Зачем ящеру перья

Пернатый тираннозавр-«пиноккио» Qianzhousaurus sinensis охотится на мелкого пернатого ящера Nankangia. Источник: Chuang Zhao

Как окаменелости из Китая перевернули наши представления об облике динозавров

Александр Телишев

7 мая, 2014 16:43

13 мин

Наши представления об облике динозавров пережили множество изменений за последние два столетия, но один из их главных атрибутов — чешуйчатая кожа — не ставился под сомнение. Но ископаемые находки, сделанные за последние 20 лет в Китае, заставили пересмотреть и динозавры «превратились» в самых настоящих пернатых драконов. «Русская планета» повествует об этой трансформации.

Человечество знает о существовании динозавров, «ужасных ящеров», и активно пытается «заглянуть» в мезозойскую эру уже больше 170 лет, с момента изобретения этого термина Ричардом Оуэном, первым британским палеонтологом. С середины XIX столетия начинается повальное увлечение динозаврами, и этот период историки часто называют «золотым веком» палеонтологии. Как всегда, главным двигателем прогресса была война — в ходе «костяных войн», продолжавшихся почти 15 лет, враждующие американские ученые Чарльз Марш и Эдвард Коуп открыли свыше 140 видов вымерших рептилий, что является рекордом и по сей день.

Как считалось в то время, динозавры обладали чертами современных земноводных и ящериц. К примеру, они обладали чешуйчатой кожей и волочили брюхо по земле во время движения. «Ужасные ящеры» проводили почти всю жизнь в воде, так как ученые считали, что их скелет и мускулатура не были способны поддерживать их вес.

По мере улучшения представлений об анатомии этих древних рептилий в начале и середине XX века, ученые «подняли» их на ноги, нашли намеки на теплокровность и активный образ жизни во время ночи, а также обнаружили прямые родственные связи между птицами и динозаврами.

Классический портрет динозавра

Так сформировался «классический» образ динозавров, которых мы видели в «Парке юрского периода» Спилберга и в более серьезных научно-популярных фильмах BBC конца 90 годов. Этот облик начал постепенно разрушаться в конце 20 века, когда для палеонтологии «открылся» Китай.

Отложения сланцев на северо-востоке Китая, в провинции Ляонин, и во Внутренней Монголии буквальным образом перевернули представления ученых о жизни динозавров. За последние два десятилетия здесь нашли сотни окаменелых яиц и эмбрионов динозавров, а также большое количество останков пернатых динозавров самых разных размеров.

Авронис Сюя, восстановивший в правах «икону» эволюции, археоптерикса. Источник: Masato Hattori

Первым и, пожалуй, самым важным таким открытием стало обнаружение останков синозавроптерикса(Sinosauropteryx prima) в 1996 году китайским палеонтологом Цзи Цяном. Останки этого небольшого динозавра размером с кошку были найдены в особых глинистых сланцах, способствующих сохранению даже самых мельчайших деталей анатомии. Благодаря этому Цян и его коллеги смогли увидеть отпечатки перьев, окружавшие скелет динозавра в виде ореола.

Изначально другие ученые не поверили в это открытие и опубликовали с десяток статей-опровержений, в которых они доказывали то, что эти «перья» появились в результате неких химических процессов во время окаменения рептилии. Тем не менее, все критики Цяна ошибались — через несколько лет палеонтологи нашли десятки других видов пернатых динозавров, в наличии перьев у которых уже никто не сомневался.

Пернатая «революция»

Первые потрясающие находки в Китае всколыхнули научное сообщество и заставили его обратить пристальное внимание на Ляонин и Внутреннюю Монголию. Сегодня на территории этих регионов присутствуют десятки зарубежных и китайских экспедиций, которые раскапывают отложения юрских и меловых формаций Тяоцзишань, Цзюфотан и Исянь в поисках останков «крылатых драконов». Практически каждый месяц палеонтологи объявляют об открытии новых видов пернатых динозавров, некоторые из которых заметно заставили ученых поменять свое представление об облике этих древних рептилий и их роли в эволюции птиц.

В первую очередь ученых интересует то, где проходит граница между птицами и динозаврами и как предки современных пернатых научились летать и проводить большую часть жизни в воздухе. За последние пять с небольшим лет палеонтологам удалось найти сразу несколько окаменелостей, каждая из которых успела переписать историю эволюции птиц.

Мезозойский ленивец — Beipiaosaurus inexpectus. Источник: Pavel Riha

Еще в начале текущего столетия китайские палеонтологи нашли нескольких окаменелостей, которые поставили под сомнение то, что археоптерикс (Archaeopteryx lithographica), «икона» эволюции и предполагаемое переходное звено между птицами и динозаврами, является предком современных пернатых. Среди них найденных окаменелостей можно назвать протоптицу конфуциорниса с «беззубым» клювом, а также четырехкрылого динозавра микрораптора и миниатюрного анхиорниса, останки которых были найдены звездой китайской палеонтологии Синем Сюем в 2000 и 2009 годах.

В 2011 году по археоптериксу был нанесен сильнейший «удар». В июле этого года Сюй и его коллеги объявили об открытии похожего на него пернатого динозавра Xiaotingia zhengi, чей скелет они приобрели у торговца окаменелостями в провинции Ляонин. Сравнив структуру костей и зубов у «сяотинии» и археоптерикса, палеонтологи пришли к выводу, что оба этих существа являются дейнонихозаврами и не входят в число родичей овирапторов, к которым относятся все современные птицы. Руководствуясь этими доводами, группа Сюя «разжаловала» археоптерикса из предков птиц и стала считать его «простым» пернатым динозавром.

