Post o poreklu ptica. Poreklo ptica: karakteristike, zanimljive činjenice i opis. Značaj i zaštita ptica. Arheopteriks je direktni rodonačelnik modernih ptica

Mnogi naučnici vjeruju da su ptice evoluirale od malih teropodnih dinosaurusa. Ovdje je glavna stvar bila pojava perja = kao rezultat toga, neke životinje koje trče i penju su stekle sposobnost letenja.
Naučnici smatraju da je Archeopteryx prva ptica prava ptica, prvi put otkrivena 1861. Sudeći po izgledu, izgledao je kao križanac reptila i ptice sa nazubljenim kljunom, dugim koštanim repom i izraženim perjem. Poslednjih godina pronađeni su ostaci drugih pernatih reptila.

Prve pernate ptice.

Perje ima dvije važne funkcije: grije ptice i pomaže im da lete. Perje koje se koristi za grijanje je obično kraće i mekše, a ono uz pomoć kojeg ptice lete - tzv. letačko perje - veće je i zakrivljeno u obliku lepeze. Malo je vjerovatno da se perje obje vrste pojavilo u isto vrijeme kod ptica. Oni su prvi počeli uzgajati perje koje štiti od topline, a onda su, nakon miliona godina, neka od njih dobila drugačiji, potpuno poseban oblik, dizajniran samo za let. Nije poznato kada se tačno pojavilo perje. Prema nekim paleontolozima, neki privid perja već se nalazi u gmizavcu koji je živio, međutim, većina naučnika nije u potpunosti uvjerena u to. Najuvjerljiviji dokaz u tom smislu je prisustvo perja kao takvog kod malih teropoda, čiji su fosilni ostaci nedavno otkriveni u Kini. Na jednom od njih - sinosauropteryxu - sačuvani su jasni znakovi kratkog pahuljastog perja u obliku dugog češlja, koji se protezao duž vrata i čitavih leđa. To je već bio pernati dinosaurus, ali očigledno još nije znao da leti.

Uzletanje sa zemlje.

Sinosauropteryx se pojavio nešto kasnije od Archeopteryxa, iz čega je jasno da prvi nisu bili njihovi direktni potomci. U međuvremenu, sudeći po prisutnosti pahuljastog perja među precima letećih ptica, lako je zamisliti kako su izgledale mnogo prije punog perja. Ali mnogo važnije nije čak ni ovo, već kako su se krila razvila i, najvažnije, zašto? Prema jednoj teoriji, krila su se razvila kod predaka današnjih ptica kao posebna sprava za lov na insekte i druge male životinje. Dakle, prema ovoj teoriji, prve ptice, pokušavajući da prestignu žrtvu, poletele su sa zemlje i prestigle je u skoku, već u vazduhu. Zatim su, slijedeći istu teoriju, mnogo vremena kasnije, prednje šape prvih ptica počele da zarastaju u perje, što im je pomoglo da održe ravnotežu ili, možda, da zadrže plijen. Perje se postepeno rastezalo, a mišići na prednjim nogama ojačali su. Tako su, vjerovatno, nastale životinje, koje su jednog lijepog dana imale dovoljno snage da se dignu sa zemlje.

Avimim (lijevo) je bio pernati teropod, ali nije mogao letjeti. Arheopteriks (u sredini) je bio manji i lakši, sa dobro razvijenim perjem. U poređenju sa arheopteriksom, moderne ptice, poput golubice (desno), nemaju ni zube ni kandže na svojim krilima, sa mogućim izuzetkom Gaoqina, a repovi su im primetno kraći.

Drvene vjeverice.

Ova "teorija prizemnosti" bila je zasnovana na nekim od karakterističnih osobina pronađenih kod arheopteriksa, kao što je izuzetna snaga šapa. Međutim, prema većini paleontologa, moderne ptice su evoluirale od gmazova koji nisu živjeli na kopnu, već na drveću. S razvojem izuzetno dugog perja, takve životinje su stekle sposobnost da lebde u zraku, što im je omogućilo da se lako kreću po šumovitim područjima bez spuštanja pod zemlju. Pa, vremenom su naučili da lete stvarno - mašući krilima. Ali gmizavcima je trebalo dosta vremena da se naviknu na letenje. To je bilo moguće, na primjer, za coelurosaurus i druge drvene reptile; isto se može reći i za neke moderne guštere. A zagovornici "arborealne" teorije to smatraju direktnim dokazom da su prve ptice počele sa istom stvari.
Arheopteriks je imao asimetrično, odnosno zakrivljeno perje na svojim krilima, kao kod modernih ptica. Ovakvo perje pomaže pticama da polete kada ih vetar duva, što zauzvrat potvrđuje da je arheopteriks mogao da leti.

Težina i let.

Ne treba vam puno snage da se vinete, ali mahanje krilima nije lak zadatak. Vremenom su se dogodile ozbiljne promjene u anatomiji prvih ptica, zahvaljujući kojima su naučile ne samo da dugo ostaju u zraku, već su se i počele upadljivo razlikovati od svojih predaka - dinosaura. U tom smislu, evolucija je krenula potpuno drugačijim putem. I kako je njihov razvoj napredovao, prve ptice su počele sve više vremena provoditi u zraku. Zahvaljujući istim promjenama, ptice su izgubile višak kilograma. Uglavnom su se kosti prvih ptica srasle, zbog čega je njihov kostur malo posvijetlio. Poput njihovih teropodnih predaka, kosti prvih ptica bile su šuplje, ispunjene bez zraka - s vremenom su se zračne šupljine proširile, posebno prema krilima i nogama. Osim toga, proširila im se grudna kost i ojačali prsni mišići, što je omogućilo let, kao i trouglasta viljuška, odnosno luk, koji je podržavao prsnu kost tokom leta. Ove anatomske promjene bile su prilično uspješne. U periodu krede ptice su bukvalno preplavile Zemlju, pogotovo jer se vrijeme reptila bližilo kobnom kraju. Stoga su ptice bile jedini preživjeli potomci dinosaurusa.

Arheopteriks je bio vrlo sličan malom teropodu. Smatralo se da fosili Archeopteryxa pronađeni 1950-ih pripadaju kompsognathu sve dok u njihovoj blizini nije pronađeno suptilno perje.

