Чудо в перьях!
Учитывая шумный и довольно неожиданный для меня самого отклик, вызванный предыдущими постами о динозаврах, я решил развить успех, рассказав о том, о чем вы даже не заподозрите, просмотрев "Парк Юрского Периода": все эти коварные хищники, с маниакальным упорством преследовавшие беззащитных героев кино-эпопеи, на самом деле были пернатыми, или, как минимум, были покрыты пухом. Последнее ещё одиознее: попробуйте вообразить себе пушистого тираннозавра рекса, - эдакая гигантская зубастая курица на мускулистых ножках…
Приведенный выше рисунок является сугубо спекулятивным и никак не отражает имеющиеся относительно тираннозавра палеонтологические свидетельства…
Дабы не изобретать велосипед, вводное слово я почти целиком беру из Википедии, слегка отредактировав его и в меру сил облагородив: "Сегодня уже хорошо известно, что перьевой покров был распространен у целого ряда групп динозавров. Долгие годы ученые предполагали наличие перьев у некоторых семейств хищных динозавров, которые по сегодняшним представлениям родственны предкам птиц, но прямые доказательства наличия перьев у динозавров появились только в середине 90-х годов 20 века, когда в китайской провинции Ляонин были найдены останки мелких хищных динозавров с отпечатками перьевого покрова. В настоящее время наличие перьевого покрова твердо установлено у представителей 8 семейств хищных динозавров, принадлежащих к подотряду теропод. Ряд ученых считает, что перьевой покров изначально выполнял функцию теплоизоляции, защищая животных от холода и перегрева, в дальнейшем у некоторых видов динозавров удлиненные перья на передних конечностях стали выполнять демонстрационные функции в брачный период, а впоследствии, использоваться древесными видами для планирования. Характер перьевого покрова отличался у различных групп динозавров: некоторые виды были покрыты мелким волосовидным пухом, напоминающим шерсть млекопитающих, другие имели на хвосте и передних конечностях длинные перья с жестким центральным стержнем и разветвленными бородками, как у современных птиц. Наиболее сложный перьевой покров имели представители семейств дромеозавров и троодонтов, оперение которых включало пух, покровные и контурные перья. Некоторые виды семейства дромеозавров вели древесный образ жизни и использовали длинные контурные перья для планирования, наиболее известным из таких динозавров является микрораптор, который обитал в лесах северо-восточного Китая в раннем меловом периоде (125 млн лет назад). Большинство оперенных динозавров были мелкими животными длиной меньше 1 м, но оперение найдено также у некоторых крупных видов, например у Ютирануса (Yutyrannus huali), крупного хищного динозавра длиной до 9 метров, который является близким родственником тираннозавра". Теперь, всё по порядку, - как я люблю… Динозавры - необъятная тема, и я даже не мыслю пытаться её объять, но кое-какие базисные понятия, всё же, обрисую. Когда всё это происходило, и "откуда есть пошла" родня динозаврова… Прежде всего, напомню, что такое "геохронологическая шкала", и какое место занимают на ней динозавры. Я знаю, что большинство образованных людей слышали, что существует такая штука, как геологические эры и периоды, но я также знаю и то, что, в основном, это знание ограничивается следующими тезисами: "была такая мезозойская эра, когда жили динозавры", "мезозойская эра была очень давно - 100 млн. лет назад… или нет, - 200…", "был юрский период - спасибо Спилбергу - в нём свирепствовали все эти тираннозавры", "был ледниковый период - спасибо Диснею! - там было очень холодно, и неандертальцы, чтобы согреться, гонялись за мамонтами"… Всё? "Был, кажется, ещё каменноугольный период - спасибо Донецкому Угольному Бассейну… - но кто там жил не помню. Саблезубые тигры, да?" Я слегка утрирую, но именно слегка… Геохронологическая шкала (временной масштаб не соблюдён):
Последние 540 млн. лет земной истории, т.е. тот её период, когда на Земле существовала разнообразная многоклеточная жизнь, принято делить на три геологические эры: палеозойскую (эра древней жизни), мезозойскую (эра средней жизни) и кайнозойскую (эра новой жизни), - последняя продолжается по сей день. Достаточно условно можно считать, что палеозой начался тогда, когда сформировались основные типы многоклеточных животных. На протяжении этой эры последовательно случились следующие ведущие в нашем направлении "эволюционные революции" (срочно патентую это парадоксальное словосочетание…): 1. в океане появились первые позвоночные - древние рыбы; 2. одна из групп рыб (а именно - кистепёрые рыбы), дала начало первым амфибиям - древним родичам сегодняшних лягушек и тритонов, что означало колоссальный прорыв для позвоночных животных - они начали осваивать сушу; 3. дело по освоению суши, начатое амфибиями, довели до логического завершения две группы животных, от них происшедшие: предки млекопитающих (так называемые "звероящеры") и древние рептилии. 