, ceea ce a ajutat animalul să facă zboruri cu parașuta din ramură în ramură sau din copac în pământ.

Nu este departe de marea pasăre până la Archaeopteryx. Acoperirea cu pene nu numai că a ridicat cele mai vechi păsări în aer. A ajutat la menținerea unei temperaturi constante a corpului. Pentru prima dată în evoluția lumii vii, pe pământ au apărut animale cu sânge cald. Așa își imaginează oamenii de știință originea păsărilor.

Ipoteza că păsările au evoluat din reptile a fost înaintată în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Cu toate acestea, problema originii păsărilor provoacă încă dezbateri aprinse în rândul paleontologilor.

Strămoșii

Problema este lipsa strămoșilor aviari sau a „prima pasăre”. Amprentele găsite sunt interpretate diferit și nici o singură descoperire nu este considerată cu siguranță strămoșul păsărilor moderne. Vorbind pe scurt despre originea păsărilor, ar trebui să descriem cele mai semnificative descoperiri care dau o idee despre originea păsărilor de la reptile.

Archaeopteryx . Prima descoperire descoperită în Bavaria în 1861. Pe baza amprentelor descoperite, a fost descrisă o creatură mică de mărimea unei ciori care a trăit în urmă cu aproximativ 150 de milioane de ani. Prezența penelor indică faptul că acestea sunt păsări. Anatomic mai asemănătoare cu o reptilă. Nu puteam zbura complet. Poate că doar plănuia de la o ramură la alta. Cu toate acestea, Archaeopteryx este clasificat în clasa Păsări, subclasa Lizard-tailed.

Orez. 1. Archaeopteryx este cea mai veche pasăre.

Enantiornis . Rămășițele unor păsări antice au fost descoperite în Argentina în 1981. Au trăit acum 70-65 de milioane de ani și aveau caracteristicile păsărilor: aveau aripi bine dezvoltate și puteau zbura. Prezența dinților și structura scheletului fac descoperirea similară cu Archaeopteryx.
Confuciusornis . Cea mai bătrână pasăre care și-a pierdut dinți în mod independent a fost găsită în China. A trăit în urmă cu aproximativ 120 de milioane de ani. Ciocul era acoperit cu o teaca cornosa. În unele privințe, scheletul este similar cu păsările moderne.
.
Au trăit între 168 și 66 de milioane de ani în urmă. Această familie extinsă, aparținând subordinului Theropods, ordinul Saurischienilor, conține mai multe specii de dinozauri cu pene (Deinonychus, Utahraptor, Sinornithosaurus). Cel mai important este Microraptor, sau „dinozaurul cu patru aripi”, care avea suprafețe asemănătoare aripilor pe membrele sale anterioare și posterioare.

Orez. 2. Dromaeosauride.
- . Găsit și descris în China în 2009. Aparține familiei Troodontidae, ordinul șopârlă-pelvin. A trăit acum 167-155 de milioane de ani. Ajungea la 30-40 cm lungime și cântărea 100 g Avea penaj, coadă lungă și cioc.
Orez. 3. Anchiornis.

Există și alte forme care indică prezența penelor la dinozauri. De exemplu, Caudipteryx, care a trăit cu 120-125 de milioane de ani în urmă, avea pe coadă pene de evantai, care, cel mai probabil, serveau la atragerea unui partener sexual.

Evoluția nu este un proces liniar. Formele găsite indică încercări ale diferitelor specii de a stăpâni spațiul aerian. Rămâne de văzut exact din ce descendență provine păsările.

Ipoteze

Analiza descoperirilor ne-a permis să formulăm o ipoteză a originii și evoluției păsărilor din strămoșul lor dinozaur. Primele păsări au apărut în perioada Jurasică (acum între 201 și 145 de milioane de ani). Troodontidele și dromaeosauridele – „dinozauri cu pene” – au fost mult timp considerate a fi strămoșii cei mai apropiați ai păsărilor moderne.

