Текст книги "Летающие жирафы, мамонты-блондины, карликовые коровы... От палеонтологических реконструкций к предсказаниям будущего Земли"

Автор книги: Андрей Журавлёв

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 14 страниц)

Наилучшие летуны появились среди самых молодых групп. Точнее говоря, совершенные формы полета породили эти новые группы – перепончатокрылых (осы, пчелы, наездники, муравьи), бабочек и их близких родственников двукрылых (мухи, комары, москиты). Появились они в мезозойскую эру, а наиболее продвинутые формы – в кайнозойскую. Все эти насекомые по своей природе – двукрылы и летают, расположив тело под острым углом к поверхности земли. У них либо существенно сократились размеры задних крыльев (у настоящих двукрылых превратившись в жужжальца – орган ориентации в пространстве), либо обе пары слились в единую несущую плоскость. Одни бабочки ведут преимущественно дневной образ жизни. Благодаря большой площади крыльев и чешуйкам, быстро нагревающимся в солнечных лучах (до 37–45 °C) они парят в теплых восходящих потоках и могут перелетать на огромные расстояния во время сезонных миграций. Другие предпочитают сумеречное время и прогреваются сами за счет высокой частоты взмахов; бражники способны даже зависать над цветком, высасывая нектар без посадки.

Так же неподвижно «застывают» в воздухе двукрылые. При высокой частоте взмахов (до 340 герц, а возможно, и больше) они летают и вбок, и задом наперед, совершают кульбиты, пролетая вверх ногами и садясь на поверхность снизу. Причем все маневры совершают за считанные миллисекунды. Среди прочих «технических» достижений двукрылых следует назвать относительную независимость левого и правого крыльев (одно может совершить полный маховый цикл, а другое замереть), автоматический контроль угла атаки и активную регулировку площади крыльев. В освоении воздушного пространства с ними могут сравниться разве что перепончатокрылые, тоже машущие с частотой более 60 герц. Самое удивительное, что согласно классическим законам аэродинамики шмели к полету совершенно не приспособлены, а они – одни из лучших летунов! Полет у этих групп – очень энергоемок, поэтому все они перешли на высококалорийную пищу – нектар, растительные соки и кровь.

Иначе освоили воздушное пространство мельчайшие из летающих насекомых – некоторые жуки, осы и трипсы. У них крылья утратили сплошность, но зато покрылись опушкой из волосков. Эти насекомые больше полагаются на плотность воздуха, чем на собственные силы, представляя собой настоящий воздушный планктон.

Являясь важнейшим органом насекомых, крылья используются не только в полете, но и для подачи звуковых сигналов, демонстрации себя партнеру (особенно яркие цветастые крылья бабочек и крупных юрских сетчатокрылых) и терморегуляции. Летая, насекомые отыскивают корм (в среднем на расстоянии от 200 до 2000 метров), партнера (нередко и копуляция происходит на лету в прямом смысле этого выражения: у бабочек голубянок и комаров самка тащит «лениво» замершего самца), патрулируют территорию (охраняя ее от других самцов, особенно у стрекоз), выбирают место для откладки яиц или спасаются от врага. Особые навыки требуются при полете роем – координация поведения множества особей достигается благодаря зрительной засечке какого-либо заметного ориентира на местности. Некоторые насекомые, подобно птицам, совершают длительные миграции. Сочетая активные перелеты и пассивные переносы восходящими потоками воздуха, они перемещаются до 100 километров в день (саранча), а то и до 3,5 тысячи километров за 10 ночей со скоростью 1,4 метра в секунду (бабочки-совки). Самый знаменитый мигрант – бабочка-монарх – преодолевает четыре тысячи километров дважды в год. Обычно в дальний путь насекомые направляются сообща. Так, на юге Франции стрекозы сбиваются в стаи, насчитывающие около 400 тысяч особей на квадратный километр.