250 млн. лет назад палеозойская эра заканчивается и начинается мезозойская, которую вполне справедливо называют "веком рептилий", поскольку на протяжении этой эры рептилии доминировали повсюду - во всех экологических нишах, отведенных природой для позвоночных животных. Выражаясь языком военных стратегов, они имели подавляющее преимущество на суше, в воздухе и на море. Началась эта эра с гигантской глобальной катастрофы (так называемое, "пермско-триасовое вымирание"), приведшей рептилий к «власти», а закончилась она другой гигантской катастрофой, с этой «властью» покончившей - великим массовым вымиранием конца мелового периода… 65 млн. лет назад царство рептилий рухнуло, и в двух средах из трёх - на суше и на море - они уступили свои позиции млекопитающим. За потомками динозавров, птицами, осталось лишь небо, где млекопитающим так и не удалось добиться сколько-нибудь впечатляющих успехов. Заметьте, что "век рептилий" продлился целых 185 млн. лет! Сравните это с теми несчастными 65 млн. лет, в течение которых Землёй "заправляют" млекопитающие, не говоря уже о совсем смехотворных двух с половиной миллионах лет, прошедших с момента появления первых людей… Каждая из трёх эр делится на геологические периоды. Из шести периодов, составлявших палеозойскую эру, нас интересуют только два последних: каменноугольный и пермский. В середине каменноугольного периода произошла одна из величайших революций в истории позвоночных животных: две группы амфибий практически одновременно перешли к полностью наземному образу жизни, дав начало, соответственно, "звероящерам" (предки млекопитающих) и первым рептилиям (предки всех сегодняшних пресмыкающихся и птиц). Сеймурия - древняя амфибия, родственная предкам рептилий и звероящеров:
Самый древний представитель "звероящеров", археотирис (Archaeothyris), и самый древний представитель рептилий, палеотирис (Paleothyris). В строении черепа археотириса видны две характерные особенности, отличающие млекопитающих от рептилий: единственно височное окно (у рептилий их либо два, либо нет вообще) и дифференциация зубов: четко выделяется клык. У палеотириса, как у всех наиболее древних рептилий (а также у черепах) височное окно отсутствует, а зубы не дифференцированы:
Самые древние из известных нам останков звероящеров имеют возраст 315 млн. лет и точно такой же возраст имеют кости первых примитивных рептилий, но намечавшийся изначально паритет между этими двумя довольно родственными между собой группами вскоре был решительно нарушен: к концу каменноугольного периода звероящеры уже значительно превосходили рептилий количеством и разнообразием форм, а в следующем, пермском, периоде они воцарились безраздельно, оккупировав практически все сухопутные экологические ниши. Одним из самых выдающихся эволюционных достижений этой группы является то, что они первыми из всех позвоночных освоили растительную пищу. Первые растительноядные наземные позвоночные были звероящерами. Эта картинка даёт приблизительное впечатление о разнообразии звероящеров в период их расцвета:
На протяжении всего пермского периода, рептилии оставались невыразительными и относительно однообразно скроенными созданиями, прозябавшими на задворках эволюции, но случившаяся в конце этого периода глобальная геологическая катастрофа, сопровождавшаяся невиданным ни до, ни после усилением вулканической активности и излиянием нескольких миллионов кубических километров (перечитайте эти цифры ещё раз!..) лав, положило конец царству зверозубых ящеров. В этой катастрофе - самой колоссальной из всех, нам известных, - вымерло более 80% существовавших на тот момент видов животных, в том числе и множество групп звероящеров. Этим апокалиптическим событием заканчивается палеозойская эра и начинается мезозойская. Мезозойская эра делится на три периода: триасовый, юрский и меловой. В течение первой половины триасового периода биосфера постепенно оправлялась от последствий пермско-триасовой катастрофы, но звероящеры так и не смогли вернуть себе прежнее доминирующее положение - рептилии обошли их на крутом историческом повороте. Предполагают, что связано это было с воцарившимся в триасе чрезвычайно сухим и жарким климатом. Одно из существенных различий между млекопитающими и рептилиями заключается в структуре внешнего покрова: кожа млекопитающих насыщена железами и склонна к высыханию, тогда как кожа рептилий защищена роговым покровом. В этом, как раз, причина того, что змеи и ящерицы прекрасно чувствуют себя в самых засушливых районах земли и куда меньше, чем млекопитающие привязаны к источникам воды. Вероятно столь же уязвимыми в плане высыхания были и наши предки, звероящеры. Как бы там ни было, одна из групп наиболее продвинутых звероящеров, цинодонты, не вымерла, продолжила эволюционировать, "уйдя в подполье" на долгие 180 млн. лет, чтобы, в итоге, дать начало всем тем замечательным и разнообразным млекопитающим, к которым относимся и мы с вами. Многообразие рептилий в период их расцвета:
