Книга: Летающие ящеры и древние птицы

Пернатые динозавры

Пернатые динозавры

Если четкие отпечатки перьев на литографическом сланце говорили ученым, что археоптерикс — птица, то отпечатки костей сообщали, что он — рептилия. Собственно, если бы не перья, никто бы «первоптицу» за птицу и не принял. Но если археоптерикс, действительно, столь близок к рептилиям, то к каким именно?

В 1870 году, то есть еще даже до находки берлинского археоптерикса, великий английский естествоиспытатель, эволюционист и философ Томас Гекели впервые высказал гипотезу, что птицы произошли от динозавров. Кстати, этот ученый приходится дедом знаменитому писателю Олдосу Хаксли, хотя в русской традиции и утвердилось разное написание их фамилий. Впоследствии эта гипотеза была поддержана и развита другими палеонтологами и эволюционистами, но главной позиции в вопросе происхождения птиц, вплоть до последнего времени, не занимала. Однако относительно недавно ситуация изменилась. Большое количество сенсационных находок, а также развитие особых методов анализа полученных данных привело многих современных ученых к сенсационному выводу. Археоптерикс не просто родственник динозавров, а самый настоящий динозавр — только в перьях. А раз так, то и всех птиц на этом основании можно отнести туда же. Они — особая эволюционная ветвь динозавров, приспособленных к полету и покрытых видоизмененными чешуями — перьями. Чтобы понять, как палеонтологи объединили тираннозавра и колибри, нам придется ненадолго перенестись… в Китай.

Ляонин — провинция на юго-востоке Китая. Она знаменита прежде всего своим сельским хозяйством. Ляонинские фермеры и были первыми людьми, которые обратили внимание на всевозможные «волшебные камни» с отпечатками то странных игольчатых цветов, то сетчатых крыльев, то чьих-то костей. Их регулярно находили в провинции, и они стали предметом любительского коллекционирования и прибыльной торговли.

Первые серьезные научные исследования в Ляонине были организованы совместно американскими и китайскими палеонтологами. И сразу пошли открытия и сенсации. В начале 90-х годов XX века в Китае была обнаружена уникальная доисторическая природная среда, известная теперь под названием «Джехольская биота». Ископаемые остатки растений, насекомых, рыб, рептилий и птиц прекрасно сохранились здесь, так как были погребены под слоем вулканического пепла. По-видимому, извержение неожиданно накрыло древний водоем и остановило кипевшую в нем и возле него жизнь, подобно тому, как извержение Везувия похоронило Помпеи и Геркуланум.

Самыми сенсационными среди джехольских находок стали оперенные динозавры. Все началось в 1994 году, когда фермер Ли Инь Фан для каких-то хозяйственных нужд расколол большую каменную плиту и обнаружил на разломе хорошо сохранившийся скелет странного животного, похожий на скелет индюшки. Ли Инь Фан заподозрил, что нашел нечто важное, и сообщил о находке властям. Те прислали специалистов-палеонтологов, и в 1996 году был описан первый в мире динозавр, у которого на теле вместо положенных чешуек росли перья. Китайские палеонтологи назвали его синозавроптериксом, что значит — китайский оперенный ящер. Ученые еще не знали тогда, что за первым китайским пернатым динозавром последуют другие, не менее китайские. Самое удивительное в этой находке было то, что перья у синозавроптерикса были, а вот крыльев — никаких. Вместо них — небольшие передние лапки с когтистыми пальцами и сильные, очень похожие на птичьи, ноги. Еще ящер обладал клювоподобными зубастыми челюстями и очень длинным хвостом. На него приходились две трети всей длины тела синозавроптерикса, которая составляла примерно 1 м 20 см. Внутри скелета обнаружили остатки черепов трех мелких млекопитающих, очевидно, съеденных динозавром.

Находка первого динозавра, покрытого перьями, заставила ученых серьезно задуматься. Раньше перья считались привилегией птиц. Неужели синозавроптерикс — птица, возможно вторично утратившая способность к полету? Но при этом строение его скелета однозначно указывает на то, что он — динозавр. Как же так? К счастью для палеонтологов, им не пришлось строить фантастические гипотезы, опираясь на единственную находку. За первым пернатым динозавром вскоре последовали другие.

В 1998 году был описан каудиптерикс.

Его имя означает «оперенный хвост». Каудиптерикс был примерно такого же размера, как синозавроптерикс. У него тоже были сильные, длинные птичьи ноги. Однако хвост был короче, и небольшие зубы сохранились только на верхней челюсти.

Перья же на передних конечностях и на хвосте были длиннее, чем у синозавроптерикса, но все равно — слишком короткими, чтобы летать. Исследовав скелет каудиптерикса, ученые обнаружили, что он имеет несколько общих черт со скелетом «первоптицы» археоптерикса, хотя несомненно относится к динозаврам. Загадки продолжались.

