Как полетели динозавры: ящеры-квадрокоптеры, обратные птицы и их потомки - Андрей Юрьевич Журавлёв

Все, кто пытался оспорить близкое родство динозавров и археоптерикса, а значит, и птиц, ссылались на несколько важных контрдоводов. Это отсутствие у динозавров вилочки, разный счет пальцев на передних лапах, неперьевая природа динозавровых монофиламентов и явный временной парадокс: археоптерикс древнее многих пернатых ящеров, которые вроде бы ему в предки годились.

Проблемы с вилочкой проявляются, если следовать закону Долло о необратимости эволюции: потерянного не вернешь. И ранние динозавры этой косточки лишились. Однако вилочка возникла вновь уже у первых теропод. В этой группе хищников и прослеживается ее происхождение. Оказалось, что она бывшая межключичная кость, а совсем не слившиеся ключицы, как раньше считали. Кость эта «прогибалась» между коракоидами: сначала была Т-образной, затем стала Y-образной, как у позднетриасового целофиза, а у археоптерикса и многих манирапторов приобрела V-образную форму. В конце концов она дотянулась до грудины, когда та встала на свое место.

Что случилось с передней лапой динозавров, просматривается в эволюционном ряду этой группы: сначала, как у триасовых эрреразаврид, уменьшился в размере (длине и числе фаланг) элемент под номером V (внешний), потом IV, как у юрских аллозавроидов. Элементы I–II–III сохранились без изменений. Дальше, как мы уже знаем, у некоторых осталось лишь по два пальца или вообще по одному. Вроде не обсчитаешься?

Для специалистов это означает, что между кистями птиц и динозавров нет ничего общего. Совсем. Ведь у пятипалых созданий вроде нас с «очевидной конечностью» (если следовать научной терминологии) главная ось проходит через «безымянный» (IV) элемент. Если эту схему наложить на куриное или археоптериксовое крыло, то получается IV–III–II. В эмбриональном развитии птиц сначала формируется крайний (IV) перст, на который указывает главная ось конечности, проходящая через локтевую и соответствующую ей запястную кости, а затем внутренние (III и II). Итоговая «распальцовка» — и есть искомые IV–III–II. Расчет окончен? Всего-то пять «ответвлений», а какой дремучий эмбрио-палеонтологический лес, где заблудилось немало ученых.

Кто же все-таки «считает точнее» (птицы или динозавры?), можно проверить, изучая генетическую подоплеку развития конечности. Проверили. Зачаток крыла действительно разворачивается под влиянием того же блока генов-регуляторов (Hox-кластер), что и пятипалая конечность, и последовательность его развития зависит от степени пространственно-временной выраженности этих генов. Тогда «второй» птичий палец — это все-таки первый (уже без всяких кавычек) элемент «очевидной конечности», как у кроликов, крокодилов или динозавров. А главная ось определяет взаиморасположение будущих костей в зачаточной конечности, но не порядок расчета пальцев. Понятно, что это гипотеза, хотя и обоснованная. Возможны и другие генетические «сдвиги» в развитии птичьей кисти, чтобы получились искомые «раз-два-три». Тем более что и ранние динозавры использовали все эволюционные возможности, чтобы «досадить ученым»: число фаланг и костей запястья у них различалось даже в пределах популяции.

Временной парадокс — потомок (археоптерикс), встречающийся раньше «предков» (пернатых и крылатых манирапторов), — совершенно естественное явление в палеонтологической летописи. Все группы организмов со временем разделяются на множество разных независимых линий. Одни из них вымирают, другие продолжают существование, эволюционируя в разном темпе. Пример тому — латимерия, сохранившая множество признаков, свойственных общим предкам всех наземных позвоночных, включая тех, кто вернулся в водную стихию. Правда, и она сама отнюдь не образец неизменности, так как обрела черты, несвойственные даже ее мезозойским предтечам (скажем, утратила легкое).

Непосредственными предками археоптерикса были крылатые тонкохвостые паравесы (рис. 3.4.4), которых в последние 15 лет особенно много открыли в позднеюрском лагерштетте Яньляо на северо-востоке Китая. (А остромия нашлась по соседству от него самого.) Эти озерные отложения сформировались на 10–12 млн лет раньше зольнхофенских лагерштеттов.

Особенно много (более 200) в них застыло скелетов анчиорниса Гексли (Anchiornis huxleyi) — динозаврика величиной с археоптерикса и тоже с перьевыми «закрылками» на задних лапах, но с более зубастым, высоким, закругленным спереди черепом и шейными ребрами (рис. 14.8). Маховые и кроющие перья у него мельче, с симметричным округлым кончиком и непрочно сцепленными бородками и бородочками, т.е. менее пригодные для полета. Задние лапы анчиорниса, наоборот, были длиннее, чем у археоптерикса, и росли быстрее других частей тела. Тело же покрывали перышки с раздвоенным опахалом на коротком стержне. Среди прочих анчиорнитид (Anchiornitidae), как именуют эту группу, встречались и совсем уж длинноногие создания, явно способные к быстрому бегу, но не к полету.

Рис. 14.8. Скелет анчиорниса (Anchiornis huxleyi) с маховыми перьями на задних конечностях, длина черепа 5 см; позднеюрская эпоха (160 млн лет); Яньляо, пров. Ляонин, Китай (Пекинский музей естественной истории; commons.wikimedia.org)

Когда находок одной и той же окаменелости становится много, жди сюрприза. Один из распластанных в породе анчиорнисов сохранился вместе со своими погадками. Это комочки непереваренной пищи, отрыгиваемой птицами, чтобы не тратить желудочный сок и время на чьи-то минеральные кости и чешую. Да и если нужно быстро взлетать, поднимать с собой лишний вес тоже незачем. Погадки свидетельствуют: перед смертью покойный анчиорнис был здоров, проглотил несколько ящериц и сильно чешуйчатых юрских рыбок. Важнее же всего то, что пищу он переваривал как птица. Его желудочный сок был очень кислым (остатки пищи плохо распознаются), и антиперистальтические сокращения пищевода и мышечного отдела желудка выталкивали неперевариваемые остатки назад, точнее, обратно вперед. Это еще одна важная черта, которую птицы обрели, пока были динозаврами.

Более примитивный облик имели «ровесники» археоптерикса компсогнатиды (Compsognathidae) — их скелеты даже путали. Однако перьевой покров у компсогнатид был совершенно иным: он состоял из монофиламентов длиной от 1,3 до 4 см на разных участках. Его удалось разглядеть у раннемелового представителя этой группы — синозавроптерикса из чжэхольских отложений (рис. 12.1). Туда этот хищник попал, предварительно отобедав крупной ящерицей, и незадолго до того, как должен был «разродиться» — отложить яйца, которые так и остались в его парном яйцеводе. Шкура ящера несла бессчетные «протоперья» — тонкие трубчатые монофиламенты. Одно время пытались доказать, что это и не перьевые образования вовсе, а «растрепанные» коллагеновые волокна шкуры. Однако, в отличие от коллагена, кератин содержит меланосомы — они и были обнаружены в монофиламентах. (Окрас динозаврика оказался весьма примечательным: рыжевато-бурая голова и спина, светлое брюхо и поперечно-полосатый хвост.) А близкий родственник компсогнатид юравенатор (Juravenator), само название которого говорит о его геологическом возрасте, сочетал монофиламенты