С самого начала триасового периода рептилии решительно перехватили лидерство, а одна из центральных групп, так называемые архозавры, пережила настоящий эволюционный взрыв. К середине триаса архозавры уже четко разделились на три основные ветви: крокодилов, птерозавров и динозавров. Все три ветви просуществовали до конца мезозойской эры, но если динозавры с птерозаврами безраздельно царствовали, соответственно, на суше и в воздухе, то крокодилы оставались в тени. Крокодилы не мозолили глаза Всевышнему, и, как мы видим, благополучно и практически без потерь дотянули до наших дней. Судьба же птерозавров и динозавров общеизвестна: грохнувшийся в конце мелового периода в районе Юкатанского полуострова гигантский астероид полностью уничтожил первых и почти уничтожил вторых: печальная судьба миновала лишь одну их группу, а именно - птиц. Как я уже сказал, первые динозавры появились в середине триасового периода 230 млн. лет назад. Это были некрупные хищные рептилии, передвигавшиеся на задних конечностях. Один из самых древних известных нам динозавров, эораптор:
Это существенный момент для понимания динозавров: они изначально были бипедальными существами, а все те динозавры, которые ходили на всех четырёх, являлись продуктом вторичного возврата к «четвероногости». Все динозавры делятся на две большие группы, пути которых разошлись очень рано, ещё в триасовом периоде: «ящеротазовые динозавры» и «птицетазовые динозавры». О том, чем эти две группы отличаются друг от друга и о связанной с этими названиями путанице я писал вот тут: "Обнаружен самый гигантский динозавр!" Систематика динозавров в самых общих чертах:
Сам термин «динозавры» был введен в обиход сэром Ричардом Оуэном в 1842 году, и на протяжении 150 лет после этого на динозавров смотрели, как на типичных рептилий: никому и в голову не приходило, что эти ящеры могли быть покрыты пухом и перьями. Все современные рептилии покрыты чем угодно – чешуёй, костяными пластинами, панцирем… - но только не перьями. Даже такой прозрачный намёк, как находка археоптерикса, не был понят. Долгое время птиц считали близкими родственниками, но не прямыми потомками динозавров. Предполагалось, что птицы произошли от древних архозавров, и что их пути разошлись с динозаврами в середине триасового периода. Сила инерции, привычка считать птиц отдельным классом позвоночных животных была настолько велика, что даже находка археоптерикса не смогла её поколебать, хотя непредвзятый взгляд на это существо заключается в том, что оно является типичным мелким динозавром тероподом.
Сегодня большинство специалистов считает птиц прямыми потомками одной из групп теропод (с их точки зрения птицы – это не «потомки динозавров», а просто единственная группа динозавров, пережившая «Великое Вымирание»), но, справедливости ради, надо сказать, что вопрос этот не является окончательно закрытым, и некоторые учёные (абсолютное, впрочем, меньшинство) по-прежнему считают птиц потомками древних архозавров. Само собой разумеется, что идея о «динозавровой природе» птиц получила мощнейший толчок с обнаружением в 90-х годах 20го века первых пернатых динозавров. В отличие от археоптерикса, который, кроме перьев, обладал некоторыми чисто птичьими особенностями скелета, умел худо-бедно летать и потому причислен к птицам, найденные пернатые создания были типичными динозаврами тероподами, единственной птичьей особенностью которых было наличие оперения. Более того, перья были обнаружены и у некоторых давно известных динозавров, таких, например, как любимец Спилберга велоцираптор… Известно, что подавляющее большинство пернатых динозавров не были летающими, и, вероятно, первоначальной функцией пуха и перьев была теплоизоляция, а впоследствии – брачная демонстрация, каковая широко практикуется и птицами. Не случайно, огромное количество видов птиц имеет яркую раскраску и украшено множеством архитектурных излишеств в виде гребней, хохолков и пышных хвостов. Логично предположить, что и пернатые динозавры были не менее живописны. Ниже я сварганил небольшую галерею пернатых теропод, поскольку лучше один раз показать, чем десять раз прожужжать уши… Пернатые тероподы Один из наиболее известных крылатых динозавров - каудиптерикс (Caudipteryx), обитавший на территории Китая в нижнем меловом периоде 125 млн. лет назад. "Крылья" каудиптерикса были короткими, а перья на этих "крыльях" - симметричными, лишенными профиля, могущего обеспечить подъёмную силу. Очевидно, что каудиптерикс не был способен к полёту, а перья на передних конечностях и пикантный веер на кончике хвоста служили для привлечения брачных партнёров. Известны два вида каудиптериксов, больший из которых достигал метровой длины и 14 кг веса. Вероятно, каудиптерикс был всеядным животным, и растительная пища занимала важное место в его рационе. У него имелись зубы, но, как и современные птицы, он глотал маленькие камешки, которые помогали ему перемалывать корм в мускульном желудке - это характерно для растительноядных птиц. В своё время, каудиптерикс послужил сторонникам динозаврового происхождения птиц мощнейшим аргументом, поскольку его скелет абсолютно типичен для теропод, а перья практически идентичны перьям настоящих птиц.
