Походження птахів у результаті еволюції. Від кого походять птахи – птахи це динозаври! Коли і де з'явилися птахи

У серії робіт, опублікованих Остром (вчений з Єльського університету США в 1960-х роках), в яких він продовжив ідентифікацію сукупності загальних рис археоптерикса, дейноніхуса та інших тероподів. На основі цих досліджень він дійшов висновку, від кого походять птахи, що птахи є прямими нащадками малих динозаврів-тероподів.

Коли він збирав докази походження птахів у природних музеях Нью-Йорка та Парижа, то був використаний новий метод декодування зв'язків між організмами.

Від кого походять птахи – птахи це динозаври!

Цей метод, названий філогенетичною систематизацією, або більш загально кладистикою, став стандартом для порівняльної біології, застосування якого однозначно підтвердило висновки Острома. Кладистика групує організми виключно з урахуванням певних видів загальних рис, що особливо інформативними.

Цей метод базується на законі Дарвіна, згідно з яким еволюція продовжується за умови, що в певному організмі виникає нова спадкова риса, яка генетично передається його нащадкам. Цей закон свідчить, що дві групи тварин із загальним набором таких нових «придбаних» рис тісно пов'язані між собою, ніж із видами, і виявляють лише первісні риси.

Сьогодні родовід кладограма від теропод до птахів показує, що для скарбу птахів (Aves) вона складається з предка археоптерикса і всіх інших його нащадків. Вона є підгрупою широкої поклажі, яка поєднує так званих тероподів-манірапторів - підвиду тероподів-тетанурів, що походять від перших тероподів.

Ці архаїчні тероподи, своєю чергою, еволюціонували з нетероподових динозаврів. Кладограма показує, що птахи не лише походять від динозаврів, вони і є ними — саме так, як люди є ссавцями, хоча людина відрізняється від інших ссавців настільки, наскільки птахи — від інших плазунів.

Від кого походять птахи — глянувши на птахів із глибини перервних лісів ранньої Дрібниці помітимо лише незначну їхню схожість із сучасними. Ці ранні птахи могли проводити більшу частину свого життя на деревах, вміли сідати на гніздо, але немає доказів того, чи були здатні гніздитися, мати складний спів та мігрувати на довгі дистанції.

Вони не оперувалися як сучасні птахи, і не росли так швидко, як сьогодні. Однак немає сумніву, що виглядали вони досить дивно — з кігтистими пальцями та зубастими дзьобами. Однак, протягом ранньої крейди, деякі риси скелета стали подібними до сучасних, що дозволило непогано літати.

Тоді з'явилося і додаткове крильце — частина пташиного крила, необхідне управління польотом на малій швидкості, і навіть довгий перший палець, призначений для усадки гнізда.

Від кого походять птахи-орнітологи, продираючись крізь хащі через п'ятдесят мільйонів років, змогли б знову зустріти представників птахів дуже примітивного походження. Серед них можна було б дізнатися про ранніх представників сучасних видів.

Принаймні чотири основні ряди сучасних птахів — серед них давні родичі берегових птахів, морські гагари, качки та гуси — вже існували за кілька мільйонів років до закінчення Крейдяного періоду.

Більшість видів птахів еволюціонували протягом крейди, вимерли у цей час.

Від кого походять птахи — немає жодних підстав сумніватися, що всі види птахів — сучасні та вимерлі — походять від малих м'ясоїдних динозаврів-тероподів. Отже, сучасні птахи – це ніщо інше, як малі, пернаті, короткохвості динозаври-тероподи!

Перші теплокровні яйцекладні тварини. Тіло птахів покрите пір'ям, передні кінцівки перетворилися на крила, щелепи утворюють дзьоб. Птахи адаптувалися до різних довкілля, до різних джерел харчування і широко розселилися по Землі. Клас включає близько 9000 видів, які об'єднані у 40 загонів.

Птахів ділять на два підкласи: ящерохвістих і віялохвостих.

Підклас 1. Ящірохвості, або древні птахи. Сюди входить тільки археоптерикс – викопний птах.

Підклас 2. Віялохвости, або справжні птахи поділяється на три основні надзагони.

Надзагін 1. Безкільові, чи страусові. Сюди належить африканський, американський та австралійські страуси та ківі. Всі вони винятково бігають птахи з недорозвиненими крилами та плоскою, позбавленою киля грудиною. Розміри, крім ківі, дуже великі. Копчикова залоза відсутня.

