Конкурентная борьба птиц и птерозавров

Сравнение размеров позднемаастрихтских (маастрих длился с 72 по 66 млн лет назад) птерозавров и птиц. Показано, что в самом конце мелового периода, накануне массовой гибели, птерозавры оставались разнообразной группой, прочно удерживавшей свои позиции в адаптивной зоне крупных и гигантских летунов, тогда как ниши мелких летунов осваивались птицами.

Конкурентная борьба птиц и птерозавров — конкуренция между птерозаврами и птицами как эволюционный фактор.

Общие сведения[править]

Птицы и птерозавры — довольно близкие родственники, объединяемые с нептичьими динозаврами в одну группу авеметатарзалии (предки птерозавров отделились от предков динозавров примерно 245−220 млн лет назад). Однако, к полёту эти группы пришли разными путями: динозавры перешли к полёту разгоняясь в беге с земли, в то время как птерозавры сначала планировали с деревьев, и их полёт был переходом от парашютирования к управляемому парению, а затем к собственно полёту. По этой причине их полёт и летательная физиология различны. Так, крыло птерозавров являет собой сочетание огромных размеров, значительно превосходящих крылья современных птиц, но при этом образованных кожистой мембраной, как у рукокрылых млекопитающих^[1]. Пропорции тела у птерозавров были не птичьи.

При этом, на протяжении эволюции птерозавров происходило неуклонное улучшение их лётных качеств: увеличивалась относительная длина крыльев, росла энергетическая эффективность полёта, уменьшалась скорость снижения при планировании.

Взлёт птерозавра осуществлялся с четырёх конечностей. Чтобы взлететь с воды, птерозавры использовали крылья на манер весел в академической гребле: отталкивались ими от поверхности. У них были большие, развитые плечи, с которыми часто сочетались маленькие лапки — чтобы свести к минимуму лобовое сопротивление в полёте.

Крыло птерозавра представляло собой перепонку, натянутую от плеча до лодыжки; а растягивал ее чрезвычайно длинный летательный (4-й) палец, образующий переднюю кромку крыла. Перепонка была пронизана тонкими мышцами и кровеносными сосудами. Дополнительную жесткость перегородке придавали «прошивавшие» её белковые тяжи. Птерозавры могли слегка видоизменять профиль крыльев в зависимости от условий полёта, сокращая мышцы либо разворачивая лодыжки внутрь или вовне.

Изменение угла наклона окостеневшего сухожилия на запястье — птероида служило, как полагают, той же цели, что и разворот предкрылков у больших современных самолетов — увеличению подъёмной силы на малых скоростях.

Кости птерозавров были полыми, как и у птиц, и даже легче. Толщина костных стенок иногда не превышала миллиметра, притом что костная ткань была образована многочисленными перекрещенными слоями, что придавало прочность костям (как у многослойной фанеры). Изнутри полости для большей жёсткости были пересечены перегородками. Всё это позволяло птерозаврам достичь больших размеров тела без существенного увеличения массы.

В обеспечение полёта у птерозавров было вовлечено больше мышц и большая доля массы тела, чем у птиц. А в их мозге, как и у птиц (и даже лучше), были развиты лобные и зрительные доли, мозжечок и лабиринт: такой мозг мог быстро реагировать на изменение обстановки в полёте и передавать сигналы на многочисленные мышцы, регулировавшие натяжение перепонки^[2].

Благодаря этим факторам птерозавры господствовали в небе Мезозоя, однако падение астероида 66 млн лет назад они не пережили, причиной чему многие считают конкуренцию со стороны птиц. Считается, что из-за птиц птерозавры были выдавлены из ниш сравнительно мелких «летунов», и за ними остались лишь ниши крупных, у которых когда произошёл катаклизм не было шансов спрятаться, и они погибли:

Первые 70 миллионов лет, в триасе и юре, эти животные были достаточно мелкими, размах их крыльев не достигал 1,6 метров. Однако последующие 80 миллионов их размеры всё укрупнялись, так что последние птерозавры имели в размахе крыльев до 3−10 метров и были сравнимы с маленькими самолетами. Птицы вытеснили птерозавров из мелкого размерного класса: чтобы избежать конкуренции за одни и те же экологические ниши, птерозаврам приходилось становиться всё крупнее. Как показывают наблюдения за современными животными и птицами, более крупные виды гораздо чаще подвергаются угрозе вымирания, чем мелкие^[3].

При этом птицы выдавили птерозавров почти из всех экологических ниш.

Так, предполагается, что птерозавры, питающиеся рыбой, могли садиться на воду и плавать в ней, при этом загребая своими задними ногами, подобно водоплавающим птицам. Например, найдены окаменелые следы, оставленные плавающими птерозаврами на мелководье.

В меловой период происходила экспансия птиц в водоёмы. Появились не только плавающие подобно уткам птицы, вроде Vegavis iaai и Gansus, но даже и такие далеко специализированные морские животные как гесперорнисы, утратившие способность к полёту, и ведшие образ жизни примерно как у пингвинов.

Птицы оказались более эффективными воздушными хищниками.

Кроме того, птицам гораздо легче был доступен растительный корм и насекомые в качестве пищи, чем птерозаврам.

Однако, птерозавры абсолютно превзошли меловых птиц как гигантские хищники. Крупнейшие птерозавры — аждархиды — не планировали над волнами древних морей, а вели сухопутный образ жизни. На охоте стая аждархид напоминала стадо жирафов. Охотились они на динозавров и других животных^[4].

Таким образом, однозначно говорить о полной победе птиц нельзя — птицы победили в одних нишах, птерозавры в других. Мнение, что птицы выдавили птерозавров было основано на неполных данных, и ныне опровергается. Последние находки доказывают, что вплоть до падения астероида птерозавры оставались разнообразной доминирующей в небе группой:

Недавние находки в Африке показали, что птерозавры до самого конца (буквально до последнего миллиона лет перед массовым вымиранием — большего разрешения ископаемая летопись птерозавров просто не дает) оставались разнообразной и, по-видимому, процветающей группой, которая прочно удерживала свои позиции среди летунов в крупном размерном классе. Как минимум три семейства птерозавров (Azhdarchidae, Pteranodontidae, Nyctosauridae) дожили до кризисного рубежа^[5].

Так или иначе, сам факт, что птицы пережили падение астероида, а птерозавры нет, говорит о том, что птицы оказались более приспособленными, адаптивными и успешными.

Причины успеха птиц состояли в ряде факторов: они были более мелкими, чем птерозавры, а это не только означает, что они могли спрятаться, но и говорит о том, что им нужно было меньше еды. Перья, очевидно, также помогли птицам сохранять постоянную температуру тела. Наконец, птицам требовалось меньше времени для инкубации яиц, чем нептичьим динозаврам^[6] и птерозаврам^[7]. Не исключено, что яйца птерозавров были к тому же более хрупкими, чем птиц^[8].