Predstavnici klase ptica su visoko organizovani toplokrvni kičmenjaci sa prilagodbama na let. Tijelo im je prekriveno perjem, a prednji udovi su pretvoreni u krila. Zbog intenzivnog metabolizma, ptice imaju visoku (iznad 40°C) tjelesnu temperaturu. Aktivni su tokom cijele godine, praveći duge migracije.

Tijelo ptica je aerodinamično. Vrat je fleksibilan. U letu ga ptice izvlače, osiguravajući bolju racionalizaciju tijela strujom zraka. Glava je mala. Čeljusti su modificirane u kljun prekriven rožnatim omotačem - kljunom i mandibulom. Ptice nemaju zube - ovo je važna adaptacija za let, koja olakšava težinu glave. Bliže stražnjem dijelu glave, ispod perja, nalaze se ušne udubljenja, na čijem dnu se nalaze bubne opne. Oči ptica su okrugle, zaštićene gornjim i donjim kapcima. Poput reptila, ptice imaju treći kapak. Koža ptica je tanka, suha, prekrivena perjem i ne sadrži žlijezde. Jedini izuzetak je kokcigealna žlijezda koja se nalazi u dnu repa. Izlučuje masnoću koja podmazuje perje i čini ga vodonepropusnim.

Pokrivanje kože

Koža

Koža ptica je tanka, bez znojnih i lojnih žlijezda, samo u predjelu repa svih ptica su koncentrisane lojne žlijezde, nazvane kokcigealne žlijezde. Ptice podmažu svoje perje tajnom ovih žlijezda, sprječavajući ih da se smoče. Koža metatarzusa i prstiju prekrivena je rožnatim ljuskama. Potkožni sloj je dobro razvijen.

Perje

Derivati ​​kože su perje koje čini svojevrsni rožnati omotač ptice. Perje ptica i rožnati skutovi ukrštanja imaju zajedničko porijeklo. Kod odrasle ptice, spol je određen dugim repnim perjem - pletenicama. Kod pijetla su pletenice jako razvijene, a kod zmaja su prstenasto uvijene prema leđima.

Pero ptice sastoji se od elastične šipke i lepeze. Dio štapa oslobođen od lepeze naziva se pero, a ostatak se naziva stabljika. Lepezu čine mnoge rožnate ploče - grane koje daju zrake sa posebnim udicama. Tako se formira tanak, lagan i istovremeno izdržljiv lepeza pera.

U zavisnosti od funkcije razlikuju se perje: paperjast, zamajci, kontura, ili integumentary, i ru-lijevo.

Vrlo lagano i izdržljivo, ptičje perje se razlikuje po strukturi i funkciji. Sa vanjske strane tijelo je pokriveno nacrt perje koje se sastoji od štapa i lepeze. Lepezu čine brojne tanke i uske brade, od kojih su manje brade sa udicama. Ova struktura čini perje manje propusnim za zrak. Konturno perje je tri tipa: perje, repno perje i pokrovno perje. Uz pomoć velikih zamajci perje ptica leti. Ru-lijevo repno perje joj daje manevarsku sposobnost, neophodno je za polijetanje i slijetanje. Coverts perje služi za zaštitu životinje od oštećenja.

Ispod konturnog perja nalazi se sitno perje paperjast perje sa mekom lepezom. Oni štite tijelo ptica od hlađenja. Neke ptice imaju puh. Ptice povremeno obnavljaju svoje perje tokom linjanja.

Mišićno-skeletni sistem

Skeleton

Probavni sustav

Ptice jedu raznovrsnu biljnu i životinjsku hranu, koja je neophodna u velikim količinama zbog intenzivnog metabolizma. Ptice hvataju i drže hranu svojim kljunovima. Zbog odsustva zuba dolazi do mljevenja i mljevenja hrane u mišićnom dijelu želuca. Varenje hrane je brzo - to olakšava težinu ptice, što je važno za let.

Respiratornog sistema

Da bi osigurale energiju za let, osim velike količine hranjivih tvari, pticama je potrebna i dovoljna količina kisika. S tim u vezi, tokom evolucije, formiran je složen respiratorni sistem. Sastoji se ne samo od pluća, već i od vazdušnih kesa, mnogo puta većeg volumena od pluća.

Pluća ptica se ventiliraju što intenzivnije, što češće mašu krilima. Kako se krila dižu, zračne vrećice se šire i pune zrakom iz pluća. Prilikom spuštanja vrećice se komprimiraju i zrak u njima ponovo prolazi kroz pluća po drugi put - na izdisaju. Dakle, do oksigenacije krvi dolazi i tokom udisaja i izdisaja.

Cirkulatorni sistem

Cirkulatorni sistem ptica sastoji se od četvorodimenzionalnog srca i dva kruga cirkulacije krvi. Arterijska krv se ne miješa sa venskom krvlju, ona ide u sve unutrašnje organe.

Ekskretorni sistem

Organi izlučivanja kod ptica su bubrezi, bešika je odsutna.

Urin

Ptice vrlo često izlučuju mokraću, što znatno smanjuje težinu životinje.

Imuni sistem

Nervni sistem

Nervni sistem kod ptica, posebno mozak, i čulni organi (vid, sluh, miris) su mnogo razvijeniji nego kod gmizavaca; ali je primitivnije nego kod sisara.

Ptičji mozak sa relativno malim hemisferama i velikim malim malim mozgom. Mali mozak se uglavnom sastoji od crva. Hemisfere su gotovo glatke: nema žljebova i zavoja. Mirisni režnjevi su slabo razvijeni, što je povezano sa nedovoljnim razvojem njušnog organa. Naprotiv, vidni režnjevi kod ptica su veoma veliki zbog snažnog razvoja organa vida.

Ukupno ptica ima 12 pari kranijalnih nerava, ali zbog slabog razvoja facijalnog dijela glave i odsustva mišića nosa, usana i obraza, neki parovi (npr. n. Facialis) su slabo razvijena.