Надзагін 2. Пінгвіни. Птахи Антарктиди, але, наслідуючи холодні течії, можуть проникати далеко на північ, місцями до екватора. Це не літаючі птахи, але чудово плаваючі та пірнаючі, які відрізняються від усіх інших птахів передніми кінцівками, видозміненими в ласти та примітивною цівкою. Найбільший - імператорський пінгвін має масу до 40 кг.

Надзагін 3. Кілеві. Сюди належать решта птахів, видів яких налічується близько 15 тис.

Основні ознаки птахів.

Тіло вкрите пір'ям, що виконує теплоізоляційну функцію і забезпечує обтічність тіла. Шкіра тонка, еластична, практично позбавлена ​​залоз.

Є тільки куприкова.

У скелеті відсутні зуби, відбулася їхня заміна на рогові чохли на дзьобі.

Перетворення передніх кінцівок на крила супроводжувалося перебудовою скелета та мускулатури кінцівок та плечового пояса.

Перетворення скелета та мускулатури задніх кінцівок та тазового пояса забезпечили можливість двоногого ходіння по твердому субстрату та плавання. У стопі з'явилася цівка, і лишилося чотири пальці.

Виникла пневматизація кісток, що збільшило їхню міцність. На грудині утворився сильний кіль.

Мускулатура диференційована сильніше, ніж рептилій.

Найбільш добре розвинена мускулатура, що приводить у рух крила.

Шлунок складається з двох відділів – залізистого та м'язового. Кишечник відкривається у клоаку. Для птахів характерне харчування найрізноманітнішою їжею, швидке травлення.

Повний поділ великого та малого кіл кровообігу сприяв кращому постачанню тканин киснем та поживними речовинами. Виникло чотирикамерне серце. Зберігається права дуга аорти, а ліва редукується. Артеріальний стовбур представлений двома судинами – легеневою артерією та правою дугою аорти.

Виникла інтенсифікація дихання з допомогою системи повітряних мішків, що з легкими.

Самі легкі невеликі, губчасті, що приростають до ребрів та хребта.

З'явилося подвійне дихання.

Відбувається прогресуючий розвиток переднього мозку та мозочка, у зв'язку з польотом ускладнюються органи почуттів, особливо органи зору.

Питання про походження та еволюцію птахів з'ясовано лише у найзагальніших рисах. Безперечно, що предками їх були древні рептилії. Відокремлення гілки рептилій, що призвела зрештою до птахів, треба віднести до початку мезозою (тріасу). Найближче до птахів стоять псевдозухії (Pseudosuchia), що дав початок динозаврам, крокодилам та деяким іншим групам рептилій. Серед них особливо виділялися орнітозухи (Ornithosuchus), що виявляють найбільшу морфологічну схожість із птахами. Подібно до птахів, вони пересувалися на задніх ногах, а передні кінцівки служили для схоплювання їжі. Хвіст був довгий. У будові тазу також були риси подібності, що зводяться до значного посилення освіти. Зовнішні покриви складалися з витягнутих лусок з поздовжньою віссю, від якої з боків відгалужувалися короткі борозенки, так що луска певною мірою за своєю будовою нагадувала перо.

Самі псевдозухії були дуже спеціалізованими рептиліями і були прямими предками птахів. Філогенетичні коріння останніх треба шукати серед ще більш давніх рептилій, що дали початок псевдозухіям. Еволюція цієї групи йшла, мабуть, шляхом пристосування спочатку до лазіння по деревах, у зв'язку з чим задні кінцівки залишалися знаряддям опори тіла на твердий субстрат, а передні кінцівки спеціалізувалися для лазіння шляхом пальців обхоплення гілок. Надалі розвинулася здатність перестрибувати з гілки на гілку. Луски, що покривають зовнішню частину передньої кінцівки, подовжилися, утворивши зачатки площини крила.

Нагадаємо про дивовижну здатність пташенят сучасних гоацинів лазити по деревах за допомогою пальців крила. Лазання по деревах викликало пристосування у вигляді протиставлення першого пальця задніх кінцівок решті пальців. Подальшим етапом було розширення країв лусок і перетворення їх на пір'я, які в першу чергу розвинулися на крилах і хвості, а в подальшому поширилися по всьому тілу. Поява пір'я не тільки дозволило літати (спочатку, мабуть, тільки перепархувати), а й відігравало дуже важливу термоізоляційну роль, тобто значною мірою зумовило гомойотермність птахів.