Рожденные ползать

Отстав от насекомых более чем на 120 миллионов лет, на крыло встали и позвоночные. Видимо, крупные палеозойские насекомые были слишком опасными конкурентами. И сейчас богомолы (карлики по сравнению с хищными пермскими стрекозами) запросто справляются с ящерицами своей размерности. Однако и добыча – крупное насекомое – завидная. Так почему бы не ловить их в воздухе? И в самом конце пермского – начале триасового периода самые разные позвоночные попробовали летать. Интересно, что один из первых среди них – позднепермский архозавр целурозаврав (Coelurosauravus) из Германии, внешне немножко похожий на хамелеона, – в полете расправлял тонкие перепонки, поддерживаемые палочковидными окостеневшими кожными выростами. Такие выросты настолько необычны для позвоночного, что их даже сначала приняли за плавники кистеперой рыбы, окаменевшей рядом. Более всего они напоминают перепончатые крылья насекомых. Уж не у них ли подсмотрел конструкцию первый летающий ящер?

«Выдумкой» отличались и другие первые покорители воздушного океана среди рептилий – то есть тех, кто по определению «летать не может». Триасовый шотландский 20-сантиметровый архозаврик склеромохл (Scleromochlus) жил на деревьях; это существо с очень тонким скелетом и длинными задними ногами, возможно, продлевало прыжок с ветки на ветку благодаря боковой складке кожи, как у современного летающего дракона. Другой архозавр – шаровиптерикс (Sharovipteryx), растягивая между лапами и телом все свои перепонки, уподобился дельтаплану. Он планировал над озерами нынешней Киргизии. По соседству жил мелкий архозавр лонгисквама (Longisquama), с треском раскрывавший широкие и длинные (10–12-сантиметров) спинные выросты, чтобы подольше продлить прыжок. Когда странные выросты были изучены с помощью новейшей техники, то оказалось, что это самые настоящие перья (полый стержень с опахалом). Однако ни перья, ни само это животное не имели никакого отношения к птицам, появившимся совершенно независимо и… не раз!

Череп птеродактиля из семейства анхангериды Ludodactylus. Длина черепа 0,7 метра (предоставлено Эбертом Вруну Кампошем)

Реконструкция скелета одного из самых крупных летающих ящеров – Tropeognathus из семейства анхангериды. 8,3 метра в размахе крыльев

Череп птеродактиля из семейства аждархиды Thalassodromeus. Длина черепа 1 метр (предоставлено Эбертом Вруну Кампошем) Раннемеловая эпоха, 120–100 миллионов лет; Сантана, Бразилия

Но прежде птиц воздушное пространство завоевали настоящие летающие ящеры – птерозавры…

Шел 1828 год, когда собирательница ископаемых Мэри Эннинг обнаружила в юрских слоях на английском побережье Ла-Манша остатки первого птеродактиля. Ученые долго не могли взять в толк, с чем, собственно, имеют дело. Возобладало мнение, что с необычной летучей мышью или летающим сумчатым млекопитающим. Лишь великолепно владевший сравнительной анатомией зоолог и палеонтолог Жорж Кювье доказал, что странный скелет принадлежал представителю полностью вымершей группы летающих ящеров. С тех пор выяснилось, что это была огромная группа активных летунов, появившихся в триасовом периоде и просуществовавших до конца мелового (225–66 миллионов лет назад).

И сто лет спустя после работ Кювье птерозавров нередко представляли подобно летучим мышам – с перепонками, растянутыми между фалангами пальцев. А ведь то были совершенно иные звери. Крыло птерозавра действительно представляло собой кожистую перепонку, но крепилась она на одном из пальцев кисти – толстом летательном (четвертом), превышавшем в длину все тело (первые три коротких пальца оканчивались когтями, пятый – исчез совсем). Задний край перепонки доходил до колен у одних видов и до щиколоток у других; кроме того, дополнительные перепонки были натянуты между бедер и хвостом и между основанием шеи и окостеневшим палочковидным сухожилием на запястье – птероидом. В целом конструкция, конечно, больше напоминала крыло летучей мыши, чем птицы, но ее натяжение осуществлялось совсем по-другому: основные плоскости были прошиты, словно дощатый каркас воздушного змея, жесткими и тонкими (0,05 миллиметра) белковыми нитями, по-своему направленными в разных секторах основной перепонки. Натяжение этих волокон придавало всей конструкции необходимую упругость и дуговидный профиль, необходимый для создания подъемной силы.