Metabolizam

Ponašanje

Ponašanje ptica je složeno, što je posebno izraženo u periodu razmnožavanja i hranjenja pilića. Materijal sa sajta

Nakon izleganja pilića, ptice se počinju pripremati za zimovanje, intenzivno se hrane. Sjedile ptice spremaju zalihe za zimu. Ptice selice da dožive nepovoljna godišnja doba sele se na mesta bogata hranom. Ptice su sposobne da migriraju na hiljade i desetine hiljada kilometara.

Period razmnožavanja ptica zavisi od sezone. Kod većine vrsta počinje u proljeće kada ima dovoljno hrane za buduće piliće. Ptice zauzimaju teritoriju gniježđenja, traže partnera, grade gnijezda.

"A zašto ljudi ne lete kao... dinosaurusi?" ©

Po prvi put me je u nedjelju ujutro posjetila pomisao na divovsko zubasto porijeklo vrabaca, pataka, gusaka i drugih pernatih stvorenja - nekakvo zgaženo stvorenje galopiralo je uz pocinčanu plimu ispred prozora, uz visoke tonove komentarišući svoje skokove . Lagano pomaknuvši zavjesu, otkrio sam pticu čvorkovog sistema - i u tom trenutku me čvorak nekako podsjetio na Tyrannosaurus rexa, popularnog među filmskim stvaraocima. Da, prokletstvo - ista glava se okreće, tijelo se ljulja pri hodu, neugodni plač! Da li je zaista moguće da su dinosaurusi bili među precima rashlađenih pilećih leševa koji se prodaju u maloprodajnim lancima?

Tiranosaurus - bliski rođak kolibrija

Prvo što ptice imaju zajedničko sa dinosaurima su jaja koja su nosile kako bi nastavile svoje potomstvo. Međutim, jedina grupa manje-više poznatih letećih dinosaurusa su pterodaktili, koji, sudeći po slikama koje su rekonstruisali paleontolozi, nisu imali apsolutno nikakvo perje... I još nešto – poznato je da su svi gmizavci hladnokrvni, tj. njihova tijela nisu u stanju održavati stalnu temperaturu kao sisari. I sve ptice su toplokrvne.

Prema školskom kursu biologije, Archeopteryx se smatra pretkom modernih ptica - ovo stvorenje je zaista izgledalo kao ptica sa svojim perjem i strukturom nekih kostiju. No, prema rezultatima studija posljednjih decenija, Archeopteryx nije bila ptica, u većoj mjeri je podvrsta dinosaurusa, štoviše, slijepa ulica, tj. nisu dalje razvijeni i potpuno izumrli prije više miliona godina. Pa ko je on - predak ptica?

Paleontolozi vjeruju da su ptice evoluirale od terapoda - dinosaurusa mesoždera sa jakim i dugim nogama, kratkim natkoljenicama, jakom lobanjom, oštrim zubima i odličnim apetitom. Struktura ptičjeg skeleta i skeleta dinosaurusa dvije porodice iz potklase terapoda - oviraptosaurusa i dromeosaurida - vrlo je slična. Štaviše, predstavnici nekoliko rodova dinosaurusa koji pripadaju pomenutim porodicama bili su prekriveni perjem i imali su krila!

Prije 66 miliona godina, na samom kraju perioda krede, postojali su dromeosauridi. Snažan, spretan, visok oko 180 cm i težak oko 15 kg, dromeosaurus je bio uspješan lovac na živi plijen - duge noge su mu omogućavale da ubrza do 80 km/h, skače na udaljenosti do 7 m. Svaka noga je imala duga i oštra kandža, uz pomoć koje je dromeosaurus u skoku probadao kožu žrtve, a takođe se penjao na drveće kako bi lovio iz zasjede. Kratka krila nisu mu dozvoljavala da leti - dinosaurus ih je koristio za kočenje u krivinama. Ako ne uzmete u obzir dugi rep i zubasta usta grabljivice, onda je po svojoj veličini dromeosaurus podsjećao na moderne nojeve.

U porodici oviraptosaura, paleontolozi su otkrili najvećeg ptičjeg dinosaura u istoriji Zemlje, koji je imao krila - gigantoraptora, čija je visina prelazila 3 metra, a ukupna dužina tijela, uključujući rep, bila je oko 8 metara. Težina ove ptice dinosaurusa je jednu i pol do dvije tone. Zanimljivosti se tu ne završavaju - gigantoraptor nije imao zubasta usta karakteristična za dinosauruse, imao je ... ptičji kljun! Poput dromeosaura, gigantoraptor je koristio kratka krila kako bi usporio u skretanjima dok je jurio plijen.

Inače, najveći dinosaurus iz podreda terapoda, iako nije imao krila, ali je bio prekriven najjednostavnijim perjem od 15 centimetara, bio je yutirannus - visok 3,5 metara, dug 9 metara i težak jednu i po tonu. Yutyrannus je živio na početku perioda krede, prije oko 125 miliona godina i pripadao je porodici tiranosaurusa - da, ti isti tiranosaurusi!

Vratimo se oviraptosaurima, koje su naučnici pogrešno zvali „kradljivaca jaja“, jer paleontolozi prošlog veka smatrali su ih takvima. Zapravo, oviraptori od dva metra i 400 kilograma, koji su živjeli prije 75 miliona godina, uopće nisu krali tuđa jaja, naprotiv – inkubirali su svoje kvačilo, kao što to čine moderne ptice. Oviraptosauri nisu znali letjeti, krila su im bila prekratka, ali tijelo ovih dinosaura bilo je potpuno prekriveno perjem, a glava je bila opremljena ptičjim kljunom.

U zaključku, predstavljam vam Avimima, malog predstavnika porodice oviraptosaurusa - visine ne više od 70 centimetara, težine oko 15 kg. Ovaj dinosaurus nije mogao letjeti zbog istih kratkih krila, ali je trčao savršeno, kljun mu je bio opremljen zubima, što omogućava naučnicima da avimima smatraju mesožderima. Ali pogledajte ponovo njegovu sliku - kome više liči na dinosaura ili ... na primjer, na pticu sekretaricu?

Doba krede rodila je ne samo pernate dinosaure, već i prve ptice - protoavis, ichthyornis, enantiornis, itd., koje su pernate dinosaure jele sa zadovoljstvom. Kao što znate, period krede završio je naglim padom temperature na našoj planeti, zbog čega su svi predstavnici dinosaura izumrli, ali su prve ptice preživjele - razvilo perje i podijeljena cirkulacija krvi (arterijska i venska) omogućila im je održavanje tijela. temperature bez obzira na sunčevu toplinu. A krila su olakšala prelazak iz područja siromašnih hranom u bogata područja, iz hladnog u toplo. Pernati kopneni dinosaurusi su također pokušavali zagrijati svoja tijela perjem, ali ili su evoluirali presporo, ili je njihova modernizacija tu stala - ipak, to je doba dinosaura koje je rodilo moderne ptice.

Godine 1861. na teritoriji južne Bavarske otkriveni su ostaci arheopteriksa - pernatog stvorenja veličine vrane koje je živjelo prije oko 145 miliona godina. Kako vjeruju mnogi naučnici, on je bio predak modernih ptica. Ali više od jednog veka u paleontologiji postojao je jaz između njega i stvarnih ptica, koji nije bio ispunjen drugim nalazima. Tek u posljednjih 20 - 25 godina, otkrićem mnogih novih ptica mezozojske ere, postalo je jasno: prije 140 - 110 miliona godina njihov svijet je bio bogat i raznolik. Istina, različiti naučnici različito tumače ove nalaze. Koja je od hipoteza koje su oni postavili bliža istini, a time i razumijevanju puteva i zakona evolucije?

Po mišljenju šire javnosti, paleontolozi su specijalisti koji pronalaze i proučavaju mamute i dinosaure. Zaista, njihovi ogromni kosturi u muzejima privlače pažnju i zadivljuju maštu. Ali dobro očuvani primjerci su rijetki. Mnogo češće se pojedinačne kosti, zubi i lubanje mogu naći u slojevima zemlje, opisuju izgled izumrlih životinja i proučavaju njihovo srodstvo. Fosilni divovi nam u osnovi pokazuju samo konačne, visoko specijalizovane rezultate evolucije. Porijeklo većine grupa kralježnjaka je među malim i neupadljivim stvorenjima bez velike anatomske raznolikosti. Štaviše, u ovom stanju su se mijenjali milionima godina, zatim ili izumrli, ili pronašli drugu slobodnu nišu života, gdje je počelo njihovo široko, kako stručnjaci kažu, adaptivno zračenje, tj. pojavile su se mnoge nove vrste, prilagođene promenjenim uslovima sredine.

ARCHEOPTERIX

Istorija ptica i njihovog leta ostala je dugo misterija. Iako je ova pitanja nauka postavljala i prije pojave djela Charlesa Darwina o porijeklu vrsta. Sredinom XIX veka. gotovo istovremeno sa objavljivanjem ovog čuvenog djela, otkriven je arheopteriks, koji su prirodnjaci doživjeli kao trijumf evolucijske teorije. Činilo se da je ovdje - nedostajuća prijelazna veza između gmizavaca i ptica. Do sada se u udžbenicima, od škole do fakulteta, može pročitati da su ptice leteća stvorenja prekrivena perjem, sa jednim legalizovanim pretkom – arheopteriksom – prelaznim oblikom od gmizavaca.

Neposredno nakon otkrića prvog primjerka (do sada ih je poznato već 10), neki naučnici su izrazili sumnju da je arheopteriks bio predak drugih ptica. Ako kao takve smatramo sve one koji imaju krila, perje i umeju da lete, on je pogodan za pra-pradedu vrapca. Ako uronite u anatomiju, vrabac ne izlazi iz njega: funkcionalno je poput ptice, ali strukturno - čisti gmaz. Osim pera, nema ništa zajedničko sa pravim pticama: lubanja je drugačije raspoređena, pršljenovi nisu isti, prednji udovi, iako su postali krila, ali detalji strukture njihovog skeleta su drugačiji, isto važi i za noge.

Istraživači su bili podijeljeni. Neki su tvrdili: ptice potiču od drevnih tekodont reptila sličnih gušterima; drugi su vjerovali da Archeopteryx i izvan njega sve druge ptice vuku svoje porijeklo od dinosaurusa mesoždera (teropoda).

Godine 1926. objavljena je solidna knjiga Danca Gerharda Heilmanna "Porijeklo ptica" na engleskom jeziku. Autorovi zaključci su nedvosmisleni: ptice su "rođene" od reptila tekodonta, a ne od dinosaurusa mesoždera. Prema naučnicima, sami teropodi - dinosaurusi grabežljivci - potječu od tekodonta.

Arheopteriks ima dosta zajedničkog sa ovim potonjim. Njihovu blisku vezu detaljno je analizirao i potvrdio 1970-ih američki paleontolog John Ostrom. Ali Arheopteriks je smatrao najstarijom pticom. Ove hipoteze danas se drže kako pristalice porijekla ptica od teropoda, tako i njihovi protivnici, koji vjeruju da arheopteriks potječe od grabežljivih gmizavaca - arhosauromorfa, starijih od teropoda. Ako je to tako, onda je za jednu i drugu hipotezu potrebno prihvatiti da evolucija teče uzastopno, pravolinijski, od jednostavnog do složenog. A to se u prirodi ne dešava. Cjelokupno iskustvo paleontoloških i modernih molekularno-genetičkih istraživanja posljednjih decenija pokazuje: evolucija teče na širokom frontu, iskušenjem, kroz postignuća i greške, u snopovima paralelnih razvojnih linija. A novi podaci o istorijskom razvoju ptica dobro ilustruju upravo takav karakter evolucionih zakona. Zbog toga razmišljanje o perju i kostima postaje ključ za razumijevanje glavnih problema njene teorije.

LJUBITELJ NOVIH ČINJENICA

Skoro 150 godina hipoteze o poreklu i srodstvu ptica zasnivale su se gotovo isključivo na proučavanju arheopteriksa. Istorija kenozojskih ptica (kojoj pripadaju svi njihovi savremeni predstavnici) u posljednjih 65 miliona godina također je dobro proučena. Iz mezozojske ere, od stvorenja koja nas zanimaju, postojali su samo izolirani rijetki nalazi koji se nisu uklapali u cjelokupnu sliku. I odjednom je došlo do prodora.