Безпосередніх предків птахів поки що не виявлено. У палеонтологічному літописі є чотири факти знахідок дивовижних тварин, які у певному сенсі проміжне положення між рептиліями і птахами. У минулому столітті в юрських відкладах було знайдено спочатку відбиток пера, а потім два порівняно повні кістяки. По одному з них був описаний археоптерикс, по іншому – близький до нього археорніс. Пізніше було підтверджено, що археорніс не є самостійним видом і був описаний по іншому відбитку археоптерикса. У цих тварин, безумовно, пташиними рисами є пір'яний покрив, видозмінені в крила передні кінцівки, шаблеподібні лопатки, зрощені в дужку ключиці, будова таза, наявність в задніх кінцівках плюсни - цівки - і першого пальця, протиставленого трьом іншим. Поруч із зазначеним тваринам властиві багато рис рептилій: відсутність рогового дзьоба. Наявність зубів, довгий (близько 20 хребців) хвостовий відділ хребта, вузька та без киля грудина, черевні ребра. Три пальці передніх кінцівок були своєрідні, добре розвинені та озброєні кігтями; таз з'єднаний з чотирма - шістьма хребцями, а не зрощений, як у птахів.

Аналіз будови археоптериксів дає основу припущень про їх спосіб життя. Це були дерев'яні тварини, які могли перепархувати і планувати, але не літати. Про це говорять слабкий скелет передніх кінцівок, вільні пальці, слабка, без киля, грудина та гладка поверхня кісток крила, що свідчать про відсутність потужної літальної мускулатури. Судячи з будови тазу, вони відкладали дрібні яйця, розміром ¼ курячих яєць. Слабкі зуби говорять про харчування комахами чи плодами. Вони навряд чи могли ходити на одних задніх ногах, але добре лазили по деревах, на що вказує будова кінцівок та поясів.

Жодних ланок, що зв'язують першоптиці зі справжніми літаючими птахами, не виявлено. З відкладів крейдяного періоду відомі дві дуже своєрідні групи птахів: іхтіорніс (Ichthyornis) і гесперорніс (Hesperornis). Гесперорніс був водними птахами, які не мали здатності до польоту. Крильв був, і передні кінцівки вони представлені лише рудиментами плеча. Грудина не мала кіля. Птахи вели водний спосіб життя і веслування під час плавання добре розвиненими задніми ногами. Зовні вони дещо нагадували гагар. Іхтіорніс були добрими літунам і, про що можна судити по розвиненому скелету крила і великій грудині з високим кілем. В обох груп щелепи були озброєні зубами.

У третинний період з'являються типові птахи дуже близькі до сучасних. В еоцені ще зустрічаються зубаті форми (Odontopteryx), систематично близькі до сучасних веслоногих, але вже з'являються горобці, стрижі, дятли, сизоворонкові, кулики та інші сучасні групи. В олігоцені і особливо в міоцені близькість складу орнітофауни стає ще більшою. З'являється дуже багато представників сучасних пологів: філіни, сови, фламінго, чаплі, чибіси, рябки, гагари, чайки, лиски, гуси і т.д.

p align="justify"> Резюмуючи викладене, приходимо до висновку, що предками птахів були раннемезозойські рептилії, систематично близькі до псевдозухій. Спочатку вони представляли наземних тварин, що бігають лише на задніх ногах.

Передні кінцівки мали хапальну функцію. Надалі спосіб життя став деревним лазаючою. Почала розвиватися здатність до перестрибування, а потім і до польоту, що планувало, що було пов'язано з розростанням і подовженням лусок. З'явилася здатність перелітати з гілки на гілку, з дерева на дерево і назад. Розвиток цієї можливості призвело до виникнення польоту. Вихідним середовищем для птахів був ліс. Про це свідчить і те, що найбільша кількість видів птахів та найбільша різноманітність екологічних типів ми зараз знаходимо в лісі.

Поруч із пристосуванням до польоту йшло вдосконалення багатьох характеристик будови. Поява пухового покриву служило найважливішою передумовою гомойотермности.

