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

с множественными чешуями очень разной формы. Поскольку похожие «волоски» покрывали шкуру ранних тираннозавроидов — дилуна и ютиранна, вероятно, они исходно «согревали» всех или почти всех целурозавров (и тираннозавроидов, и манирапторов).

Правда, некоторые птицы, например обычная индейка, носят на голове трубчатые щетинки — тоже кератиновые. Они развиваются непосредственно из кожного покрова. Такие выросты, скорее всего, красовались и на хвосте пситтакозавра, представлявшего совсем другую динозавровую ветвь. Для появления настоящих перьев нужны фолликулы, или перьевые сумки, где сосредоточены стволовые клетки, обеспечивающие постоянное обновление этих выростов. Клетки выстраиваются кольцом в воротничке сумки и начинают стремительно делиться, производя кератиноциты. По мере появления они выталкивают вверх предыдущее поколение таких же клеток, но уже отмерших, к которым присоединяются меланоциты, отвечающие за цвет и защиту кератина. Так постепенно вытягивается тонкая трубочка. Через некоторое время воротничок превращается в подобие плиссированного жабо, каждая столбчатая складка которого становится основой для отдельной бородки. Если они завиваются спиралью вокруг трубчатого зачатка, перо выходит контурное, а если нет — несомкнутое пуховое. На первых порах, пока перо не развернулось, его защищает роговой чехлик.

Поскольку у дилуна и синозавроптерикса часть монофиламентов ветвилась, эти выросты вполне могли закладываться в перьевых сумках. Обитавший по соседству с археоптериксом маленький, но большеголовый сциурумим (Sciurumimus), представлявший древнюю ветвь тетанур, похоже, тоже имел на «пушистом» хвосте перьевые сумки, поскольку его монофиламенты уходили глубоко в кожу.

Конечно, сильно расплющенные и отчасти минерализованные перья из лагерштеттов могли утратить исходную форму. Ведь если куриные перья смочить и нагреть, они меняются до неузнаваемости. По счастью, находки древних перьев в меловых янтарях подтвердили, что среди них были и ветвящиеся монофиламенты, и раздвоенные контурные перышки — в общем, весь набор мезозойских покровов. В окаменелых смолах все застывает почти мгновенно и в 3D-формате, даже если самому пернатому существу повезло вырваться из липкой ловушки (рис. 10.5).

Получается, что сначала перьевая «накидка» понадобилась как камуфляж и, возможно, для теплоизоляции. Почти все вышеназванные ящеры жили в отнюдь не тепличных позднеюрских и раннемеловых условиях Северо-Восточного Китая, где покров, сберегавший тепло, очень бы пригодился. Вероятно, так же выживали динозавры в приполярной австралийской части Гондваны, где встречаются все разновидности перьев, пусть и отдельно от самих динозавров. Однако анчиорнис и его длинноногие собратья если и размахивали крыльями, то не взлетая, ведь симметричные перья вряд ли могли создать достаточную тягу. У некоторых анчиорнитид вообще крылья были коротки — возможно, они годились для вспугивания по кустам мелкой живности. Так преследуют добычу некоторые нынешние хорошо бегающие птицы. (Если забылось, как именно, можно вернуться к главе об овирапторе.) Другим подходящим занятием для ящероптиц с подобными крыльями видится взбегание по наклонной плоскости. Зачем это нужно? Чтобы, скажем, забраться на дерево.

Можно подумать, что куда-нибудь в ветвистую крону археоптериксы или даже анчиорнисы поначалу влезали, чтобы расправить крылья и спланировать вниз, преодолев по воздуху изрядный и полный опасностей участок земли. А дальше сила тяготения сама летать научит: нужно только от планирования с помощью перьевого «парашюта» перейти на машущий полет. Но гравитация помогает падать, а никак не летать. Без развития летательных мышц ничего не получится. (Или получится как в древнем анекдоте: вы сначала нырять научи́тесь, а потом вам воду в бассейн нальют.) Так что переход от бега, во время которого машущие оперенные конечности, т.е. крылья, помогали держать равновесие, к полету представляется более рациональным техническим решением. «Вот так бы разбежалась, подняла руки и полетела…» [61] — вторит им героиня «грозовой» пьесы Александра Николаевича Островского.

Это далеко не умозрительное заключение: биофизики проверили его на азиатских кекликах — небольших родственниках куропаток, которые, будучи «горцами», чаще бегают, чем летают. Их птенцы уже через день после рождения взбираются по крутому скату под углом 60°, а в двухнедельном возрасте — под углом 75°. И помогают им совершить это «чудо антигравитации» крылья: чем сильнее развиваются летательные мышцы и чем длиннее становятся перья, тем бо́льших высот способны достичь растущие птички. Причем даже недоразвитые крылья обеспечивают подъем. Важно, чтобы они двигались под тупым углом к плоскости склона, а лапы обеспечивали достаточное сцепление с поверхностью: тогда крылья будут тянуть центр масс своего хозяина вверх. Значит, и крылья динозавров, неспособные обеспечить полет из-за формы перьев или строения плечевого скелета, могли использоваться для бега и лазанья по деревьям. Единственное, что требовалось сделать, — уменьшить вес тела до минимума, чтобы центр масс «не перевешивал». Если теперь мысленно вернуться к главе о тираннозавре и быстро пролистать книгу до микрораптора и археоптерикса, мы увидим, как преобразовывался скелет (особенно ориентация суставной ямки лопатки) и покровы у теропод и как уменьшались размеры этих животных, пока они из хищных динозавров окончательно не превратились в птиц. Чтобы взлететь, нужно было очень долго подниматься по лестнице эволюции…

Летал ли сам древнекрыл? И все широкое крыло целиком, и каждое его маховое перо в отдельности имели выпуклый аэродинамический профиль, создающий подъемную силу и противостоящий набегающему потоку воздуха. Более того, дуговидный стержень смещал центр парусности каждого пера ближе к вершине, создавая вращающий момент. И благодаря асимметрии опахала перья разворачивались под эффективным углом атаки (между набегающим потоком воздуха и плоскостью крыла), т.е. наиболее экономным способом влияли на подъемную силу. Археоптерикс явно в полете носом не клевал. У превосходных летунов (стрижей, соколов и колибри) перья наиболее асимметричные, у тех, кто в воздухе долго пребывать не любит (куриных), они менее неправильные. А, скажем, у «приземленного» пастушка-уэка из Австралии «маховые» перья симметричные — не такие, как у летающих пастушков.

С учетом площади всего оперения крыльев и хвоста (730 см2), удлиненности крыла (5,0) и положения задних лап под телом археоптерикс мог набрать критическую скорость полета около 20 км/ч и весьма ловко при этом маневрировать. Задним «крыльям», как у микрораптора, лучше подходила роль воздушного руля или закрылков. Наверное, так их и использовал археоптерикс, не имевший крылышек. Современные птицы вроде голубей и грифов, хотя и лишены таких украшений, тоже используют задние лапы для воздушных маневров. Однако слишком плотное налегание перьев не позволяло археоптериксу раздвинуть их, как это делает парящий коршун, и перейти на более экономный замедленный режим полета. Нагрузка при этом нарастает, и, противодействуя ей, птица раздвигает перья, создавая пространство, куда срываются вихревые потоки. Итак, ничто не мешало крылатому археоптериксу какое-то время находиться в воздухе. Однако, чтобы там оказаться,