Эволюционный тупик: древние динозавры отрастили крылья, но разучились летать

Некоторые пернатые динозавры, возможно, ненадолго поднимались в небо — лишь затем, чтобы впоследствии утратить эту способность. Исследователи изучили редкие ископаемые останки с сохранившимися перьями и обнаружили неожиданную подсказку в характере линьки, которая показала, что динозавры рода Anchiornis, скорее всего, вообще не умели летать. Вместо аккуратной симметричной замены перьев, наблюдаемой у летающих птиц, у этих динозавров линька проходила хаотично и неравномерно — что характерно только для нелетающих животных, пишет ScienceDaily.

Ископаемые останки динозавров с сохранившимися перьями позволяют предположить, что некоторые из этих животных уже утратили способность к полёту. Как поясняет команда исследователей:

«Линька перьев кажется мелкой технической деталью, но при изучении ископаемых она способна изменить всё, что мы думали о происхождении полёта, подчёркивая, насколько сложной и разнообразной была эволюция крыльев».

Новое исследование, проведённое под руководством учёного из Школы зоологии и Музея естественной истории Штейнхардта при Тель‑Авивском университете, проанализировало редкие окаменелости с неповреждёнными перьями и обнаружило доказательства того, что эти динозавры не были способны к полёту. Эта необычная находка даёт редкую возможность понять, как жили животные 160 миллионов лет назад, и проливает новый свет на эволюцию полёта у динозавров и современных птиц. Исследователи отмечают:

«Это открытие имеет большое значение, поскольку показывает, что развитие полёта в ходе эволюции динозавров и птиц было гораздо более сложным, чем считалось ранее. Более того, некоторые виды могли приобрести базовые способности к полёту — а затем утратить их на более поздних этапах эволюции».

Исследование возглавил доктор Йосеф Киат совместно с коллегами из Китая и США. Оно опубликовано в журнале Communications Biology издательства Nature Portfolio.

Как эволюционировали перья динозавров

Доктор Киат, орнитолог, изучающий перья, поясняет, что динозавры отделились от других рептилий около 240 миллионов лет назад. Вскоре после этого (по эволюционным меркам) у многих видов развились перья — лёгкие белковые структуры, используемые для полёта и терморегуляции. Около 175 миллионов лет назад появилась группа пернатых динозавров, известная как Pennaraptora. Эти животные считаются отдалёнными предками современных птиц и были единственной линией динозавров, пережившей массовое вымирание в конце мезозойской эры 66 миллионов лет назад.

Учёные полагают, что Pennaraptora развили перья для полёта, однако изменения окружающей среды могли привести к тому, что некоторые виды со временем утратили эту способность — подобно современным нелетающим птицам, таким как страусы и пингвины.

Редкие окаменелости сохранили цвет и структуру перьев

В центре исследования оказались девять окаменелостей из восточного Китая, принадлежащих Anchiornis — пернатому динозавру из группы Pennaraptora. Эти образцы исключительно редки, поскольку благодаря уникальным условиям окаменения в регионе у них сохранились не только сами перья, но и их первоначальная окраска. У каждого экземпляра перья на крыльях были белыми с чётким чёрным пятном на конце.

Сохранившаяся окраска позволила исследователям подробно изучить структуру и рост перьев способами, которые обычно невозможны при работе с ископаемыми.

Характер линьки раскрывает способность к полёту

Доктор Киат поясняет, что перья растут в течение двух‑трёх недель, после чего отделяются от кровоснабжения и становятся неживым материалом. Со временем они изнашиваются и заменяются в процессе, называемом линькой. Этот процесс может указывать на способность животного к полёту.

«Перья растут в течение двух‑трёх недель. Достигнув окончательного размера, они отделяются от кровеносных сосудов, питавших их во время роста, и становятся мёртвым материалом. Со временем они изнашиваются, выпадают и заменяются новыми перьями — в процессе, называемом линькой. Этот процесс рассказывает важную историю: птицы, зависящие от полёта, линяют упорядоченно и постепенно, сохраняя симметрию между крыльями и способность летать во время линьки. У птиц, не способных к полёту, напротив, линька более хаотична и нерегулярна. Следовательно, характер линьки позволяет определить, было ли крылатое существо способно к полёту».

Изучив окаменевшие перья, исследователи выявили непрерывную линию чёрных пятен вдоль краёв крыльев. Они также заметили растущие перья, у которых чёрные пятна были смещены, что указывало на их продолжающийся рост. Детальный анализ показал, что характер линьки был нерегулярным, а не упорядоченным.

Доказательства того, что Anchiornis не мог летать

Доктор Киат сделал вывод:

«Основываясь на моём знании современных птиц, я определил характер линьки, указывающий на то, что эти динозавры, вероятно, были нелетающими. Это редкая и особенно важная находка: сохранившаяся окраска перьев дала нам уникальную возможность выявить функциональную особенность этих древних существ — а не только их анатомическое строение, известное по ископаемым скелетам и костям».

Он добавляет:

«Линька перьев кажется мелкой технической деталью, но при изучении ископаемых она может изменить всё, что мы думали о происхождении полёта. Anchiornis теперь пополняет список динозавров, покрытых перьями, но не способных к полёту, что подчёркивает, насколько сложной и разнообразной была эволюция крыльев».