Так теорія Дарвіна отримала ще одне, причому, дуже вагоме підтвердження. Первоптицы, скелети яких було знайдено в сланцевих кар'єрах Баварії, жили Землі близько 160 мільйонів тому - в мезозойскую епоху геологічного розвитку, точніше наприкінці юрського періоду. Мезозойська епоха була століттям плазунів, часом найвищого розквіту цього класу хребетних. Вони жили і у воді, і на суші, і в повітрі. Вони досягали часом величезних розмірів. Розмах крил деяких літаючих птеранодонів, наприклад, дорівнював 6-7 метрам. Це були найбільші літаючі тварини з усіх, що коли-небудь жили на Землі.

Першоптиці мали відносно невеликі розміри. Археоптерикс лише трохи перевершував за величиною голуба. Він погано літав і пересувався літаючим польотом від дерева до дерева або з дерева на землю. З землі він знову підіймався вгору стовбуром дерева, чіпляючись за кору кігтями пальців ніг і крил. Слабкі щелепи, усіяні дрібними зубками, свідчать, що археоптерикс був хижаком. Швидше за все цей птах (зоологи-систематики твердо включають археоптерикса в клас птахів, відносячи його, проте, до окремого підкласу древніх птахів) харчувався плодами та ягодами, не гидуючи також дрібними комахами та хробаками. За викопними залишками неможливо сказати, яким було забарвлення пір'я археоптерикса. Однак є підстави припускати, що вона була різнобарвною, що маскує птицю на тлі рослинності.

Походження першоптиц від плазунів безперечно. Правда, палеонтологам не вдалося ще знайти всі сходи, якими йшла . Але вони дійшли одностайного висновку, що предками птахів були дрібні плазуни з групи псевдозухій, які жили спочатку на рівнинних, подібних до степу просторах, місцями вкритих невеликими скелями. У них були збільшені задні кінцівки, великі мозкові порожнини, що полегшували вагу черепа, - ці ознаки дозволяють зробити висновок, що тіло їх випрямлялося і тварини прагнули ходити на задніх кінцівках. Згодом деякі з цих плазунів пристосувалися до життя на деревах, як, наприклад, склеромохлус.

Якщо у степових прямоходящих видів передні кінцівки поступово ставали непотрібними і зменшувалися в розмірах, дерев'яним плазунам вони були потрібні для того, щоб лазити по гілках. Завдяки цьому вони збереглася важлива передумова виникнення крил.

Викопних залишків перехідної форми між плазунами та птахами поки що не вдалося знайти. Але можна припускати її існування. Палеонтологи навіть уявили собі зовнішній вигляд цієї пра-птиці. На цій стадії розвитку луска вже перетворилася на пір'я, яке допомагало тварині здійснювати парашутуючі польоти з гілки на гілку або з дерева на землю.

Від праптиці вже неподалік археоптерикса. Покрив з пір'я не тільки підняв найдавніших птахів у повітря. Він сприяв підтримці постійної температури тіла. Вперше в еволюції живого світу землі з'явилися теплокровні тварини. Так уявляють походження птахів вчені.

Лісові мешканці китайської провінції Ляонін 130 мільйонів років тому. На передньому плані ширяє маленький чотирикрилий динозавр - мікрораптор гуї. Катайорніси, що літають праворуч, теж птахами не вважаються. А ось зліва на гілці сидить конфуціусорніс, що представляє одну з близьких до птахів еволюційних ліній. Очевидно, що освоїти повітряне середовище у крейдяному періоді намагалися різні групи пернатих тварин.

Донедавна рання еволюція птахів являла собою чи не найтемнішу сторінку літопису викопних істот. І хоча останні палеонтологічні відкриття багато чого прояснили, прочитати її не вдається. Відомо лише те, що птахи походять від рептилій. Але яких саме? Прямі предки сучасних птахів так і не знайдені, а оперення та здатність до польоту неодноразово виникали у різних тварин мезозойської ери. Гіпотетичних предків — хоч греблю гати: серед них вважаються псевдозухії, орнітозухії, птерозаври, динозаври і навіть крокодили. А ось археоптерикса, знайомого кожному по картинці у шкільному підручнику, із цього списку доводиться викреслити.