Ещё один китайский пернатый динозавр: эосиноптерикс (Еosinopteryx). Жил в конце юрского периода 160 млн. лет назад и был мелким хищником величиной с бройлерную (не жирную, хозяйскую…) курицу. От большинства прочих пернатых динозавров он отличался относительно коротким хвостом, лишенным длинных перьев, и отсутствием мощных когтей на задних конечностях. Несмотря на довольно длинные перья, образующие крыло, устройство скелета его передних конечностей делало машущий полёт невозможным, хотя, не исключено, что эосиноптерикс был способен к планирующему полёту.
Следующий на очереди у нас синорнитозавр (Sinornithosaurus), обитавший 125 млн. лет назад там, где сегодня обитают китайцы. Этот динозавр относится к славному семейству дромеозаврид, включающему в себя несколько родов, оснащённых знаменитым гигантским когтем, которым они полосовали своих кротких травоядных современников. Коготь этот, в частности, воспет Спилбергом в знаменитом антипедагогическом эпизоде с занудным мальчиком: https://www.youtube.com/watch?v=z2UQv2JUZoU Наиболее известным представителем дромеозавров является прославленный Спилбергом велоцираптор. Синорнитозавр был более скромных размеров, чем его именитый родственник - не крупнее петуха. Он обладал оперением, почти неотличимым от оперения современных ему птиц. Тело его было покрыто слоем перьев, напоминающих по структуре пух, а крылья его были украшены "двулопастными" перьями, как у настоящих птиц. Некоторые специалисты считают, что синорнитозавр был способен планировать на короткие дистанции. Синорнитозавр отличался также одной яркой особенностью, которая никак не связана ни с перьями, ни с полётом: есть основания предполагать, что эта рептилия была ядовита. Группа китайских ученых, исследовавшая в 2009 прекрасно сохранившийся череп синорнитозавра, обнаружила у него некоторые особенности, которые позволили ей провозгласить этого ящера первым известным науке ядовитым динозавром: в длинных клыкоподобных зубах, расположенных в средней части челюсти, удалось различить характерные канавки, по которым у ядовитых животных яд попадает в тело жертвы. Впрочем, годом позже другая группа оспорила это утверждение, указав на тот факт, что подобные канавки встречаются на зубах довольно многих теропод, и крайне маловероятно, что все они были ядовитыми. Длина же якобы ядовитых зубов синорнитозавра была китайцами сильно преувеличена, тогда как всё дело лишь в том, что они были выдавлены из своих гнёзд и деформированы в процессе захоронения и минерализации… Китайская группа, в основном, согласилась с критиками, но не отказалась целиком и полностью от милой их сердцу идеи о ядовитых динозаврах. Они высказали предположение, что, возможно, предки всех теропод были животными ядовитыми, а каналы в тероподовых зубах являются атавистическим признаком, напоминающим о прежней ядовитости. Такая вот история со знаком вопроса в конце вместо точки.
Теперь имеет смысл поговорить и о самом велоцирапторе. Те, кто посмотрел Спилберговский бессмертный триллер, будут разочарованы узнать, что свирепая и нереально умная тварь, едва не ухайдокавшая героев фильма, имеет мало общего с реальным велоцираптором. Последний, во-первых, был весьма скромных размеров - со среднюю собаку, а во-вторых, был покрыт перьями. Что касается размеров, то Спилберг просто бесцеремонно надругался над палеонтологической истиной: на момент съёмок фильма никакого "раптора" (по-научному они называются дромеозавридами) крупнее велоцираптора наука не знала, а Спилбергу нужен был именно раптор, поскольку неотразимо фотогеничен чудовищный коготь, которым оснащены задние лапы этих рептилий... Но уже после выхода фильма на экраны, режиссёр был отчасти реабилитирован: американские палеонтологи откопали в штате Юта нового дромеозаврида (его назвали ютараптором), размеры которого в точности соответствовали кинематографическому образу, созданному Спилбергом.