Reptilele au dobândit capacitatea de a zbura după stăpânirea copacilor. Menținând ghearele pe membrele lor din față și pe membrele posterioare puternice, dinozaurii s-ar putea cățăra în copaci. În procesul de evoluție, aceștia au dobândit capacitatea de a aluneca folosind solzi modificați, care au devenit ulterior pene. Potrivit unei alte ipoteze, reptilele au învățat să zboare „de la pământ”, sărind după insecte.

TOP 4 articolecare citesc împreună cu asta

Ipoteza „dinozaurului” bine coordonată a primit oponenți când, în 1991, în Texas, Shankar Chatterjee a găsit două păsări fosile - protoavis, care au trăit acum 220-200 de milioane de ani, adică. Cu 50-70 de ani mai devreme decât Archaeopteryx. Spre deosebire de „pasărea bavariană”, Protoavis are mai multe caracteristici comune cu păsările moderne. Aceasta înseamnă că teropozii care au trăit mai târziu decât Protoavis sunt în cel mai bun caz „frați” și nu strămoși direcți ai păsărilor. Această ipoteză a fost susținută activ de paleontologul Evgeny Kurochkin.

Descoperirea lui Chatterjee a fost întâmpinată cu critici dure. Mulți paleontologi cred că Chatterjee a găsit o himeră - oase aparținând diferitelor animale. Nu este științific să se bazeze o ipoteză pe astfel de date.

O reptilă asemănătoare cu Archaeopteryx, Scansoriopteryx, este clasificată de unii paleontologi drept pasăre, ceea ce pune la îndoială și ipoteza originii păsărilor din dinozauri.

Ce am învățat?

Unele specii de dinozauri aveau pene, ceea ce poate indica originea păsărilor din dinozauri. În același timp, mai multe descoperiri resping această ipoteză și sugerează că păsările descind dintr-un strămoș comun cu dinozaurii.

Test pe tema

Evaluarea raportului

Evaluare medie: 4.1. Evaluări totale primite: 158.

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 timp 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; Giganții 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 au fost 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 însumat cu imagine 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 zăcămintele 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-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, ei 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 și enantiornithis, având un număr mare de trăsături comune cu dinozaurii teropode, au descins cel mai probabil din aceștia, încununând una dintre încercările reptilelor de a stăpâni mediul aerian. Din păcate, nu a avut succes. Arheopteryxurile au dispărut în perioada jurasică, iar enantiornitele 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 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. În cele din urmă, doar fantail-urile au dat un 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

Cele mai senzaționale descoperiri paleontologice ultimii ani asociat cu provincia Liaoning din nord-estul Chinei. Localitățile cretacice din această regiune sunt cunoscute specialiștilor încă din anii 1920. Anterior, acolo erau găsite în cantități 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 separate 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 depozitele 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 că multe animale sunt reprezentate acolo nu doar de schelete, ci și de amprentele țesuturilor moi, tegumentelor externe (piele, solzi, blană, penaj), organe interne și chiar conținutul sistemului lor 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, provenind din diferite grupuri de reptile (desigur, simplificăm inevitabil scenariul evolutiv, omițând întregul complex de dovezi faptice deja publicate în lucrări științifice speciale, dar noi încercaţi să transmiteţi corect esenţa 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. Pe ea se dezvoltă multe „tulpini” separate 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 era 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 sa oprit creștere în continuare. 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 reale 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 din cauza 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, după 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 cățăra copacii de-a lungul trunchiurilor, strângându-i cu labele-aripi din față, deoarece ghearele de pe degete erau îndoite spre exterior. Atunci la ce au fost folosite ghearele astfel orientate? Credem că, pentru a se ține de ramurile din jur cu un sprijin nesigur pe picioarele din spate - la urma urmei, degetele de la picioare nu au prins complet ramura. 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.

Atunci cum au ajuns aceste păsări timpurii și dinozauri teropode, cu dorința lor de a zbura, să urce 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, nu pentru a învăța 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 asta, aia și a treia 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