Кости у крылоящеров были полые, что облегчало вес, но прочными – полость пересекали ребра жесткости; череп – ажурный, по форме – обтекаемый, заостренный и удлиненный. На костях некоторых видов есть форамены. У птиц подобные отверстия указывают на присутствие воздушных мешков: это значит, что в полости костей при вдохе мог закачиваться воздух, который, не утратив кислород, использовался на выдохе, существенно снижая энергозатраты в полете. Строение плечевого пояса птерозавров выдает развитую мускулатуру и способность к машущему полету.

Как и откуда взялись эти совершенные летуны, пока остается для науки тайной, своими корнями скрывающейся в палеозое. Однако проследить эволюционные преобразования можно благодаря находкам многочисленных костей и целых скелетов с минерализованными остатками мягких тканей в верхнеюрских местонахождениях Зольнхофен (Германия) и Каратау (Казахстан), нижнемеловых Лагарсито (Аргентина), Сантана (Бразилия) и Чжэхоль (Китай).

Костные полости птерозавры могли унаследовать от общих предков с динозаврами и птицами. Основная более древняя «модель» – рамфоринхи[12]12
  От греч. ράμφος – клюв и ρίς, в родительном падеже ρϊνός – нос.


[Закрыть], существовавшие в триасовом-юрском периодах и самом начале мелового, – представляла собой длиннохвостое существо с короткой шеей и зубастой пастью, в полете находившейся на одной прямой с осью тела. Однако хотя длинный хвост и был хорошим стабилизатором, наличие этого отростка замедляло скорость полета. На рубеже ранне– и среднеюрской эпох появились короткохвостые, беззубые с длинной гибкой (как у лебедя) шеей птеродактили[13]13
  От греч. πτερόν – крыло и δάκτϋλος – палец.


[Закрыть]. Часть спинных позвонков у них срослась, а передние ребра неподвижно слились с грудиной, образуя жесткий каркас. К нему в полете был подвешен центр тяжести. У птеродактилей череп стал еще длиннее, но и легче (убавилось число костей), а главное – мозговитей. Этот орган был заметно крупнее, чем у прочих пресмыкающихся сходных размеров, и очень напоминал птичий.

В мозге, изученном благодаря компьютерной томографии костей и отливок мозговой полости нейробиологом Лоуренсом Уитмером из Университета Огайо и его коллегами, особенно выделяются лобные и зрительные доли, мозжечок, парный вырост последнего – клочок (флоккулюс) и лабиринт; обонятельные луковицы, наоборот, не развиты. Строение мозга также указывает на то, что рыло ящера сместилось вниз относительно оси тела и голова обрела подвижность. Крупные флоккулярные лопасти, составлявшие десятую часть объема мозга (у птиц —1–2 процента), развитый лабиринт и зрительные доли свидетельствуют о том, что мозг птеродактиля обрабатывал огромный поток информации, поступавший от глаз, шейной мускулатуры и мышц, связанных с маховыми движениями и натяжением перепонки. Значит, ящеры легко маневрировали в воздушных потоках, ни на мгновение не теряли равновесия, а изображение на сетчатке всегда оставалось четким. Не нужно думать, что ящер, величиной с легкий самолет, на скорости 90 километров в час исполнял петлю Нестерова или бочку – переворот вокруг продольной оси тела (хотя – кто знает? – мозг рассчитать траекторию мог), но спикировать с высоты в сотню-другую метров точно на добычу, как зимняк на лемминга, несомненно, был способен. 3D-пространство, которое представляет собой воздушная среда, всегда требует лучшей координации всех органов, чем 20-поверхность, на которой мы обретаемся (не случайно у многих голова кружится даже в 3D-кинотеатрах и на тренажерах).

