Происхождение птиц от динозавров
Происхождение птиц от динозавров — распространённая и устоявшаяся гипотеза о том, что птицы произошли от динозавров[1] или даже птицы рассматриваются как группа динозавров из подотряда тероподы[2][3][4]. Схожесть теропод с птицами наблюдается в наличии перьев, хождении на двух задних ногах, общих чертах скелета, дыхания, наличия теплокровности и четырёхкамерного сердца и т. д., что выводит динозавров в отдельный класс, а птиц делает подклассом этого класса.
Общие сведения[править]
Палеонтологические данные свидетельствуют, что передние конечности хищных динозавров начали эволюционировать в крылья ещё в начале Юрского периода[5].
Ископаемые птицы — энанциорнисы (Enantiornithes) имели зубы и по своим анатомическим особенностям гораздо ближе к тероподным динозаврам, чем к настоящим птицам[6].
Изначально перья служили хищным динозаврам для терморегуляции.
У динозавров была почти такая же дыхательная система, как и у птиц[7]. Как и птицы, динозавры судя по всему имели четырехкамерное сердце и были теплокровнымии[8][9].
Перья имели многие мелкие тероподы, в частности синозавроптерикс и синорнитозавр. Самой ранней из известных «перьев» считается окаменелость Praeornis sharovi. Эволюционное происхождение перьев прослеживается с таких крупных теропод, как карнотавр, покрытого бугорками, похожими на фолликулы. Следующий этап виден у синозавроптерикса и Dilong paradoxus, покрытых волокнистым пухом. Наконец, у каудиптерикса, протархеоптерикса, синорнитозавра, микрораптора и Changyuraptor yangi уже были настоящие перья.
Схожесть скелета: существует более десятка признаков, которые птицы разделяют с динозаврами, но отличные от рептилий: удлиненные передние конечности с развитыми пальцами, большие орбиты, подвижное запястье с полулунными карпалиями, полые тонкостенные кости, передняя конечность с тремя цепкими пальцами задняя конечность с четырьмя пальцами, редуцированный жесткий хвост, удлиненные метатарзалии (кости стопы между лодыжкой и пальцами), изогнутая S-образно шея, прямая осанка с ногами расположенными прямо под туловищем, функциональной основой для возникновения подъёмной силы крыла служат движения передних конечностей и плечевого пояса, высокая степень пневматизации черепа, в состав крестца входят 5 или более позвонков, ключицы срастаются в вилочку, вторичное костное небо и т. д.
В образцах динозавров, в ранних птицах и в молодом археоптериксе найден одинаковый тип костей[10].
Клюв был и у многих динозавров.
Динозавры насиживали яйца, что подразумевает использование теплообмена тела в качестве механизма для инкубации яиц, и указывает на эндотермию, как у современных птиц. Отмечается сходная микроструктура яиц птиц и динозавров. Наличие цветных яиц считалось уникальной чертой для птиц, но, как оказалось, развитие маскировочной окраски яиц у динозавров шло одновременно с привычкой строить открытые гнёзда.
Выяснилось, что одна из отличительных особенностей современных птиц — малый размер генома — была характерна для предков птиц динозавров-теропод[11].
Также оказалось, что между мозгом продвинутых динозавров и примитивных птиц нет чёткой грани[12].
И хищные тероподы и хищные птицы используют при охоте серповидные когти на ногах.
Постепенно происходило превращение передних конечностей в крылья, а хвост укорачивался[13].
Самым древним из известных видов птиц считается археоптерикс. Птицы в этом случае рассматриваются как специализированные представители теропод, близкие к другим оперённым динозаврам из группы манирапторов, в частности дромеозавридам.
Таким переходным видом некоторые авторы называют например Archaeopteryx albersdoerferi. Среди «птичьих» особенностей A. albersdoerferi — оперение крыльев, воздушные полости в костях, облегчающие их массу, небольшой киль на грудной клетке — выступ, к которому прикрепляются летательные мышцы. Все кости черепной коробки A. albersdoerferi срослись до полного исчезновения швов, что характерно для современных пернатых. От динозавров A. albersdoerferi достались зубы и конечности с тремя полноценно развитыми когтистыми пальцами.
Идея происхождения птиц от динозавров была высказана ещё Томасом Генри Хаксли в 19 столетии. Но затем распространилась гипотеза, что птицы произошли от крокодиломорфа или текодонта, а не от динозавров. В 1970-х годах динозавровую концепцию возродил Джон Остром. Базируясь на сравнении пересмотренной им остеологии археоптерикса и теропод (главным образом дейнониха Deinonychus antirrhopus, имевших сходство с птицами в передних лапах, лобковой кости и пр.), Остром пришёл к выводу, что ближайшими родственниками археоптерикса являются целурозавры из семейства дромеозаврид.