Птахи поруч із комахами — головні жителі повітряних просторів Землі. Піднятися в небо та керувати своїми рухами у польоті їм дозволяють кілька пристроїв. По-перше, особливий скелет. Складно влаштоване крило здатне утримувати весь тягар тіла у повітрі. Його махові рухи залежать від будови плечового пояса, утвореного лопаткою, коракоїдом, грудиною і ключицами, що зрослися у вилочку. Там, наприклад, є трикісткове отвір, через яке проходить сухожилля м'язи, що піднімає крило вгору після його опускання. Щоб утримати пір'я хвоста, що служить у польоті кермом, кінець хребта утворив коротку і широку кістку — пигостиль. По-друге, допомагає літати птахам та оперення. Керованість у польоті забезпечують цілком певні пір'я: махові та кермові. Але є також пір'я, призначення яких в іншому: вони створюють обтічну форму тіла пернатих як при польоті, так і при пірнанні, служать теплозахисним покривом і, яскраво забарвлені, допомагають у спілкуванні між родичами.

Крім птахів серед хребетних нині вміють літати лише кажани та крилани. Однак у них принципово інша будова крила і немає пір'я, через що їхній політ не схожий на пташиний. У минулому ж розмаїтість літаючих та оперних істот була надзвичайно великою. Крім давно відомих птерозаврів та археоптериксів, палеонтологи виявили велику кількість незвичайних видів, про існування яких навіть не підозрювали. Схоже, тваринний світ не відчував нестачі бажаючих підкорювати небо.

Існують дві основні гіпотези набуття тваринами махаючого польоту: від швидшого бігу по землі або від стрибків і планування з якихось піднесених місць — дерев, піднятих у горах. Остання гіпотеза отримала непрямі підтвердження після знахідок у Китаї, у провінції Ляонін, різноманітних оперних динозаврів. Зараз більшість учених вважають, що літаючі види вийшли з середовища тих, хто мешкав у лісі, ймовірно, якихось зовсім дрібних, не більше голуба, видів рептилій і птахів. Їхні нащадки швидко пройшли примітивну стадію — планування з піднесених місць — і навчилися літати по-справжньому. Скільки на все це пішло часу, скільки видів змінилося до набуття птахами польоту? Ніхто не скаже, тому що знайдені палеонтологами літаючі істоти могли бути не першими, і початок еволюції пернатих, як і раніше, від нас прихований.

Довгий час вважали, що оперення птахів – це видозмінена мільйонами років еволюції луска рептилій. Проте результати нових досліджень змушують у цьому сумніватися. І оперення, і луска, як, втім, всі покривні утворення у хребетних тварин, зароджуються із клітин зовнішнього шару шкіри – епідермісу. Луска рептилій складається з так званого альфа-кератину - білка з короткими пептидними ланцюгами. Вона утворюється з ділянок одного зовнішнього шару епідермісу. При розвитку пера у птахів спочатку також утворюється горбок епідермісу, але формується він не одним, а двома його зовнішніми шарами. Потім цей горбок занурюється всередину шкіри, утворюючи подібність мішечка - фолікул, з якого і виростає перо. Причому матеріал для пера трохи інший - бета-кератин, складений довгими пептидними ланцюгами, а отже, еластичніший і міцніший, здатний підтримувати пір'яні пластинки. Альфа-кератин у птахів також присутній, він йде на утворення покриву дзьоба, пазурів та луски на цівках. Крім того, перо птахів має трубчасту будову, а луска рептилій суцільна. Очевидно, перо — це еволюційна новація, яка згодом довела свою корисність.

Оперення, яке легко набуває різної форми та забарвлення, відкрило перед пернатими майже необмежені можливості до різних видів польоту, розвитку сигнальних та розпізнавальних структур, освоєння багатьох екологічних ніш. Саме оперення допомогло птахам досягти тієї величезної різноманітності, яку ми зараз спостерігаємо. Майже десять тисяч видів — це більше, ніж решта наземних хребетних.

Якщо більшість оперених динозаврів не вміли літати, навіщо їм знадобився пух чи пір'я? Зрозуміло, що для польоту. Принаймні не відразу для польоту. Можливо, різноманітні пухові утворення виникли у хижих ящерів як термоізоляційний покрив, на що вказують дані палеоклімату. У середині та наприкінці тріасового періоду (230-210 мільйонів років тому), коли з'явилися перші динозаври, на Землі сталося похолодання. По околицях величезного материка Пангеї, єдиного на той час, з'явилися широтні кліматичні зони з вологим прохолодним кліматом. Тварини, що жили там, пристосовувалися до холоду, у тому числі за допомогою оперення. Навпаки, центр Пангеї займали сухі та пустельні області з високим рівнем сонячної радіації, оскільки хмарність у тих краях була рідко. Для захисту від випромінювання рептилій знову ж таки годилися пух і пір'я. Згодом пір'їни на кінцях передніх кінцівок, на хвості і на голові могли перетворитися на подовжені пір'я, що служили прикрасами або розпізнавальними ознаками. Вони й стали основою для появи літального пір'я у деяких динозаврів. Подібним чином оперення могли придбати інші рептилії, серед яких виявилися далекі предки птахів.