К началу мелового периода птеродактили достигли небывалого разнообразия. Самые мелкие весили несколько десятков граммов, по величине не превосходили воробья и, подобные 25-сантиметровому в размахе крыльев немиколептеру (Nemicolopterus), пытались освоить древесный образ жизни. Кецалькоатль (Quetzalcoatlus) и хацегоптерикс (Hazegopteryx), весом не менее 75 килограммов при размахе крыльев 10–12 метров, стали самыми крупными животными, когда-либо поднимавшимися в воздух на собственных крыльях[14]14
  Мифы о людях, летавших с помощью крыльев, нацепленных на руки, – это мифы. Скажем, в 1695 году некий изобретатель заявил царским сановникам в Москве, что он, изготовив крылья, «станет летать, как журавль». Получив из казны 18 рублей, он соорудил крылья сначала из слюды, потом из кожи, но, как ни махал ими, не смог оторваться от земли ни на вершок. Впрочем, оспаривается и достоверность самого случая.


[Закрыть]. Только отдельные шейные позвонки некоторых особей превышали в длину полметра. Эти летающие жирафы стали последними в ряду крылоящеров и относятся к семейству аждархид, открытых в Средней Азии ленинградским палеонтологом Львом Несовым. Название самых необычных среди и без того необычных существ он взял из языка фарси, на котором «аждарха» означает «дракон».

Необычные гребни на головах аждархид и некоторых других птеродактилей покрывала сеть кровеносных сосудов. Здесь кровь охлаждалась во время полета. Опыты с моделями ящеров показывают, что гребни могли служить как препятствующий рысканью аэродинамический тормоз, но не слишком надежный. Головы ящеров действительно напоминали по форме носы маневренных самолетов. Могли эти выросты использоваться и как гребешки у птиц, то есть для показа себя во всей красе во время брачных периодов, чтобы привлечь самку и отпугнуть соперника. Особенно разрослись гребни у самцов птеранодонов. Палеобиолог Эберт Бруну Кампош из Параибы не исключает, что эти гипертрофированные выросты (у некоторых крылоящеров они составляли три четверти черепа, а сам череп достигал длины 1,5 метра) могли служить органами слуха, поскольку необходимый набор слуховых косточек у этих животных не обнаружен.

По земле птеродактили ходили, опираясь на задние лапы и на два первых пальца передних (как бегуны-спринтеры на старте). До изучения следов и распределения нагрузок в скелете «спешившегося» птеродактиля считалось, что ящеры передвигались, как птицы, на задних лапах. Таким птеранодон показан в «Парке юрского периода». Лишь палеонтолог, анатом и художник Алексей Быстров, работавший в Палеонтологическом институте АН СССР, изобразил птеродактиля на четвереньках более полувека назад.

Позднеюрские пляжи Астурии испещрены их следами. Туда крылоящеры слетались во время отлива поживиться рыбой и моллюсками. Следы подсказали, что у некоторых ящеров на задних лапах были перепонки, как у лягушек, но служили они, скорее всего, дополнительной летной мембраной, а не для плавания. Хотя на перепонках и по илистой поверхности шагать было удобнее. На взлет они тоже разбегались на четвереньках, как летучие мыши-вампиры. А приземлялись на задние конечности, постепенно опускаясь на все четыре лапы.

Яйца несли в кожистой оболочке, как змеи, а вылупившись, росли очень быстро.

На каком-то этапе своей эволюции птерозавры должны были обрести теплокровность, иначе бы энергозатраты на воздухоплаванье не оправдались. Потреблять кислорода им и так приходилось много: носовые пазухи у некоторых меловых ящеров были просто огромными – занимали более половины боковой поверхности черепа. А на отпечатках перепонок одного из позднеюрских рамфоринхов обнаружились волосовидные утолщения. Из-за них он получил гордое научное название Sorder pilosus, означающее – «нечисть волосатая». Не исключено, что «нечисть» была лысой, поскольку за волоски могли принять белковые нити, укреплявшие перепонку. (Впрочем, какой-то хохолок на голове упрямо продолжал торчать.) Озерно-вулканическое местонахождение Чжэхоль одарило ученых удивительным по сохранности остовом крылоящера чжэхольоптера (Jeholopterus). Уцелели вся его летательная перепонка, натягиваемая сзади вытянутым когтем пальца стопы, и странный, широкий, как у бульдога, череп. Самым поразительным оказалось туловище, покрытое волосовидными выростами, и короткий… пушистый хвост. Неужели все-таки шерсть? Ключ к тайне волосатого монстра, будто сошедшего с афиши фильма о графе Дракуле, покоился там же, на дне озера мелового периода… То была не шерсть, а перья. Настоящие перья… как у динозавров.

В пух и перья

«Вот так бы разбежалась, подняла руки и полетела. Попробовать нешто теперь?» – наверное, подумала первоптица, глядя на снующих в небе птерозавров. Впрочем, так могли думать энанциорнисы[15]15
  От греч. εν-αντα против и ορνις – птица.


[Закрыть], появившиеся не ранее юрского периода, а настоящие птицы, возможно, развивались параллельно с крылоящерами, от древних триасовых архозавров.

У птичьего пера от рогового стержня расходятся ответвления – бородки первого порядка, от них – бородки второго порядка, покрытые мелкими крючками, которые, сцепляясь друг с другом, образуют единую плоскость опахала. Так устроены контурные маховые и рулевые перья, формирующие несущую плоскость крыла. Первые из них также создают тягу, вторые – обеспечивают маневренность. Пуховые перья, не скрепленные бородками, служат надежным теплоизолятором, что необходимо при таком энергоемком типе передвижения, как полет. Контурные перья с опушкой, плотно прилегая друг к другу, придают телу обтекаемость.

Благодаря выпуклому профилю при планирующем полете воздух снизу обтекает крыло по хорде, а сверху по более длинному контуру. Потому над крылом воздушный поток движется быстрее, и под крылом возникает разряжение воздуха: полученная разность давлений создает подъемную силу. В этом механика полета птиц не отличается от таковой у насекомых. Однако взмахивать крылом – как вниз, так и вверх – птице, в отличие от насекомого, приходится за счет собственных мускульных усилий. Когда крыло опускается вниз, его вершина встречает еще наклонный воздушный поток – под углом спереди и снизу. Конец крыла при опускании вниз несколько перекручивается под напором воздуха, и возникает сила тяги, обеспечивающая поступательное пассивное движение вверх. Трепещущий тип полета, которым особенно хорошо овладели зависающие над цветами колибри, достигается частыми взмахами крыльев в горизонтальной плоскости при положении тела под большим углом к земле. Возникающая подъемная сила противодействует силе тяжести. Парение птицы освоили двумя способами – статичным и динамичным. Многие из них, особенно крупные грифы, кондоры, орлы и беркуты, кружат в восходящих потоках воздуха на своих длинных и широких крыльях. Наоборот, узкокрылые альбатросы используют порывы встречного ветра, расправляя крылья ему навстречу. Альбатрос взлетает даже с поверхности воды и поднимается высоко под облака.

Наземный мир мелового периода (142–66 миллионов лет): птеродактиль с кровососом – заврофтиром, пернатые хищные динозавры – синозавроптерикс и авимим, вылупляющийся рогатый динозавр – протоцератопс и сумчатое млекопитающее на ветке гинкго. Художник Анастасия Беседина

Во всех остальных эволюционных преобразованиях птицы уподобились летающим ящерам: приобрели облегченный и одновременно прочный череп и скелет, лишенные зубов челюсти, обтекаемую форму, жесткость туловища, пневматизированные кости, мощную мускулатуру, подвижность шеи (она может поворачиваться на 180 и даже 270 градусов) и мозг, увеличенный за счет определенных отделов. Роль зрения также возобладала у них над слухом, а поведение усложнилось. Лишь по характеру крепления мускулатуры крыльев – к большому гребню грудины – килю – они существенно отличаются от птерозавров. Возможно, развитие такой основательной опоры связано у птиц с тем, что их обмен веществ больше сопряжен со взмахами крыльев – так воздух нагнетается в воздушные мешки (легочные и носоглоточные). Эти полости в костях обеспечивают бесперебойное дыхание при машущем полете. При вдохе грудная клетка расширяется, а мешки растягиваются и всасывают воздух; при выдохе – сужающаяся грудная клетка выдавливает воздух из мешков, и легкие снова продуваются. Так обеспечивается высокая эффективность газообмена, благодаря этому птицы способны подниматься на высоту до 10 тысяч метров, где воздух сильно разрежен.