Ляонине нашли еще одного птицеподобного ящера. Его так и назвали — синорнитозавр — китайский птицеящер. Двойственный характер этого динозавра из китайской провинции был настолько очевиден, что даже закрепился в названии. Синорнитозавр внешне был похож на синозавроптерикса, но по строению скелета четко относился к дромеозаврам — известной группе хищных динозавров. При этом некоторые кости в плечевом и тазовом поясах синорнитозавра были очень похожи на кости современных птиц.

Наконец, в 2003 году, в Ляонине нашли совсем уж удивительное существо. Его можно было бы назвать четырехкрылым динозавром. Животное было не очень большого размера — примерно 80 см в длину. На передних и задних конечностях у него росли длинные маховые перья — это было четко видно на каменных отпечатках! Довольно мощное оперение было и на хвосте, который состоял из 26 позвонков. Оперение говорило о несомненной способности вновь открытого существа к полету. При этом, строение скелета тоже позволяло отнести ящера к дромеозаврам — абсолютно наземной, как думали раньше, группе динозавров. Четырехкрылого назвали микрораптором, что значит — «маленький хищник». Микрораптор, скорее всего, питался насекомыми, которых ловил, летая между деревьями. Два дополнительных «ножных» крыла позволяли ему лучше маневрировать в полете.

Китайские пернатые ящеры из провинции Ляонин произвели настоящую революцию в палеонтологическом научном мире. Ученым стало ясно, что четкую границу между птицами и динозаврами провести очень трудно. Раньше эволюционную линию птиц начинали от археоптерикса. Теперь оказалось, что были существа, более близкие к современным птицам, чем он, но, при этом — четко относящиеся к динозаврам. В связи с этим вспомнили и еще об одном ящере, известном палеонтологам с XIX века.

Называется он троодон. Его ископаемые остатки впервые обнаружили в 1855 году в Северной Америке. Он был одним из первых динозавров, найденных на этом континенте. Слово «троодон» означает «ранящиезубы». Хотя теперь специалисты подозревают, что зазубренные края острых резцов троодона говорят о том, что он был растительноядным. По сравнению со многими другими динозаврами, ящер был не очень крупный — около 2 м в длину и 1 м в высоту. У него был длинный хвост, сильные задние конечности и короткие передние. Из-за плохой сохранности остатков североамериканского ящера ничего нельзя было сказать о том, что покрывало его тело. Честно говоря, до китайских открытий никто об этом и не задумывался. Что могло покрывать тело нормального динозавра? Чешуя, конечно. В XIX веке никому и в голову не приходило записывать троодона в пернатые ящеры. Поражал ученых он совсем другим.

Дело в том, что некоторые скелеты троодонов были найдены в положении, характерном для птиц, насиживающих яйца. Причем под телом ящера было настоящее гнездо с кладкой. Динозавр на гнезде — это нечто невероятное. Ведь всем известно, что рептилии — холоднокровные животные. Зачем же им насиживать яйца? Теплее от этого птенцам в скорлупках не станет. Не найдя ответа на этот вопрос, ученые сначала решили, что, возможно, самка троодона сидела на гнезде исключительно для защиты своего потомства — чтобы никто не позарился на вкусные и питательные яйца.

Однако после китайских находок отношение к североамериканской «наседке» изменилось. А что если предположить, что троодон тоже был покрыт перьями? В таком случае, вполне вероятно, что сидение на гнезде имело не только защитный смысл. Ведь перья гораздо лучше сохраняют тепло тела, чем чешуя. Не в этом ли их первоначальный смысл? Может быть, троодон и пернатые динозавры из Ляонина были теплокровными? Конечно, доказать это предположение, имея на руках только костные остатки и окаменевшие отпечатки ящеров, невозможно. Но если оно окажется верным, то еще одно важнейшее отличие птиц от рептилий — теплокровность — исчезнет.

Чтобы попытаться установить истиную степень родства птиц и динозавров, американские ученые применили специальные компьютерные программы, которые называются кладистическими. Эти программы оперируют тысячами признаков организмов и, анализируя различия и сходства, выявляют родственные отношения. В результате обработки данных такой программой создается так называемое филогенетическое древо. Оно напоминает генеалогические древа, которые иногда рисуют для себя члены одной человеческой семьи. На таких древах обычно видно, кто у кого родился. Филогенетическое древо показывает, какая группа организмов от какой произошла в процессе эволюции.

В случае с динозаврами и птицами американские исследователи вынуждены были оперировать только теми признаками, которые можно было увидеть непосредственно на ископаемых отпечатках. Тысячи результатов измерения и описания костей и скелетов пернатых динозавров, троодона, археоптерикса и других древних птиц внесли в компьютер и включили программу. Результат получился фантастическим. Птицы оказались вместе с динозаврами «на одной ветке» филогенетического древа! Американским палеонтологам ничего не оставалось, как признать: птицы — это просто разновидность ящеров.