У птахах не значиться

Протягом майже 150 років, з моменту першої знахідки, археоптерикс вважався прабатьком сучасних пернатих. Фактично, крім знань про цю істоту, жодних інших даних про походження птахів у вчених тривалий час не було. Здавалося б, такі ознаки, як оперення та крила, незаперечно говорили про те, що археоптерикс — найдавніший птах. З іншого боку, за будовою черепа, хребта та інших частин кістяка він схожий з хижими динозаврами. Ці спостереження породили гіпотезу про виникнення птахів від стародавніх ящерів, що зараз стала особливо популярною.

Як часто трапляється у науці, одночасно знайшла підтримку та альтернативна гіпотеза. Давно висловлювані сумніви щодо прямої спорідненості археоптериксів і птахів (занадто різняться вони анатомічно) перетворилися на переконання, оскільки початку 1980-х років палеонтологи виявили і оперених динозаврів, і найдавніших птахів, та його близьких родичів. Знайшли й нові кістяки археоптериксів. Сьогодні їх відомо десять, усі — верхньоюрського віку (145 мільйонів років тому) з річки Альтмюль у Баварії. Останній екземпляр, який зберігся краще за інших, описаний наприкінці 2005 року, остаточно переконує, що археоптерикс походить від хижих динозаврів, але до сучасних птахів не має відношення. Він щось інше: не динозавр, але й не птах. Довелося пошукати іншого кандидата на роль предка пернатих.

Пуховик для динозавра

Про існування оперених динозаврів здогадувалися давно, але підтверджень не було. Вони з'явилися у 1990-х роках на території Китаю, у провінції Ляонін. Там палеонтологи виявили цілий цвинтар лісової флори та фауни віком 130-120 мільйонів років. Що робить подію унікальною, так це розкрита розкопками природна зона. Зазвичай для вивчення доступні морські або навколоводні угруповання тварин і рослин через кращі умови поховання. Лісові, степові чи гірські жителі минулого найчастіше не зберігаються у викопному стані, тому що швидко переробляються бактеріями на порох. А тут миттєвий знімок із життя лісу середини крейдяного періоду, зафіксований вулканічним попелом.

Перший виявлений скелет ящера зі схожими на пух короткими борозенками по контуру всього тіла — синозавроптерикс (Sinosauropteryx prima) викликав численні суперечки: не всі були згодні, що маленькі борозенки на скам'янілій глині ​​залишилися від пуху. Потім відкопали іншу істоту, у якої вже, без сумніву, на хвості та передніх лапах збереглися відбитки пір'я. За схожість з археоптериксом йому надали ім'я протархеоптерикс (Protarchaeopteryx robusta). На кінцівках іншого динозавра - каудиптерикса (Caudipteryx zoui) - пір'я росло ще густіше, а тулуб покривав пух.

Тепер описано більше десятка ящерів, оперених напрочуд різноманітно: від короткого пуху до справжнього асиметричного пір'я на кінцівках, що свідчать про здатність до польоту. Крім того, у скелеті цих хижих динозаврів виявилися деякі характерні лише для птахів ознаки: вилочка, гачкоподібні відростки на ребрах, пигостиль. Але все ж таки це були не птахи, а невеликі хижаки, які пересувалися в основному бігом. З довгими хвостами, зубасті, вкриті лускатою шкірою, з укороченими передніми лапами та довгими пазуристими пальцями. Судячи з будови скелета, в своїй масі по-справжньому літати, тобто махати крилами, вони не могли. Відомий лише один вид, що піднявся на сходинку вище. Це мікрораптор гуї (Microraptor gui) - найцікавіший екземпляр маленького дромеозавра, знайдений там же, у Ляоніні. Весь у дрібному оперенні, з чубком на голові. Його передні лапи покривали асиметричні (з вузькими зовнішніми та широкими внутрішніми опахалами) махове пір'я в точності, як у птахів. Задні лапи теж були в літальних пір'їнах, довших на плюсні і вкорочених на гомілки. Виходить не що інше, як чотирикрилий пернатий динозавр, який міг перелітати з дерева на дерево. Летун із нього, втім, виходив неважливий. У відсутність бінокулярного зору (коли поле зору обох очей перекривається) мікрораптор було точно націлюватися місце посадки і опускався на дерева, мабуть, досить ніяково.