С этим не согласились многие палеонтологи, и часть из них принялась за поиск доказательств в пользу «первородности» археоптерикса. В мае 2013 года одна из таких групп под руководством известного бельгийского ученого Паскаля Годефруа опубликовала в журнале Nature описание другой пернатой рептилии, окаменелые останки которой им удалось купить в той же провинции Ляонин у местного крестьянина.

Этот «пернатый дракон», названный Годефруа и его коллегами аврорнисом Сюя, жил на территории будущего Китая примерно в то же время, что и Xiaotingia — 160 миллионов лет назад, в конце Юрского периода. Сравнив анатомическое устройство аврорнисов, сяотиний и множества других протоптиц и динозавров, группе Годефруа удалось показать, что их находка была гораздо ближе к птицам и археоптериксу, чем к дейнонихам и сяотиниям, что восстанавливает «птичьи права» разжалованных археоптериксов. Не удивительно, что Сюй не согласился с выводами коллег и продолжает считать «икону эволюции» крылатым динозавром.

Плюшевый тираннозавр

Достаточно долгое время палеонтологи считали, что перьевой покров был характерен лишь для мелких динозавров, что до определенного времени подтверждалось окаменелостями. Это предположение хорошо укладывалось в идею о том, что перья были изначально предназначены для полета и что они помогли мелким рептилиям выкроить свою нишу в экосистемах мезозоя. «Всемирные» раскопки в Ляонине и Внутренней Монголии разрушили и это представление.

Динозавр-белка Sciurumimus albertsdoerfi, найденный в Германии в 2012 году. Источник: Arkady Rose

Еще в 1999 году Сюй и другие китайские палеонтологи приобрели у одного из крестьян фрагменты скелета и черепа крупного динозавра, которые он нашел в окрестностях городка Бэйпяо в 1996 году. Изучив их структуру, ученые пришли к выводу, что в их руках оказалось крайне причудливое создание — двухметровый пернатый динозавр, который относился к числу так называемых теризинозавров. Он ходил на двух ногах, обладал длинными 10-15 сантиметровыми когтями на «руках» и при этом питался растительной пищей, что делает его похожим на гигантского ленивца. Бэйпяозавр первым пошатнул представления о том, что перья были характерны лишь для мелких насекомоядных и всеядных динозавров.

Ученые не остановились на открытии «мезозойского ленивца» — в 2004 году они нашли на территории Ляонина останки мелкого пернатого тираннозавра Dilong paradoxus, который был примерно равен по своей массе и размерам крупной собаке или шакалу. Дилун, «императорский дракон» по-китайски, укрепил подозрения палеонтологов в том, что перья были общей чертой для всех групп динозавров, живших на территории Китая в древности.

Через восемь лет китайским и канадским палеонтологам удалось найти «большого брата» дилуна — «прекрасного пернатого тирана» Yutyrannus huali, который терроризировал живность в лесах на территории будущей провинции Ляонин примерно 125 миллионов лет назад. Сюю и его коллегам удалось найти настоящего гиганта длиной в 9 метров и массой в 1,5 тонны.

«Саблезубый» и пернатый динозавр Pegomastax africanus, найденный в ЮАР в 2012 году. Источник: Tyler Keillor

Высокая сохранность его останков позволила палеонтологам восстановить структуру перьев и выяснить, что они были больше похожи на пух или мех, а не на маховые перья птиц. Это означает, что перья были нужны «прекрасному тирану» для обогрева, что логично, учитывая довольно прохладный климат Ляонина в начале мелового периода. Данное открытие убедило ученых в том, что динозавры обзавелись перьями не для приспособления к полету, а для других целей.

В последующие годы ученые нашли несколько других пернатых рептилий за пределами Китая, которые подтвердили выводы Сюя. В их числе можно назвать пернатого динозавра-«белку» Sciurumimus albersdoerferi с пушистым хвостом, травоядного «саблезубого» ящера Pegomastax africanus с иглообразными перьями, а также мезозойского «страуса» Ornithomimus edmontonicus, который стал первым известным нам пернатым динозавром Америки в 2012 году.

Планета динозавров

Описанные выше открытия последних 20 лет, а также десятки других новых видов динозавров, окончательно убедили палеонтологов и палеоэкологов в том, что «ужасные ящеры» мезозоя выглядели совсем не так, как их представили нам Спилберг и его научные консультанты в «Парке юрского периода». Открытия в Ляонине и Внутренней Монголии заставили ученых еще раз взглянуть на окаменелости и найти свидетельства того, что многие «старые» динозавры, в том числе «герой» фильма Спилберга велоцираптор, обладали оперением.

Группа «прекрасных тиранов» Yutyrannus huali в компании пары бэйпяозавров. Источник: Dr Brian Choo

Эти представления потихоньку проникают и в общественное сознание — пернатые динозавры все чаще появляются на страницах научно-популярной литературы, в книгах для детей и в кинолентах. Отдельного упоминания достоин один из последних научно-популярных фильмов Би-Би-Си — Planet Dinosaur, который подробно и крайне увлекательно повествует о «пернатых драконах», найденных на территории Китая и других регионов Земли.

Тем не менее, «пернатая» революция не только прибавила ясности в облике динозавров, но и поставила множество новых вопросов перед палеонтологами. С открытием сяотинии и аврониса граница между птицами и динозаврами стала еще более размытой, что крайне затрудняет поиск ответа на вопрос — зачем появились перья и как птицы научились пользоваться ими для полета. Существуют десятки примеров того, что динозавры и протоптицы юрского и мелового периода использовали перья для самых разных целей — привлечения самок, защиты яиц от непогоды, планирующего полета и обогрева тела. По всей видимости, ученым придется «копать» еще глубже и искать следы первых перьев в отложениях ранней Юры и конца Триаса для ответа на эту загадку.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе