Ученые решили выяснить, как динозавры превратились в птиц

Новое исследование, рассматривающее структуру перьев у динозавров, похожих на птиц, проливает свет на одно из самых замечательных изобретений природы – полет и его эволюцию

Исследователи из Университета Бристоля, Йельского университета и Калгари доказали, что доисторические птицы были обладателями намного более примитивной версии крыльев, чем те, которые мы видим сегодня, – с жесткими слоями перьев, действующих как простой аэродинамический профиль для скольжения.

Детальное изучение самых ранних динозавров вида теропод предполагает, что перья были первоначально развиты для изоляции, основой которой были многократные слои для сохранения тепла, затем их форма развилась для выделения и маскировки.

Поскольку эволюция изменила конфигурацию перьев, их роль в аэродинамике и механике полета стала более очевидной. Естественный отбор более чем за миллионы лет изменил передние конечности динозавров в чрезвычайно эффективные покрытые перьями крылья, которые могли быстро изменить размах, форму и площадь. Эта способность оказалась ключевым фактором, который позволил динозаврам стать хозяевами неба.

Эта базовая конфигурация крыла оставалась более или менее неизменной в течение прошлых 130 миллионов лет. Крылья птиц имели слой длинных асимметричных перьев, равномерно распределенных по крылу, и короткие скрытые перья сверху. Они способны были отделять и перемещать эти перья в полете, чтобы набирать высоту, изменять направление и порхать.

Подобная конструкция крыльев позволяет птицам двигаться таким образом, чтобы производить подъем и толчок вперед одновременно. Это – невероятная способность, которой человек, постоянно развивающий технологии, все еще пытается успешно подражать.

Исследование, опубликованное 21 ноября в журнале Current Biology, рассматривает динозавра Аnchiornis huxleyi из рода анхиорнис и юрского археоптерикса Аrchaeopteryx lithographica. Последнему 155 миллионов лет, и широко распространено мнение, что это – самая ранняя известная науке птица, представляющая смешение особенностей динозавра и птицы.

Их крылья отличались от современных дневных птиц тем, что состояли из многократных слоев длинных перьев, что представляет собой ранние эволюционные эксперименты в развитии крыла. Хотя в отдельности перья были относительно слабы из-за того, что у них были тонкие стержни, наслаивание этих перьев на крыльях, вероятно, создавало сильную аэродинамическую поверхность.

Неспособность раздельно работать перьями предполагает, что взлет и полет на низких скоростях, возможно, были ограничены, что означает, что крылья прежде всего использовались в быстром скольжении или маховом полете.

Доктор Джэйкоб Винтэр из Университета Бристоля сказал: «Мы начинаем получать сложную картину того, как развились перья птиц со времени динозавров. Теперь мы видим, что перья развивались первоначально для изоляции. Позже в процессе эволюции начали развиваться более сложные лопаточные перья для выделения.

Эти перья, как оказалось, стали превосходными мембранами, которые, возможно, использовались для воздушного передвижения, которое только очень поздно в развитии птиц стало тем, что мы рассматриваем как маховый полет. Это новое исследование проливает свет не только на то, как птицы совершенствовали и эволюционно осваивали полет, но и более детерминировано то, как перья стали такими, какими мы их видим сегодня, – одной из самых удивительных и очень специализированных структур в природе».

Доктор Николас Лонгрич из Йельского университета добавил: «Детально изучая и анализируя окаменелости, мы теперь можем начать сопоставлять факты, чтобы восстановить всю картину того, как развилось крыло. Прежде казалось, что у нас были более или менее современные крылья, которые достались птицам с юрского периода.

Теперь ясно, что ранние птички были более примитивными и существовали переходные формы, связывающие птиц и динозавров. Когда мы движемся от анхиорниса к археоптериксу, а затем – к более поздним птицам, мы видим крыло, которое постепенно становится все более совершенным».