Настоящий же велоцираптор был, как я уже сказал, животным весьма скромных размеров:
Во всех предыдущих случаях речь шла о мизерных по динозавровым меркам созданиях: ростом с ворону, максимум - с петуха, и это не случайно. Дело в том, что останки мелких животных хорошо сохраняются лишь в мелкозернистых отложениях озёр, и именно в таких отложениях могут сохраняться отпечатки покровов: кожи, чешуи, меха или перьев. В тех условиях, в которых обычно происходит захоронение скелетов крупных динозавров, от перьев не остаётся никаких следов. Если сравнивать велоцираптора с большинством известных нам пернатых динозавров, он выглядит на их фоне почти гигантом… И он - единственный динозавр, чьё оперение было реконструировано не по отпечаткам внешних покровов, а на основе изучения костей. Дело в том, что крупные маховые перья у современных птиц прикрепляются непосредственно к кости крыла, и в месте прикрепления такого пера на кости имеется специальный бугорок. Именно такие бугорки и были найдены на костях передних конечностей велоцираптора. Это, в сущности, довольно неожиданное открытие, поскольку даже у сегодняшних птиц эти бугорки не всегда присутствуют: они характерны лишь для птиц, способных к активному полёту, а велоцираптора крайне трудно заподозрить в том, что он был искусным летуном… По всем признакам - это был типичный наземный хищник, как и прочие дромеозавриды. Как бы там ни было, все специалисты сходятся в одном: если подобных бугорков не наблюдается, перья могут быть или могут отсутствовать, но наличие бугорков однозначно свидетельствует о наличии хорошо развитого оперения. На снимке обозначены: (А) Правая локтевая кость велоцираптора. (В) Фрагмент, выделенный красной рамкой на снимке (А); стрелки указывают на шесть бугорков, к которым прикреплялись перья. (С) Правая локтевая кость современного грифа. (D) Крепление перьев к локтевой кости грифа. (Е) и (F) Показано, как именно крепится перо к бугорку на кости.
Вдобавок ко всему, велоцираптор обладал полыми, как у птиц, костями и высиживал птенцов. Если бы вы увидели такое чудо в перьях, сидящим на гнезде, вы несомненно приняли бы его за крайне причудливую птицу. Родственный дромеозавридам динозавр овираптор демонстрирует чудеса родительской самоотверженности: он погиб, но не покинул свою кладку:
Ещё один прикольный ящерок: cинозавроптерикс (Sinosauropteryx), обитавший на территории Китая 125 млн. лет назад. Это был крохотный динозавр длиною до полуметра. Судя по всему, он был хищником, питался червями, насекомыми, ящерицами и мелкими млекопитающими и обладал острым обонянием. Всё тело его было покрыто оперением, похожим скорее на шерсть и состоявшим из волокон до 4см длиной. Синозавроптерикс относится к другому семейству, нежели перечисленные выше пернатые динозавры, что говорит о широком распространении оперения среди теропод. Интересен он ещё и тем, что стал первым динозавром, для которого удалось достаточно детально выяснить окраску перьев, но об этом - чуть позже.
Ещё дальше отстоит от главного ствола пернатых динозавров другой совсем недавно найденный теропод сциурумимус (Sciurumimus). Сциурумимус родственен семейству мегалозаврид, породивших таких юрских монстров, как мегалозавр, длиной до 9 метров и весом в тонну. Сциурумимус - куда более скромное животное, длиною в полметра, но он известен нам всего по одной находке детёныша, а потому и неизвестно во что эта белочка (Sciurus на латыни - белка) могла вымахать. "Белкой" его обозвали за пышный хвост, каких доселе не видывали палеонтологи ни у одной из рептилий… Высказывалось также предположение, что у крупных теропод, вроде мегалозавра или тираннозавра, детёныши (не назвать ли их "птенцами" для полноты аналогии…) могли быть покрыты пухом и волокнистыми перьями, которые утрачивались по мере взросления рептилии. "Хуз ноу?..", как говорят англичане.
Ну и наконец, я приберёг на закуску самого крупного из известных на сегодняшний день динозавров, для которого достоверно доказано наличие перьев. Животное называется ютираннус (Yutyrannus), и он - ближайший родственник самого популярного динозавра всех времен и народов, тираннозавра рекса. Ютираннус обитал на территории сегодняшнего Китая в раннем меловом периоде, достигал в длину 9 метров и весил порядка полутора тонн.
Ютираннус и древнее, и примитивнее своего знаменитого сородича. Он отличался от "ти-рекса" более длинными передними конечностями о трёх пальцах и продольным волнистым гребнем, образованным носовой костью. Вероятно, он был покрыт перьями целиком, поскольку следы перьев были обнаружены в самых разных частях его скелета. Найденные перья были до 20см длиной и представляли собой длинные нити, то есть его телесные покровы внешне напоминали скорее мех, чем классическое оперение. Такая меховая шуба, вероятно, была ему совсем не лишней, учитывая тот факт, что этот район сегодняшнего Китая в нижнем мелу отличался довольно прохладным климатом: среднегодовая температура составляла всего 10 градусов. Части скелета и фрагменты оперения ютираннуса:
Серафимы о четырёх крыльях… "Вокруг Него стояли Серафимы; у каждого из них по шести крыл: двумя закрывал каждый лице свое, и двумя закрывал ноги свои, и двумя летал." Книга Пророка Исайи.