Prvo, 1981. godine, Enantiornithes su opisani iz Argentine. Ubrzo su se počeli nalaziti na svim kontinentima u sedimentima krede, tj. u rasponu od prije 145 do 65 miliona godina. Izvana su slične pravim pticama - potpuno pernate, sa dobro razvijenim krilima, naizgled sa istim šapama i repovima, ali u pogledu detalja strukture skeleta, potpuno su različite: imaju mnogo zajedničkog s arheopteriksom. Stoga se mogu pripisati grupi takozvanih gušterepih, za razliku od lepezastih, koja uključuje sve moderne ptice.

Tada su otkrili potpuno neobične ptice zvane Confuciusornithidae. Njihov skelet ima mnogo primitivnih i originalnih obilježja u strukturi, međutim, po nekim osobinama, slični su modernim pticama. Posebno je njihov kljun bio prekriven rožnatim omotačem i nije imao zube, a velika rupa nepoznate namjene zjapila je na grebenu humerusa.

Vjerovalo se da su se prave ptice s lepezastim repom pojavile i živjele gotovo isključivo u kenozoiku. Ali odjednom su se počeli nalaziti u sedimentima početka perioda krede, posljednjeg u mezoičkoj eri, koja je trajala oko 80 miliona godina, tj. duže od čitavog kenozoika. Prva pouzdana takva ptica, nazvana Ambiortus dementjevi, pronađena je početkom 1980-ih u Mongoliji. Tada je izgledalo toliko neobično da neki od paleontologa nisu vjerovali u stvarnost njegovog postojanja.

I konačno, u Kini su pronađeni različiti teropodni dinosauri s perjem. Štoviše, u nekima je postojao privid pahuljastog pokrivača, u drugima se dugo perje nalazilo samo na krajevima krila i repa, a treće su bile potpuno prekrivene malim perjem. I odjednom su naučnici "sreli" malog dinosaurusa veličine fazana, koji je sačuvao svoja prava krila sa odgovarajućim perjem, a osim toga, noge su bile opremljene istim perjem! Četvorokrilni letač! Kasnije se pokazalo da je različito perje karakteristično za dinosauruse iz pet različitih porodica teropoda (Oviraptoridae, Avimimidae, Dromeosauridae, Therizino-sauridae, Troodontidae) koji se nalaze na svim kontinentima osim Antarktika. Štoviše, čak su i krunski tiranosauri (Tyrannosauridae) brojnih dinosaurusa mesoždera, najvjerovatnije, bili prekriveni perjem. Šta to znači? Ovdje su pozicije specijalista opet kategorički podijeljene. Neki tvrde: neki od ovih dinosaura, zapravo, nisu, zapravo, to su ptice koje su izgubile sposobnost letenja, dok se kod drugih dinosaurusa kolagenske strukture kože modificirane u fosilnom stanju uzimaju za paperje. . Drugi naučnici vjeruju da ovi nalazi dokazuju porijeklo pravih ptica (zajedno sa arheopteriksom) od teropodnih dinosaurusa.

EVOLUCIJA JE IZVANREDNA FANTAZIJA

Ali moguća je i drugačija procjena svih novih činjenica. Arheopteryx sa enantiornisom, koji ima veliki broj zajedničkih osobina s teropodnim dinosaurima, najvjerovatnije je poticao od njih, krunišući jedan od pokušaja gmazova da ovladaju zrakom. Nažalost, nije bilo uspješno. Arheopteryx je nestao još u jurskom periodu, a enantiornis je izgubio u nadmetanju sa pravim pticama i izumro bez traga zajedno sa dinosaurima na kraju perioda krede.

Ispada da su prave ptice sa lepezastim repom milionima godina postojale istovremeno sa ovim pticama dinosaurusa? I da li su nastali od neke vrste originalnih arhosauromorfa (podklase gmizavaca karakterističnih za početak mezozoika) mnogo prije letećih dinosaurusa? Slično se moglo dogoditi na kraju trijaskog perioda (prije oko 220 miliona godina).

Mezozojska era započela je prije oko 250 miliona godina i trajala je oko 185 miliona godina; je podijeljen na tri perioda: trijas (početak prije 250 miliona godina, trajanje oko 35 miliona godina), jura (početak prije 213 miliona godina, trajanje oko 70 miliona godina) i kreda (početak prije 144 miliona godina, trajanje oko 80 miliona godina) .

Caudipteryx (Caudipteryx zoui Ji et al., 1998.) iz rane krede u Kini pripada teropodnim dinosaurusima, ali ga neki naučnici smatraju pticom koja je izgubila let. Caudipteryx se odlikuje malim perjem na repu i krajevima prednjih udova (prikazano crvenim strelicama). Mnogi caudipteryxes imaju nakupine gastrolita u trbušnoj šupljini (crvena strelica); prikazani su u uvećanju u gornjem desnom uglu.

Kod Jeholornisa (gore) i Konfučijusornisa (dole), kandže (prikazane plavim strelicama) na prstima krila su savijene prema van, što nije slučajno: najverovatnije su bile namenjene da se drže za grane. (Fotografija iz knjige kineskog paleontologa L. Houa).

Sveti konfučijuzornis (Confuciusornis sanctus Houetal., 1995.) jedno je od prvih senzacionalnih nalaza ptica iz rane krede u provinciji Liaoning, Kina. Sada je opisano 6 tipova.

Longirostravis (Longirostravis hani Hou et al., 2003) iz grupe ptica enantiornis. Veličine čvorka, sa izduženim tankim kljunom, čiji je vrh bio naoružan malim zubima, što je vjerovatno omogućavalo izvlačenje pokrivenog plijena, čvrsto ga držeći.

Postoje posredni dokazi o tome - nalazi kasnotrijaskih i ranojurskih tragova malih ptica u Južnoj Americi, Africi i Evropi. Mi ne znamo kosture ptica za te milione godina. Međutim, do nedavno se nije znalo za njihovo prisustvo u naslagama rane krede. Pronađeni su samo tragovi i veliki broj perja, što nam je omogućilo da se dugo priča o nepoznatoj evoluciji ptica barem tokom perioda krede.

Druge loze drevnih ptica poznate su iz pojedinačnih nalaza, koji, nakon pažljivog proučavanja, nisu u korelaciji ni sa enantiornisom, ni sa confuciusornisom, niti sa pravim lepezastim repom.

Ispostavilo se da je evolucija učinila mnogo pokušaja da podigne reptile i njihove potomke na nebo. Iz raznih razloga, većina eksperimenata je propala i završila izumiranjem. Samo je lepezasti, na kraju, dao snažan nalet adaptivnog zračenja i ovladao vazduhom u svim njegovim slojevima. Ispostavilo se da se evolucija ne ponaša kao ekonomična ljubavnica, već kao rasipni sanjar.

BLAGO PROVINCIJE LIAONING

Većina senzacionalnih paleontoloških otkrića posljednjih godina povezana je s provincijom Liaoning na sjeveroistoku Kine. Lokaliteti iz krede u ovoj regiji poznati su stručnjacima od 1920-ih godina. Ranije su se tamo nalazile samo fosilne ribe, insekti i biljke u velikom broju. Ali krajem XX veka. ptice i pernati dinosaurusi su neočekivano otkriveni. Među prvima, to su pravi lepezasti, i enantiornis, i confuciusornis, i nekoliko drugih zasebnih rodova ptica, koje naučnici još ne mogu pripisati nijednoj od njihovih poznatih grupa. I gotovo svi spomenuti pernati dinosauri opisani su na osnovu materijala iz Liaoninga. Sada su pronađeni u naslagama rane krede, pa čak i jure iu drugim provincijama Srednjeg kraljevstva. Inače, pored raznih ptica, u ovoj pokrajini pronađeni su i nepoznati sisari, gušteri, pterosauri, dinosaurusi, kornjače, vodozemci, razne ribe, mnoštvo insekata i bogatog flornog materijala, uključujući i najstarije cvjetnice. Ukupno je već opisano više od 30 vrsta ptica iz Liaoninga, isto toliko dinosaura i 6 vrsta sisara.

Zanimljivo je da su mnoge životinje tamo predstavljene ne samo skeletima, već i otiscima mekih tkiva, vanjskih integumenata (koža, ljuske, vuna, perje), unutarnjih organa, pa čak i sadržaja njihovog probavnog sistema. Tako su na mjestu želuca u Caudipteryxu, pernati dinosaurusi iz porodice oviraptorida, i Sapeomis, drevna ptica nejasnih porodičnih veza, sačuvane nakupine gastrolita (malog kamenčića), koji su doprinijeli mljevenju biljne hrane. U usnoj šupljini Yanornisa, drevne ptice lepezaste ptice, pronađeni su ostaci ribe, u Sinosauropteryxu, malom dinosaurusa mesožderu, kosti sisara, a kod sisara Repenomamusa, ostaci dinosaura. Dakle, kineski ukopi omogućavaju upoznavanje biote ovog dijela svijeta tog vremena u svoj njegovoj raznolikosti, kao i ekološkim karakteristikama njegovih pojedinačnih predstavnika. Zove se Jehol Biota.

Geološka starost njegovih naslaga, utvrđena izotopima argona, uranijuma i olova, određena je prije 110 - 130 miliona godina. Nastali su u slatkovodnim jezerima i susjednim riječnim koritima i deltama. Poznato je da su takva ležišta raspoređena na ogromnoj teritoriji u mnogim dijelovima Kine, Mongolije, južnog Sibira, Koreje i Japana. Zašto se samo Liaoning ističe svojim ogromnim paleontološkim bogatstvom? Činjenica je da se jaka vulkanska aktivnost na ovim prostorima manifestovala u ranoj kredi. Periodične erupcije sa snažnim ispuštanjem pepela i ispuštanjem otrovnih gasova uništile su sva živa bića, a cele životinje su zatrpane pod slojevima pepela u jezerskim sedimentima. Na primjer, prikupljene su stotine, čak i hiljade primjeraka takozvanog "svetog Konfučijuzornisa" (Confuciusornis sanctus). Istina, kažu da je većina otišla u privatne kolekcije.

EVOLUCIJSKI "TRAVNJAK"

Prema našoj hipotezi, razne ptice su evoluirale paralelno tokom desetina miliona godina, nastalih među različitim grupama gmizavaca (naravno, mi neizbježno pojednostavljujemo evolucijski scenario, izostavljajući čitav niz činjeničnih dokaza koji su već objavljeni u posebnim naučnim radovima, ali mi pokušavaju ispravno prenijeti suštinu hipotetičkog procesa) ... Sve navedeno je potkrijepljeno i podacima iz drugih područja paleontologije, jer ne samo ptice, već i druge glavne klase kralježnjaka evoluirale su po sličnom scenariju.

Još sedamdesetih godina prošlog vijeka, zaposlenik našeg instituta Leonid Tatarinov (akademik od 1981.) pokazao je najmanje 7 pokušaja reptila da postanu sisari, ali od njih samo jedan ili dva su bili uspješni. Tokom mnogo miliona godina paralelno je postojalo nekoliko evolucionih loza sisara, od kojih su, kako je 2007. godine pokazao uposlenik našeg instituta, doktor bioloških nauka Aleksandar Agadžanjan, preživjele samo tri: placentna, torbarska i oviparna. Prema studijama akademika Emilije Vorobjeve (Institut za ekologiju i evoluciju imena A. N. Severtsova Ruske akademije nauka), sprovedenim 1970-ih - 1990-ih, ribe slične ribi su više puta pokušavale sletjeti na kopno. Međutim, takve "težnje" ne odlikuju samo kralježnjake. Razni beskičmenjaci pokušali su da postanu člankonošci (zglavkari), što se odražava u radovima posljednjih godina Aleksandra Ponomarenka, doktora bioloških nauka (Paleontološki institut A. A. Borisyak Ruske akademije nauka). Čak iu biljnom svijetu, kako je 1989. godine pokazao drugi naš zaposlenik, doktor geoloških i mineraloških nauka Valentin Krasilov, bilo je najmanje šest eksperimenata pretvaranja proangiospermi u cvjetnice, od kojih nas većina danas okružuje.

Moj kolega Ponomarenko je ovu sliku evolucije figurativno nazvao evolutivnim "travnjakom". Na njemu se istovremeno i paralelno razvijaju mnoge odvojene "stabljike". I dodali smo da većina njih "kosi" ekološke i evolucijske mehanizme. I samo neke evolucijske "stabljike", koje se obično nalaze na rubu evoluirajućeg prostora, se čuvaju, sazrijevaju, daju "mutilicu sjemena" i nastavljaju svoj daljnji razvoj.

Ali zašto je, na primjer, enantiornis izumro, dok su prave ptice lepezastorepe nastavile da se razvijaju? Možda zato što su enantiorni žurili da postanu ptice. Znamo kosture njihovih embriona iz naslaga gornje krede Mongolije starih oko 70 miliona godina. Dakle, njihov skelet je u potpunosti formiran već u jajetu. A njihove piliće su, očito, izašle na svijet kao apsolutna kopija odraslih. Morali su samo da narastu do svoje pune veličine, a rasli su cijeli svoj sljedeći život. Kod pravih ptica lepezastih repa, pilići su se, kao u naše vrijeme, izlegli iz jaja s napola hrskavičastim skeletom. Zatim je vrlo brzo, u skoro 2-4 mjeseca, potpuno okoštao i zaustavio dalji rast. Tako su enantiornis izašli iz jaja kao već formirane ptice, a potom su slijedili ptičji put, ponekad, vjerovatno, ne dostižući sve mogućnosti koje im je pružao let.

Prave ptice u postembrionalnom periodu brzo su dostigle savršenstvo letača, čuvajući ga tokom čitavog života. Možda je to bio glavni razlog zašto su enantiorni izgubili vazdušni prostor zbog lepezastih? Nedavno smo opisali jedinstveni nalaz fosiliziranog ptičjeg mozga iz senomanskih naslaga (starih oko 93 miliona godina) Volgogradske oblasti. Specijalista za proučavanje centralnog nervnog sistema životinja, doktor bioloških nauka Sergej Saveljev (Institut za ljudsku morfologiju Ruske akademije medicinskih nauka) smatra da su u ovom mozgu odjeljenja odgovorna za mobilnost, inteligenciju itd. nego kod savremenih ptica. Prema indirektnim dokazima, takav mozak bi mogao pripadati enantiornisu. Je li to bio još jedan razlog za njihov konkurentski gubitak od stvarnih golubova?

KAKO LETE?

Ranije se vjerovalo da su porijeklo pera i let kao takvi neraskidivo povezani. Sada, nakon otkrića raznih pernatih dinosaura teropoda i raznih drevnih ptica, ova hipoteza mora biti napuštena. Ispostavilo se da je nabavka perjanog pokrivača bila posljedica drugih okolnosti.

Možda je u početku imao funkciju zaštite od topline ili je pokrivao svoje vlasnike od oštre ultraljubičaste sunčeve svjetlosti. Kratko perje mekog pokrivača ne može letjeti. Odakle onda čvrsto i dugo perje krila i repa? Pretpostavlja se da je primarno produženje i povećanje njihove veličine kod predaka ptica i letećih dinosaura uzrokovano formiranjem ukrasnih struktura povezanih s demonstracijama parenja.

Ali kako su leteli? Do sada su se u tom pogledu nadmetale dvije hipoteze. Jedan po jedan, "arborealni", označen smjerom "od vrha do dna", prvi letovi su se dogodili u fazi arborealnih arhosauromorfnih predaka ptica, koje su se penjale na drveće, stežući ih prednjim šapama, a zatim počele da skočili dole, nakon čega su poletjeli. Prema drugom, "tlu", blisko povezanom s porijeklom ptica od dinosaurusa, vektor je bio drugačiji - "odozdo prema gore": trčali su i trčali, sve brže i brže, skakali i na kraju letjeli. U svakom slučaju, to su bili dvonožni preci - dvonožni, kako ih zovemo, kretali su se samo na zadnjim nogama, sa slobodnim prednjim udovima, oslobođeni funkcije oslonca. Ali obje hipoteze ostavile su mnoga pitanja i neslaganja koja im nisu dozvolila da budu prihvaćene u svom čistom obliku. Na primjer, kod Archeopteryxa, enantiornisa i Confuciusornisa, kandže na prednjim nogama (krilima) su nekako savijene prema van. Kako možete uhvatiti cijev s ovom orijentacijom? Da biste to učinili, moraju biti savijeni prema unutra kako bi se pričvrstili za prtljažnik.

Zajedno sa Igorom Bogdanovičem, kandidatom bioloških nauka (Institut za zoologiju imena I.I.Shmalhausena, Nacionalna akademija nauka Ukrajine), razvili smo novu kompromisnu hipotezu o poreklu leta. Nakon bipedalnosti, smatramo da je struktura šapa ptica i teropodnih dinosaura ključni faktor. Već kod prvih poznatih pravih ptica iz rane krede, zadnja šapa je bila raspoređena prema tipu anizodaktila: njena tri prednja prsta su usmjerena naprijed, a prva unutrašnja šapa im je potpuno suprotna i usmjerena je unazad. Inače, iako još niko nije pronašao kosture ptica u trijasu i juri, otisci njihovih stopa iz kasnog trijasa u Argentini i rane jure Afrike i Evrope pokazuju upravo takvu strukturu šapa.

Redoslijed hipotetičkih faza sticanja leta stvarnih ptica:
I - dvonožni kopneni arhosauromorf;
II - pojava anizodaktilije kod arhosauromorfnog pretka pravih ptica;
III - skakanje na niže grane drveća i grmlja;
IV - pouzdano slijetanje na grgeče s konačnim formiranjem anizodaktilije i početnim smanjenjem dugog repa;
V i VI - pojava perja sa simetričnim mrežama na distalnim segmentima prednjih udova i repa za demonstracije parenja;
VII - formiranje asimetričnih aerodinamičkih perja na krilima i smanjenje dugog repa;
VIII - prelazak na pravi let za mahanjem.

Dalje. Kod najranijih poznatih stvarnih ptica iz sedimenata donje krede, rep je već bio lepezast - kratka kralježnica s kratkim pigostilom (red spojenih zadnjih repnih pršljenova), na kojem je poput lepeze stajalo perje. Šta im je to dalo? Sa šapama s takvim rasporedom prstiju, mogli su pouzdano uhvatiti grane i držati se za njih, bez balansiranja dugim repom. I postepeno je nestao, tk. nije bilo potrebe za takvim zadnjim balanserom, jer je služio arheopteriksu i pernatim dinosaurima teropoda. Nisu se mogli čvrsto držati za grane. Njihov prvi prst nikada nije došao u potpuno suprotan položaj. Stoga su morali ostati na granama, balansirajući dugim repom. I nisu se mogli penjati na drveće uz debla, držeći ih prednjim šapama-krilima, jer su kandže na prstima bile savijene prema van. I čemu su onda služile ovako orijentisane kandže? Pretpostavljamo, da bi se nepouzdanim osloncem na zadnjim nogama držali za okolne grane - ipak prsti nisu u potpunosti zgrabili granu. Napomena: kod najranijih pravih lepezastih ptica, iako su kandže na prstima još bile očuvane, već su bile male i gotovo ravne - nisu savijene.

Kako su se onda ove rane ptice i dinosaurusi teropodi, željni letenja, popeli na drveće? Vjerovatno skače na niže grane i kreće se sve više i više. Štoviše, prvi su se pouzdano držali za grane uz pomoć anisodaktilnih šapa, dok su se drugi pomagali dugim krilnim prstima sa kandžama savijenim prema van.

Zašto im je trebalo drveće za oboje? Prije svega, ne naučiti letjeti. Let je počeo tek kasnije, kao rezultat razvoja nadzemnog nivoa života. Može se pretpostaviti da su se tamo počeli penjati u nastojanju da razviju nove krmne resurse. Ili se udaljite od kopnenih grabežljivaca tokom noći. Ili da tamo organiziraju gnijezda, čime se osiguravaju svoja kandža jaja i potomstva, opet od grabežljivaca. Ili za jednog, drugog i trećeg zajedno.

S kratkim, laganim repom i laganim kosturom, prave ptice, koje su se u početku spuštale sa drveća, lepršale rudimentima pernatih krila, na kraju su poletjele u pravom letećem letu. Pernati dinosaurusi, iako su dobili dugo perje na svojim krilima, "izrasli" su isto perje na zadnjim nogama, najvjerovatnije nisu stekli pravi let, iako su postali sasvim savršeni "piloti jedrilica".

Dakle, ostaje čekati samo barem jedan nalaz prave ptice s anisodaktilnom šapom, s lepezastim repom u juri, a još bolje u kasnotrijaskim sedimentima. I bili su. Samo na to, iz mnogo razloga, još nismo naišli. Zaista, sasvim nedavno, nismo znali gotovo ništa o fazi rane krede u istoriji ptica. Nisu samo znali. Neki od stručnjaka nisu ni vjerovali da je čak i tada bilo pravih navijačkih.

Studija je podržana od strane RFBR granta 07-04-00306.

Doktor bioloških nauka Evgenij KUROČKIN, šef laboratorije Paleontološkog instituta im. A. A. Borisyak RAS

Tako je Darwinova teorija dobila još jednu, štaviše, vrlo snažnu potvrdu. Prve ptice, čiji su skeleti pronađeni u kamenolomima škriljaca u Bavarskoj, živjele su na Zemlji prije oko 160 miliona godina - u mezozojskoj eri njenog geološkog razvoja, tačnije na kraju jurskog perioda. Mezozojsko doba bilo je doba gmizavaca, ponekad najvećeg cvjetanja ove klase kičmenjaka. Živjeli su u vodi, na kopnu i u zraku. Ponekad su dostizale gigantske razmjere. Raspon krila nekih letećih - na primjer pteranodona - bio je 6-7 metara. Bile su najveće leteće životinje koje su ikada živjele na Zemlji.

Prve ptice su bile relativno male veličine. Arheopteriks je bio samo nešto veći od goluba. Nije dobro leteo i kretao se u letećem letu sa drveta na drvo ili sa drveta na zemlju. Sa zemlje se ponovo popeo uz deblo drveta, držeći se kandžama prstiju i krila za koru. Slabe čeljusti prošarane malim zubima ukazuju na to da arheopteriks nije bio grabežljivac. Najvjerovatnije je ova ptica (zoolozi taksonomije čvrsto uključuju Archeopteryx u klasu ptica, svrstavajući ga, međutim, kao zasebnu podklasu drevnih ptica) jela voće i bobice, ne prezirući ni male insekte i crve. Iz fosilnih ostataka nemoguće je razaznati koja je bila boja perja arheopteriksa. Međutim, postoji razlog za vjerovanje da je bila višebojna, kamuflirajući pticu na pozadini vegetacije.

Porijeklo prvih ptica od reptila je nesumnjivo. Istina, paleontolozi još nisu uspjeli pronaći sve stepenice kojima sam hodao. No, došli su do jednoglasnog zaključka da su preci ptica bili mali gmizavci iz grupe pseudopomoćnika, koji su prvobitno živjeli na ravnim, stepskim prostorima, na mjestima prekrivenim malim stijenama. Imali su uvećane zadnje udove, velike cerebralne šupljine koje su smanjivale težinu lobanje - ovi znakovi nam omogućavaju da zaključimo da im je tijelo bilo ispravljeno i da su životinje imale tendenciju da hodaju na zadnjim udovima. Nakon toga, neki od ovih gmazova su se prilagodili životu na drveću, kao što je, na primjer, scleromochlus.

Ako su kod stepskih dvonožnih vrsta prednji udovi postupno postali nepotrebni i smanjivali se u veličini, arborealnim gmizavcima su bili potrebni da bi se penjali na grane. Zahvaljujući tome, zadržali su važan preduslov za pojavu krila.

Fosilni ostaci prelaznog oblika između gmazova i ptica još nisu pronađeni. Ali možemo pretpostaviti njegovo postojanje. Paleontolozi su čak zamislili izgled ove velike ptice. U ovoj fazi razvoja, krljušti su se već pretvorile u perje, koje je životinji pomoglo da napravi padobranske letove od grane do grane ili od drveta do zemlje.

Nije daleko od velike ptice do arheopteriksa. Pokrivač od perja nije samo podizao najstarije ptice u zrak. Pomagao je u održavanju stalne tjelesne temperature. Po prvi put u evoluciji živog svijeta na Zemlji su se pojavile toplokrvne životinje. Ovako naučnici zamišljaju porijeklo ptica.