Птицы являются самыми совершенными из летающих созданий. Средняя скорость миграционного полета у них колеблется от 50 до 90 километров в час, наибольшая – 150 километров в час (черный стриж), дальность беспосадочного перелета достигает 3,3 тысячи километров (бурокрылая ржанка), а за год отдельные особи преодолевают свыше 80 тысяч километров (полярная крачка). Грузоподъемность птиц не менее поразительна: при собственной массе 1,6 килограмма белый сокол взмывает с добычей, более чем в три раза превышающей его вес. Люди могут только завидовать, несмотря на все свои достижения в самолетостроении.

Откуда же взялось само совершенство?

Знаменитому археоптериксу (Archaeopteryx[16]16
  От греч. αρχαίος – древний и πτέρυξ – крыло.


[Закрыть]) из Зольнхофена исполнилось 145 миллионов лет. Несмотря на прекрасную сохранность остатков археоптерикса (найдено 11 полных скелетов), споры о его природе не прекращаются до сих пор. Что у археоптерикса птичьего? Перья этого позднеюрского существа, размером с сороку, напоминали птичьи, причем контурные – с асимметричным опахалом, пригодные для полета. Полые кости, но без фораменов. Вилочка – сросшиеся ключицы, но не совсем такая, как у современных птиц. А остальное? Зубастая пасть – вместо клюва. Когтистые передние и задние лапы со всеми хорошо различимыми костями – а не сросшийся в единые жесткие опорные элементы скелет конечностей птиц, подобный цевке. Таз со всеми костями и длинный хвостовой отдел позвоночника – но не синакрум[17]17
  Сложный крестец, образованный слившимися с тазовыми костями поясничными, крестцовыми и отчасти хвостовыми позвонками.


[Закрыть] с пигостилем[18]18
  Укороченный опорный элемент для поддержки рулевых перьев.


[Закрыть]. Грудина без гребня – киля, необходимого для крепления сильной летательной мускулатуры, и даже брюшные ребра наличествуют, как у многих двуногих динозавров.

Реконструкция мелового пернатого хищного динозавра Similicaudipteryx. 125 миллионов лет; Чжэхоль, Китай. Музей юрского периода Астурии, Колунга, Испания

Летать, конечно, мог, но «низехонько-низехонько»: коракоидно-лопаточное сочленение не давало крылу подниматься выше спины и делать широкий взмах. Мозг был ближе к птичьему (или птерозавровому) – с развитыми лобными и зрительными долями, мозжечком, клочком и лабиринтом. Достаточно ли этого, чтобы считаться птицей или хотя бы прапрадедушкой всех пернатых? Одни ученые считают его переходным звеном между динозаврами и настоящими птицами. Но известный палеонтолог и орнитолог Евгений Курочкин из Палеонтологического института РАН полагал, что археоптерикс дал начало лишь особым пернатым животным – энанциорнисам, вымершим к концу мелового периода. Назвали их «противоположными птицами» из-за обратного варианта сочленения костей плечевого пояса: выемка на лопатке, выступ на коракоиде (у нынешних птиц, наоборот, ну, или как считать). Типичным представителем «противоптиц» был иберомезорнис (Iberomesornis) из нижнемеловых отложений Испании: существо с зубастым клювом и когтистыми лапами-крыльями, со слитным, но не птичьим скелетом хвоста (пигостиля скорее нет, чем есть) и выпрямленными, тоже не по-птичьи, лапками без цевки. Его родственники в основном лазали по деревьям, цепляясь когтями передних и задних лап (один из них был развернут, чтобы удобнее сидеть на ветках), и, конечно, летали уже в начале мелового периода. Правда, некоторые особенности крыльев свидетельствуют о том, что летуны из них получились не самые совершенные. Огромное разнообразие «противоптиц», мелких и больших, птенцов и взрослых, даже хорошо различимых самцов и самок (последние, подобно нынешним, гордо выделялись хохолком на голове и двумя длинными перьями в хвосте) упокоилось под раннемеловым вулканическим пеплом Чжэхоля, благодаря чему известно, что скелет у энанциорнисов окостеневал еще в яйце, из которого вылуплялись не цыплята и тем более не полуголые желторотики каких-нибудь воробьиных, а полные копии взрослых родителей. И росли обратные птицы всю жизнь, подобно динозаврам. Перья неправильных птиц были очень даже правильные – со стержнем и асимметричным опахалом, укрепленным бородками и крючочками, то есть составляли единую несущую плоскость.