Впоследствии выводы Острома были подтверждены кладистическими исследованиями, обнаружением экземпляров целурозавров с отпечатками перьев, сравнением микроструктуры яичной скорлупы и репродуктивной биологии целурозавров и птиц. Ныне тероподная гипотеза принимается большинством палеонтологов.
В 1983 году Ринченгийн Барсболд отметил, что в разных линиях теропод наблюдаются многие черты, ранее известные только по птицам. Он предположил, что одна или несколько ветвей теропод эволюционировали в птиц.
По мнению Шанкара Чаттерджи, ближайшими родственниками птиц являются триасовые цератозавры — группа тероподных динозавров, обладавшая рядом существенных особенностей, характерных для птиц (близкое к гетероцельному строение шейных позвонков, срастание тазовых костей и др.).
У рапетозавров (Rapetosaurus krausei) выявлен изометрический рост, который известен для птиц с выводковым типом развития[14].
У Nomingia gobiensis имелся хвост с пигостиле. Предположительно, пигостиль поддерживал хвост из перьев, как у каудиптерикса. До обнаружения Nomingia подобная скелетная структура обнаруживалась только у птиц.
Сторонники данной теории выделают группу авиалы — клада летающих динозавров, включающая птиц. Определяется как «все тероподы, более родственные современным птицам, чем дейнонихозаврам». Сторонники данной теории считают, что ближайшими родственниками птиц являются дейнонихозавры.
Дейнонихозавров и птиц объединяют в кладу Eumaniraptora, а та входит вкладу паравесов. В неё и входит группа авиалы.
Современные птицы имеют черепной кинетизм — подвижность костей друг относительно друга, не связанная с суставами. Благодаря такому устройству головы птицы могут при укусе двигать одновременно и верхней, и нижней челюстями. Но меловые птицы ничего подобного не умели. Изучение сохранившегося черепа ранней птицы, жившей в начале мелового периода и относящейся к энанциорнисам показало, что её верхняя челюсть не могла двигаться относительно мозговой капсулы. Так же устроены черепа теропод, от которых и произошли как древние энанциорнисы, и современные веерохвостые птицы[15].
Некоторые учёные считают, что в происхождении птицеподобных динозавров и собственно птиц важную роль сыграл педоморфоз — редукция поздних стадий развития всего организма или отдельных его частей, приводящая к сохранению детских черт предков у взрослых потомков[16].
Генетическая программа развития пальцев крыла соответствует «динозавровой» теории происхождение птиц[17].
Перьевые бугорки у динозавров[править]
Локтевая кость предплечья Velociraptor mongoliensis учёные заметили шесть правильно расположенных бугорков. По своему положению на кости и по размеру они напоминают перьевые крепления экзостозы — выросты на кости, к которым крепится связка. Подобные бугорки уже находили и на костях других динозавров, например у некрупного авимима из Монголии, описанного С. М. Курзановым в 1987 году. У велоцираптора, согласно реконструкции, на локтевой кости крепилось 14 перьев второго порядка. У археоптерикса таких перьев было 12, а 18 — у дромеозавра микрораптора.
Перьевые бугорки найдены и у Concavenator.
Обобщение[править]
Мощной преадаптацией к полету у этих динозавров послужило устройство запястья, которое сначала использовалось для хватания лапой добычи, а потом оказалось идеальным в качестве механизма складывания крыла.
Зачатки крыльев давали динозаврам локомоторные преимущества — например, служили стабилизаторами при быстром беге. Физически это вполне правдоподобно, и примерно так использует крылья современный африканский страус.
Птицы сильно отличаются от других архозавров по характеру возрастных изменений черепа. Для эмбрионов и детенышей крокодилов и примитивных (базальных) динозавров, таких как Coelophysis, характерна короткая лицевая часть черепа, крупные глазницы и относительно большой мозг. По мере взросления лицевая часть черепа удлиняется, а относительные размеры глазниц и черепной коробки уменьшаются. Напротив, у динозавров, являющихся ближайшей родней птиц (Eumaniraptora), как и у самих птиц, череп с возрастом меняется мало, оставаясь во взрослом состоянии похожим на «детский» череп других архозавров. Например, у самого маленького из известных экземпляров археоптерикса череп практически такой же, как у взрослых особей, при этом он по своим пропорциям напоминает череп эмбриона аллигатора. Это позволяет предположить, что в происхождении птицеподобных динозавров и собственно птиц важную роль сыграл педоморфоз.
У современных летающих птиц перья, создающие аэродинамический профиль крыла, имеют асимметричные опахала: с наружной стороны от стержня пера опахала узкие, а с внутренней — заметно более широкие. Точно такое же строение было характерно и для маховых перьев микрорапторов, которые крепились не только к кисти передней конечности, но и к костям стопы.