Серафимов я, разумеется, приплёл для красного словца, поскольку шестикрылыми четвероногие позвоночные стать никак не могут, но четырехкрылыми - вполне. Довольно у многих пернатых динозавров были пышные шаровары из пуха и перьев, но некоторые виды были реально о четырёх крылах. Точно неизвестно, как именно такой теропод пользовался своими крыльями, - возможно он "двумя закрывал каждый лице свое, и двумя закрывал ноги свои", но скорее всего, всё же, использовал все четыре по назначению - для полёта… Самый известный из таких четверокрылов - дромеозаврид микрораптор. Как легко догадаться по названию, это была довольно мелкая животина величиной с петуха, и обитала она на территории Китая 125 млн. лет назад. Микрораптор обладал прекрасно развитым оперением на всех четырёх конечностях, притом перья эти имели специфический профиль, способный обеспечивать подъёмную силу. Уже изначально первооткрывателям микрораптора было ясно, что он способен к полёту, но насчет того, был ли это активный машущий полёт или пассивное планирование, мнения разделились.
В тех отложениях, где был обнаружен микрораптор, он представляет собой самый массовый вид динозавра, и сегодня в музеях мира находятся останки более 300 экземпляров - это, судя по всему, реально была "ворона мелового периода". Сходство с вороной усиливалось и тем, что микрораптор был чернее ночи - с ног до головы покрыт черным с радужным отливом пером (о том, как добываются сведения о цвете ископаемых перьев - чуть позже).
Как и современные птицы, микрораптор имел первичные (прикреплённые к предплечью и кисти) и вторичные (прикреплённые к плечу) маховые перья, но, в отличие от птиц, эта конструкция была в точности повторена и на задних конечностях: маховые перья обоих видов крепились соответственно к голени и к бедру. Хотя большинство специалистов считает, что микрораптор обладал почти всеми необходимыми для активного полёта особенностями, некоторые отказывают ему в подобных талантах из-за примитивного устройства плечевого сустава, которое должно было затруднять ему машущие движения. У всех теропод гнездо этого сустава направлено вниз и немного назад, что не позволяло им поднимать вверх передние конечности - качество необходимое не только для сдачи на милость победителя, но и для осуществления машущего полёта. С другой стороны, некоторые исследования, проведенные на родственных птицам группах теропод, показали, что весь плечевой пояс у них был развёрнут и искривлен таким образом, что они таки да могли поднимать вверх свои передние конечности. Кто прав - покажет время. Или не покажет… Как бы там ни было, микрораптор в любом случае был отличным планером, и этим фактом он выбил почву из-под ног сторонников гипотезы о происхождении птичьего полёта по схеме "снизу вверх". Дело в том, что ещё с начала двадцатого века, когда птиц считали потомками неких древних архозавров, параллельных динозаврам, среди палеонтологов господствовало убеждение, что птичий полёт эволюционировал по схеме "сверху вниз": мелкие древесные ящеры, прыгавшие с ветки на ветку, постепенно осваивали всё более "дальнобойное" планирование, а затем и активный полёт. Эта схема казалась и логичной и косвенно подтверждённой имеющимися в природе примерами: белки летяги и шерстокрылы у млекопитающих и летучие драконы в стане рептилий - всё это мелкие древесные животные, освоившие планирующий полёт именно по такой схеме.
Однако, к восьмидесятым годам прошлого столетия одинокие голоса сторонников динозаврового происхождения птиц слились в мощный хор, и под давлением накопившихся фактов произошла смена парадигмы: птицы из родственников динозавров превратились в их потомков - конкретно в потомков теропод. Всё было прекрасно в новой теории, кроме одного: все известные на то время тероподы, включая и первых найденных пернатых, были существами наземными, бегающими, длинноногими и короткокрылыми. Их перья служили для чего угодно: теплоизоляции, брачных церемоний, - но только не для планирования с ветки на ветку… Вот тогда и родилась теория освоения полёта по схеме "снизу вверх". Предполагалось, что пернатые тероподы бегали так быстро, что некоторым из них, случайно обзаведшимся особо удачными "брачными крыльями", удавалось чуть-чуть взлететь, и дальше пошло-поехало: недремлющий отбор подхватил многообещающее начинание… Честно говоря, непредвзятому наблюдателю, не заинтересованному в спасении давшей крен динозавровой теории происхождения птиц, вся эта история кажется весьма надуманной, но за неимением древесных тероподов-планеров многие специалисты в неё поверили. Теперь вы можете оценить в полной мере, с каким облегчением было встречено открытие микрораптора, - как удачно он заполнил собой пробел никак не складывавшегося пазла. С его обнаружением стало возможным вернуться к уютной и естественной схеме "сверху вниз", а все эти бегающие короткокрылые тероподы из предтечей мира пернатых превратились в боковую ветвь. Не исключено даже, что некоторые из них вторично утратили способность к планирующему полёту, которой обладали их далёкие древесные предки, подобные микрораптору и некоторым другим видам, обнаруженным в последние годы. Возвращаясь к пилотажным талантам микрораптора, не могу пройти мимо интересного эксперимента, проведенного в Саутгемптонском университете в Англии. Ученые создали физическую модель микрораптора, продули её в аэродинамической трубе и убедились в том, что это животное, как и предполагалось, было при жизни отличным планером. Аэродинамический эксперимент с различными конфигурациями крыла микрораптора: B-I - различные физические модели (включая и биплан - Е); размах крыльев 20см; J - схема эксперимента.