Кроме энанциорнисов в меловом периоде жили и другие пернатые и крылатые «не совсем птицы». Например, конфуциусорнис (Confuciusornis, или «птица Конфуция»), у которого даже настоящий роговой клюв был, но притом сохранялись брюшные ребра, или чжэхольорнис (Jeholornis – «птица с Чжэхоля») с двумя хвостами: один – длинный, как у археоптерикса, другой, на копчике, – веером, словно у настоящих птиц, но без опоры в виде пигостиля. Впрочем, к тому времени в перья оделись не только настоящие (веерохвостые) и противоположные птицы, но и многие другие, даже динозавры…

Меловые динозавры-манирапторы[19]19
  От лат. manus – рука и raptor – убийца.


[Закрыть] получили свое имя, потому что их передние лапы были длинные в отличие от их коротколапых хищных родственников – тираннозаврид. Причем в роду манирапторов эти лапы все удлинялись и по мере удлинения все больше становились похожи на крылья. Приобрели эти ящеры и много других типичных птичьих признаков: вилочку (это та самая «куриная» кость, на которой загадывают желание), широкую грудину, гибкую шею, окостеневшие грудные ребра, воздушные полости в позвонках, большие выставленные глазницы (вероятно, чтобы глаз не тонул в пере). Увеличился и объем мозга – за счет развития лобных и зрительных долей, мозжечка, клочка и лабиринта (хотя обонятельные луковицы тоже значения не утратили). Где-то мы это уже проходили? Да, в эволюции птерозавров и всяческих птиц. Неужели полетели и динозавры? Полетели, но несколько иначе, чем прочие крылатые существа.

Эволюция машущего полета у пернатых позвоночных и насекомых. Художник Алина Коноваленко

На волне новых палеонтологических открытий не обошлось без курьезов: в конце 1990-х годов газеты и журналы, включая National Geographic, обошла сенсационная новость о находке настоящего переходного звена между динозаврами и птицами – археораптора (Archaeoraptor). На деле оказалось, что эту «диноптицу» умельцы склеили из костей настоящих меловых динозавров и птиц, чтобы продать через Интернет (бизнес на костях, особенно ископаемых, является весьма прибыльным, хотя науке наносит серьезный урон). Аферистам сделка удалась, а любителей жареного из околонаучной среды ославили до конца жизни, поскольку палеонтологи быстро разоблачили обман. Орнитолог Сторс Олсон из Смитсоновского института направил в National Geographic Society письмо, в котором совершенно справедливо пояснил, что в публикациях уважающих себя изданий не должны использоваться образцы, нелегально вывезенные из страны, где они были найдены (в данном случае – из Китая), а журналистам не следует употреблять названия прежде публикации в научных изданиях, поскольку так нарушаются права первооткрывателей.

По итогам выступления Олсона, поддержанного другими известными учеными, образец был возвращен в Китай, и палеонтологи разобрались, откуда и что «росло» у археораптора: его «птичья» часть после проведения рентгеноструктурной томографии и исследования дополнительных находок была описана как новый род энан-циорнисов – янорнис (Yanornis). Хвостовая же часть химеры оказалась фрагментом динозавра микрораптора (Microraptor zhaoianus). Позднее группой Сина Ксю из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук в отложениях Чжэхоля были обнаружены полные скелеты нового вида микрораптора (Microraptor gui) – пернатого ящера величиной с курицу. Благодаря использованию методов рентгеноструктурной томографии высокого разрешения и съемки в ультрафиолетовом свете палеонтологам удалось выяснить, что контурные перья при жизни росли из покровных тканей на хвосте и всех четырех лапах микрораптора, а кроме того, были длиннее, чем кажется при обычном освещении.