Здавалося б, можна припустити, що птахи походять від хижих динозаврів, що парили серед дерев. Однак зробити це не дозволяють надто суттєві анатомічні відмінності між ними. Так що не варто поспішати та записувати оперених динозаврів у предки птахів.

Відбулися конкуренти

Пліч-о-пліч з опереними динозаврами жили енанціорніс, що по-грецьки означає «протиоптиці» - істоти особливо важливі для розуміння еволюції пернатих. Судячи з знахідок, це була найчисленніша і найрізноманітніша група літунів, що мешкали в крейдяному періоді.

Зовні енанціорніс дуже нагадували сучасних птахів. Серед них зустрічалися дрібні й великі види, беззубі та зубасті, бігаючі, водоплавні, дерев'яні, і, головне, вони всі чудово літали. У скелеті виявилося також багато знайомого: ті ж кістки крила, тулуба та задніх кінцівок. Тільки дещо інакше зчленовується в лопатці, дещо — у п'яті, гомілки та хребті. Дрібні на перший погляд відмінності. А в результаті – інша система піднімання крила та робота ніг. Більшість справжніх птахів можуть крутити лапами у різних напрямках: загорнути усередину, вивернути назовні. Хижакам, орлам і соколам це допомагає вправно схоплювати і утримувати жертву. Ноги ж енанцорнісів (багато з яких, до речі, теж були хижаками) влаштовані інакше, через що вони ходили по землі, швидше, незграбно перевалюючись з боку на бік, як гуси. Все це сильно віддаляє енанціорніс від справжніх птахів. Виходить, що їхня зовнішня схожість — формальна. Як хвіст водних ящерів іхтіозаврів схожий на хвіст риб, так лапи та крила енанцорнісів схожі на лапи та крила справжніх птахів.

Багато анатомічних особливостей ріднять енанціорнісів з хижими динозаврами. Це підтверджують знахідки в Монголії ембріонів усередині викопних яєць. Виявилося, що кістки кістяка остаточно формувалися у цих примітивних пернатих дуже рано. Суглоби у пташенят, що не вилупилися, вже були кісткові, як у динозаврів, а не хрящові. У пташенят сучасних птахів суглоби довго залишаються хрящовими і тільки через кілька місяців заміщаються кісткою, що росте. До того ж на поперечних зрізах кісток еванціорнісів видно лінії затримок росту, подібні до річних кілець на стовбурах дерев. Це говорить про те, що кістки у них не виростали за один сезон до остаточних розмірів, а формувалися циклами протягом кількох років, сповільнюючись у холодні пори року. Отже, протиптиці не могли підтримувати температуру тіла на постійному рівні, так само як і рептилії. Очевидно, саме хижі динозаври були предками энанциорнисов. Приблизно 67 мільйонів років тому ті й інші вимерли, не залишивши після себе нащадків.

Предок, якого може і не бути

Довгий час вважалося, що справжні птахи, або, як їх ще називають, віялохвости, з'явилися на початку кайнозойської ери, тобто не раніше 65 мільйонів років тому. І раптом посипалися знахідки віком 100, 130 мільйонів років із території США, Монголії та Китаю. Визначенням віку спочатку навіть не повірили, але подальші роботи підтвердили — так, за часів динозаврів та енанцорнісів віялохвости пернаті вже водилися. Виглядали вони зовсім як сучасні і навіть досягли деякого розмаїття. Звідки ж вони взялися, якщо розглянуті вище оперені і літаючі істоти не годяться їм у прабатьки? Нині існує лише одне припущення.

У 1991 році американський палеонтолог Шанкар Чаттерджі описав знайдену ним у штаті Техас незвичайну істоту, багато в чому схожу на птахів. Його вік - 225 мільйонів років, що на 80 мільйонів давніше за вік археоптерикса. Істоту назвали протоавісом техаським (Protoavis texensis) — «протоптицею», і небезпідставно. Його об'ємистий череп містив досить великий мозок з півкулями та мозочком, якого в пізньотріасовий час, коли він жив, не було в інших хребетних. Судячи з будови черепа, протоавіс мав бінокулярний зір і широко розставлені великі очі, що говорить про його здатність спритно полювати і добре орієнтуватися в навколишньому світі, як це властиво птахам. У скелеті протоавіса взагалі багато схожих з віялохвостими птахами рис, але пропорції тіла, короткі і потужні кінцівки, положення центру тяжкості вказують на те, що він не міг літати. І оперення в нього, мабуть, не було. Незважаючи на це, протоавіс більше схожий на справжню птицю, ніж археоптерикс, і на цей момент саме протоавіс можна вважати найближчим предком сучасних птахів. Якщо це, їх еволюцію слід вести немає від динозаврів, як від древніх рептилій, об'єднуються у групу архозаврів.

Знахідка протоавіса дозволила знайти відповідь ще на одне запитання: чим же відрізняються птахи від динозаврів? Оскільки птахи витрачають на політ величезну кількість енергії, рівень обміну речовин у них значно вищий, ніж у рептилій. У птахів витрата кисню при обміні речовин у розрахунку на один кілограм ваги в 3-4 рази перевищує цей показник у рептилій. Якщо швидкість обміну висока, отже, і шлаки з організму повинні виводитися швидко. Для цього потрібні великі потужні бруньки. У сучасних птахів у тазових кістках є три глибокі западини, в яких і розміщуються ці великі бруньки. Такі ж западини для нирок є і в тазових кістках протоавісу. Очевидно, його організм відрізнявся високим рівнем обміну речовин, невластивим рептиліям.

Все б добре, але реконструкція протоавісу багатьом палеонтологам не вселяє довіри. Його залишки залягали упереміж із кістками інших плазунів, за таких умов нехитро переплутати і порахувати за єдину істоту частини двох або навіть кількох різних тварин. Загалом, для остаточних висновків слід зачекати на інших знахідок, а сучасні птахи поки залишаться без прямих предків.

Втім, як і давні птахи без нащадків. Тому що простежити еволюцію птахів послідовно від початку остаточно не вдається. Прогалин ще достатньо. Зокрема, не знайдені проміжні ланки між стародавніми віялохвостими, у яких ще зберігалися риси рептилій — зуби, що ростуть з альвеол, черевні ребра і довгий ряд хребців у хвості, — і сучасними групами птахів. Несподівано, ніби звідки, наприкінці мезозойської ери з'явилися древні гуси, гагари, альбатроси, баклани та інші водяні птахи.

На правах гіпотези

Отже, ми побачили ряд дивовижних оперених істот, що мешкали на Землі принаймні наприкінці мезозою, на відрізку 145-65 мільйонів років тому. Тоді світ був сповнений тваринами, які прагнуть освоїти повітряний простір. Крім усюдисущих енанцорісових у морях Північної Америки водилися зубасті, схожі на олуш, іхтіорніси. Гесперорніс жили в пізньомелове час у морях стародавньої Євразії. У Європі ходили гаргантюавіси — незрозумілого кревності птаха розміром з індика. У лісах Монголії та Китаю мешкали деревні амбіортуси, ляонінгорніси та оперені динозаври. І ще багато трапляється одиночних форм, чиє становище на еволюційному дереві пернатих встановити складно. Чітко простежуються лише дві гілки: від протоавісів до віялохвостих птахів і від оперених динозаврів до археоптериксів і далі енанціорніс.

Відомий ряд копалин форм, які не просунулися далі за планування. У той час як справжній махаючий політ вдався тільки птерозаврам (ми тут їх не обговорюємо, тому що вони зовсім не мають відношення до птахів), мікрорапторів гуї, енанціорніс і справжнім віялохвостим птахам. Всі вони були успішними в освоєнні повітряного середовища. Птерозаври панували в повітрі протягом 160 мільйонів років, енанціорніс — щонайменше 80 мільйонів років. І тих та інших перевершили, ймовірно, в конкурентній боротьбі віялохвости птахи, що широко розселилися по планеті в останні 65 мільйонів років.

За минулі кілька десятків років палеонтологи показали, що паралельна еволюція — поширений шлях серед живих істот. Було кілька спроб серед безхребетних стати членистоногими, серед стародавніх риб вийти на сушу і стати амфібіями, серед рептилій стати ссавцями, серед рослин придбати квітковість і стати покритонасінними. Але зазвичай лише одна-дві з них виявлялися успішними надалі.