Другой палеонтолог, тщательно изучив скелет микрораптора, пришел к выводу, что последний летал на подобии биплана: задняя пара крыльев была расположена в более низкой плоскости, чем верхняя. Он также утверждает, что микрораптор обладал некоторой способностью к машущему полёту. Впрочем, далеко не все специалисты согласны с обоими утверждениями. Зато, в чем все единодушны, так это в том, что парень был сильно неуклюж из-за пышного оперения задних конечностей и вряд ли мог нормально передвигаться по земле, не говоря уже о беге. К тому же, конструкция передних крыльев была такова, что даже если бы он попытался сложить их на птичий манер, кончики маховых перьев всё равно подметали бы землю во время наземных прогулок. По той же причине он не смог бы пользоваться передними конечностями для удержания добычи или манипулирования предметами, - в отличие от прочих типичных дромеозаврид. Жизнь на деревьях и использование цепких когтей для древолазания было его уделом. Разумеется, микрораптор был не единственным существовавшим в те времена четырёхкрылым тероподом, и впоследствии были найдены и другие виды, более или менее родственные микрораптору. Самым крупным известным на сегодняшний день четверокрылом является ближайший родственник микрораптора чангиюраптор (Changyuraptor), достигавший 120см в длину и 4 кг веса. Далеко не тираннозавр рекс, но и "вороной" уже не назовёшь… Самые длинные из его хвостовых перьев достигали в длину тридцати сантиметров - четверть длины всего животного!
Динозавр с горячим сердцем Интересно, что наличие «теплоизоляции» у животного подразумевает теплокровность, и разумно будет предположить, что, как минимум, те динозавры, которые были покрыты перьями, в полной мере обладали этим свойством. Более того, сам факт происхождения всех динозавров от бипедальных предков намекает на то, что динозавры изначально были склонны к теплокровности, поскольку бипедализм подразумевает высокий уровень метаболизма у животного. Бегать на двух конечностях – это не то же самое, что часами валяться на брюхе и греться на солнышке. По поводу теплокровности динозавров сломано немало копий и на сегодняшний день принято считать, что тероподы, вероятно, были теплокровны все поголовно, а все прочие динозавры - в той или иной мере. Дело в том, что теплокровность - это не что-то такое, что либо оно есть, либо его нет. Существуют и промежуточные стадии, когда животное может поддерживать температуру тела выше температуры окружающей среды, но не строго определённую, а варьирующую в некоторых пределах. Кроме того, крупным животным поддержание высокой температуры тела даётся легче, чем мелким, поскольку у них меньше поверхность тела на единицу массы, - любому ведь известно, что после заката крупный валун останется тёплым дольше, чем мелкий камушек. А многие динозавры были весьма крупными "валунами"… Аргументом против истинной теплокровности крупных растительноядных динозавров, в частности - зауропод, является и то соображение, что для поддержания высокого уровня метаболизма им потребовалось бы чудовищное количество пищи, а выгоды от приобретения абсолютно не очевидны. Такое гигантское животное, как диплодок, просто не успевает остыть за ночь, и того тепла, которое производится в его мышцах при движении ему хватило бы для поддержания достаточно высокой постоянной температуры тела. Между прочим, промежуточные "полутеплокровные" формы существуют и сегодня: к ним относятся гигантская морская кожистая черепаха, белая акула и крокодил. Учитывая, что крокодил - это единственный (если не считать птиц) доживший до наших дней представитель архозавров, мы получаем дополнительный намёк на то, что архозавры в целом были склонны эволюционировать в сторону возникновения теплокровности. Как бы там ни было, наличие меха, пуха и пера у какой-либо группы ископаемых животных - это сильный аргумент в пользу истинной теплокровности. Прекрасные летуны, птерозавры, между прочим, были покрыты мехом (по крайней мере, многие из них), и наверняка были теплокровными. Все ли динозавры одним миром мазаны? Хорошим намёком на то, что распространение теплокровности не было ограничено лишь ящеротазовыми динозаврами, а было свойственно в той или иной степени и птицетазовым, стало бы обнаружение у последних пуха или перьев. Вопрос о теплокровности и пернатости птицетазовых динозавров можно сформулировать и иначе: был ли общий предок всех динозавров существом пернатым (или, как минимум, имеющим некий покров из которого могут развиваться перья), или же пернатость появилась позже в одной единственной группе динозавров - у теропод? Долгое время считалось, что верна вторая версия, поскольку все найденные пернатые динозавры были тероподами. Первые намёки на то, что это может быть не так, появились лишь в последние годы. Жившие в раннем меловом периоде птицетазовые динозавры пситтакозавры известны учёным бог знает сколько лет, поскольку это один из самых распространённых видов динозавра - их кости в большом количестве находили ещё в начале прошлого века в пустыне Гоби, а затем и в Китае. Это относительно мелкие растительноядные динозавры с головой попугая, которые интересны тем, что являются предками позднемеловых цератопсов - гигантских рогатых динозавров, из которых трицератопс - самый знаменитый. Долгое время пситтакозавров считали бипедальными, затем кто-то переизучил их и поставил на четыре точки (говоря конкретнее - раком, поскольку задние конечности у пситтакозавра всяко длиннее передних), затем некто не согласился с этим "кто-то", и так с тех пор и повелось: одни "реконструкторы" ставят пситтакозавра раком, другие заставляют бегать на цырлах, а третьи, менее категоричные, предполагают, что он пользовался обоими способами передвижения в зависимости от ситуации. Никаких прочих странностей и аномалий за пситтакозаврами не числилось, пока совсем уже недавно в Китае не был найден экземпляр фантастической сохранности. К изумлению специалистов, вдоль хребта пситтакозавра тянулась высокая "грива" иглоподобных полых образований, которые при ближайшем рассмотрении оказались сильно похожими на ствол птичьего пера.