Глядя на реконструкции этого пернатого ящера, ученые задумались, уж не летал ли он? Несколько групп биофизиков и палеонтологов создали натурные и компьютерные 3D-модели и поняли, что этот динозавр был прекрасно приспособлен к планирующему полету. При весе около 1,2 килограмма, прыгая с высоты в десяток метров, он мог разгоняться до скорости 40 километров в час и прицельно вцепляться в ствол другого дерева. То, что ящер вел именно древесный образ жизни, подтверждает и содержимое его желудка – исключительно неправильные птицы. Разошлись ученые только во мнении, как располагались его конечности в полете. Предлагалось четыре варианта: «биплан» с задними лапами, подогнутыми под передние, так чтобы их перья образовывали второе крыло; «раскоряка» – все четыре конечности горизонтально распластаны; «орел над гнездом» – ноги согнуты, но перья создают вертикальные плоскости; «летающее крыло» – лапы и перья расправлены так, что создают единую несущую плоскость[20]20
  В костюме «летающее крыло» знаменитый скай-дарвер Валерий Розов недавно слетел с Эвереста, пытался он и в заброшенный алмазный карьер «Мир» – самую глубокую рукотворную дырку на Земле, сигануть, куда и просто заглянуть страшно, но хозяева дыры не пустили.


[Закрыть]. В принципе все четыре модели работают, но одни лучше при малых углах захода «на посадку», а другие в пике[21]21
  Интересно, что изобретатель батисферы Уильям Биб, начинавший как куратор орнитологического отдела в зоопарке Нью-Йорка, опираясь на остатки археоптерикса, еще в 1915 году нарисовал четырехкрылого предка птиц и назвал его «тетраптерикс».


[Закрыть].

Однако микрораптор был уже пернат, и даже очень пернат. И если перья появились у динозавров даже раньше, чем они взлетели, то для чего? Для сохранения собственного тепла? А может быть, чтобы согреть детенышей?

Отпечатки контурных перьев задних конечностей у мелового динозавра Microraptor. Длина пера 10 сантиметров. Институт палеонтологии позвоночных и палеоантропологии, Китайская академия наук, Пекин

Реконструкция четырехрылого летающего хищного динозавра Microraptor. 125 миллионов лет; Чжэхоль, Китай. Длина 0,8 метра (предоставлено Майклом Хабибом и Джастином Холлом)

Относительные размеры яиц манирапторов, трехслойная известковая скорлупа, на которой иногда даже видны ямки – следы растворения, поскольку по мере созревания зародышу требовался кальций для роста костей, и типы гнезд этих ящеров уж очень похожи на птичьи. Скелет одного из монгольских меловых динозавров Oviraptorosaurus citipati был обнаружен прямо на гнезде в позе насиживания. А чем динозавр мог согреть яйца, если не перьями? Спасибо Чжэхолю – это не просто догадка! Пернатые динозавры, правда, сильно отличались друг от друга: одни были покрыты полыми нитевидными филаментами, другие – настоящими перьями, но с симметричным опахалом, то есть непригодными для полета.

Но не только Китай может похвастаться пернатыми динозаврами. Недавно известный читинский геолог Софья Синица открыла похожих существ в верхнеюрских озерных отложениях Забайкальского края, в Кулиндинской пади. Кулиндадром (Kulindadromeus) был покрыт самыми разными кожными образованиями: крупные черепитчато налегающие друг на друга пластины украшали сверху хвост; мелкие чешуйки, больше похожие на птичьи, чем на рептильные, усыпали голени; филаменты торчали из туловища и на загривке; наконец, необычные бляшки с несколькими плоскими ответвлениями сидели на плечах и бедрах. Сам же динозавр принадлежал к птицетазовой ветви ящеров, несмотря на название никакого отношения к птицам, даже обратным, не имевшей. А в Китае нашли пситтакозавра (Psittacosaurus), который считается предком всех четвероногих рогатых динозавров, с длинными волосовидными жесткими нитями и ирокезом, торчавшими вдоль крестца и хвоста.

И у современных птиц перья встречаются не только контурные – есть еще пуховые, нитевидные, просто пух и щетинки. Селекционеры, например, вывели несколько пород шелковых кур, которые, взрослея, не меняют цыплячий пух на перья. Куры декоративные, хотя, наверное, по вкусу от других ничем не отличаются. Но разве поднимется рука на существо, на ощупь больше похожее на котенка, чем на птицу?