Задняя конечность птиц и динозавров почти не способна к разведению в стороны из-за специального устройства тазобедренного сустава, представляющего собой адаптацию к эффективному бегу.
Критика гипотезы[править]
Данная теория больше всего принята в США. Ещё в 1998 году редактор журнала Nature Генри Джи заявил, что «дебаты закончились, птицы это живые динозавры».
Хотя немало и противников данной теории.
Так, в 2016 году Алан Федуччи (Алан Федучия) из департамента биологии Университета Северной Каролины, опубликовал статью «Фантазии и реальность: критика происхождения птиц», в которой раскритиковал данную теорию.
Есть критики теории и в РФ, например Евгений Николаевич Курочкин[18].
Противники теории происхождения птиц от теропод считают общие признаки у этих групп результатом конвергентной и параллельной эволюции[19][20].
Небольшое меньшинство палеонтологов-диссидентов, известное под аббревиатурой BAND (Birds Are Not Dinosaurs, Птицы не динозавры[21]), включая орнитологов Алана Федуччиа и Ларри Мартина, продолжает утверждать, что птицы в бо́льшей степени тесно связаны с ранними рептилиями, такими как Longisquama или Euparkeria, чем с динозаврами.
В 2014 году диссиденты попытались взять реванш — вышла статья Стивена Черкаса из Музея динозавров в Блэндинге и Алана Федуччия из университета Северной Каролины, в которой они объявили предком птиц теропода Scansoriopteryx heilmanni, которого, как они заявили, «нет никаких оснований считать динозавром»[22]. Филогенетический анализ никогда не подтверждал альтернативную интерпретацию BAND, и аргументы авторов публикации были подвергнуты критике как ненаучные[23].
Расс Доблер назвал BAND отрицателями науки[24].
См. также[править]
Ссылки[править]
Источники[править]
- ↑ Генетическая программа развития пальцев крыла соответствует «динозавровой» теории происхождение птиц
- ↑ Динозавры переходили к активному полету минимум трижды
- ↑ Птицы — недоразвитые детеныши динозавров?
- ↑ Потомки динозавров: происхождение и эволюция птиц
- ↑ Окаменевшие следы передвинули сроки превращения динозавров в птиц
- ↑ Происхождение птиц. Новый шаг к разгадке
- ↑ Динозавры дышали как птицы – и это помогало им быстро бегать
- ↑ Динозавры были теплокровные?
- ↑ Теплокровность динозавров определили по яйцам
- ↑ Первая птица была динозавром внутри
- ↑ Малый размер птичьих геномов — наследие эпохи динозавров
- ↑ Ученые объяснили, почему у птиц вообще появился большой мозг. Им пришлось поумнеть!
- ↑ Ученые исследовали эволюцию лап в крылья у предков птиц
- ↑ Малыши гигантских динозавров росли очень быстро
- ↑ У первых птиц были динозавровые головы
- ↑ Птицы — недоразвитые детеныши динозавров?
- ↑ Генетическая программа развития пальцев крыла соответствует «динозавровой» теории происхождение птиц
- ↑ Четырехкрылый динозавр и происхождение птиц
- ↑ Параллельная эволюция тероподных динозавров и птиц
- ↑ Экология птиц
- ↑ Странные идеи о происхождении птиц
- ↑ Происхождение птиц от динозавров опровергнуто
- ↑ Richard O. Prum Are current critiques of the theropod origin of birds science? Rebuttal to Feduccia (2002) (англ.) // The Auk. — 2003. — Т. 120. — № 2. — С. 550—561.
- ↑ Russ Dobler. ‘Birds Are Not Dinosaurs’: A Case Study in Science Denial? January 31, 2019
| ||||
| Систематика | Птицетазовые (Цераподы /Цератопсиды• Игуанодонты• Гадрозавриды/• Тиреофоры /Стегозавры• Анкилозавры/)• Ящеротазовые (Завроподы• Тероподы /Спинозавриды• Тираннозавроиды• Альваресзавриды• Скансориоптеригиды• Теризинозавры• Овирапторозавры• Дромеозавриды• Троодонтиды• Авиалы/) Птицы | |||
|---|---|---|---|---|
| Филогения | Архозавры → (Круротарзы) → Авеметатарзалии → Динозавроморфы → (Птерозавры?) → Динозавры | |||
| Биология динозавров | Водные • Древесные • Клюв • Интеллект • Общение • Охотничьи стаи • Перья • Роющие норы • Физиология • Яйца • Происхождение птиц от динозавров • Конкурентная борьба птиц и птерозавров • Летающие • Происхождение • Полярные • Окрас • Манирапторы • Paraves • Вымирание | |||
| Разное | Динозаврология • Воссоздание динозавров • Динозавры палеогена • Динозавры России • Паразиты динозавров • Перья у птерозавров • Динозавры как отдельный класс позвоночных | |||