Уникальная сохранность позволила практически полностью реконструировать покров этого динозавра. Большая часть тела его была покрыта чешуёй. Самые крупные чешуи слагались в иррегулярную мозаику с более мелкими чешуйками, заполнявшими промежутки. Примерно так, между прочим, выглядела и кожа более поздних истинных цератопсов, таких, например, как часмозавр (Chasmosaurus). Но у пситтакозавра, помимо чешуи, имелся и сплошной тянущийся вдоль хвоста гребень, образованный длинными, полыми и, видимо, гибкими щетинами длиной порядка 16см. С этим пситтакозавром, кстати, связан неприятный конфуз: "мохнатый" экземпляр, как оказалось, был вывезен из Китая нелегально и продан одному германскому музею, который теперь, когда вся эта история всплыла на поверхность благодаря сенсационным особенностям её героя, вынужден вернуть его на историческую родину… Разумеется, не все согласились с тем, что "иглы" пситтакозавра гомологичны (т.е. связаны общностью происхождения) перьям теропод и птиц, тем более, что они располагались в один ряд и никак не могли служить для термоизоляции. Вероятно, единственной целью этих игл было представить их носителя во всём его брачном великолепии. Вскоре, однако, был обнаружен ещё один представитель отряда птицетазовых, который тоже обладал чем-то вроде жесткой гривы: тяньюйлун (Tianyulong).
Его грива ещё сильнее, чем "иглы" пситтакозавра напоминала мехоподобные перья, которыми были покрыты некоторые тероподы, и среди специалистов окрепло убеждение, что обе гривы - суть ближайшие родственники птичьего и тероподова оперения. Тяньюйлуня обнаружили в 2010 году, как обычно, - в Китае, а вот третья находка пернатого птицетазового была сделана в краях ранее не засветившихся в этом плане - на Алтае. В последние годы Сибирь стала поставлять миру не только газ, нефть и прочие дурно пахнущие, но жутко полезные ископаемые, но и ископаемые бесполезные, но прекрасные: динозавров раннего мелового периода. Губернатор Кемеровской области Аман Тулеев настолько подпал под очарование древних монстров, что официально пригласил Стивена Спилберга, работающего над четвертой частью "Парка Юрского периода", прилететь в Сибирь посмотреть на останки найденных там уникальных ящеров. В письме, адресованном Спилбергу, Тулеев подчеркнул, что подобных ящеров можно встретить только на территории Кузбасса, заверил, что "жители региона высоко ценят творчество режиссера" и выразил уверенность, что сотрудничество известного режиссёра с могущественным губернатором "послужит делу мира, укрепления дружбы между народами и популяризации науки". Найденного на Алтае динозавра назвали "кулиндадромеус забайкальский" (Kulindadromeus zabaikalicus), и в отличие от пситтакозавра и тяньюйлуна новичок был покрыт "мехом" практически целиком.
Судя по всему, только голени и хвост кулиндадромеуса были покрыты чешуёй, а в остальные части его некрупного тела были скрыты под густой шубой примитивных нитевидных перьев. Фактически, его покровы состояли из трёх видов перьев. Похожие на мех волокна длиною до трёх сантиметров покрывали его туловище, шею и голову. Этот тип волокон идентичен тому, что был найден ранее у теропод вроде cинозавроптерикса (Sinosauropteryx). Второй тип представляет собой группы из 6-7 полутора сантиметровых свисающих книзу нитей, - каждая группа сидит на отдельной чешуйке. Эти нити встречаются на верхних конечностях и бёдрах животного. Третий тип - уникален. Он покрывает верхнюю часть голени и состоит пучков, содержащих по 6-7 лентоподобных структур длиною до двух сантиметров. Каждая лента состоит из примерно десятка параллельных волокон толщиною 0.1 мм. Телесные покровы кулиндадромеуса. А и В - различные виды чешуи; С и D - различные виды перьев:
Таким образом, можно считать доказанным, что склонность обзаводится пухом и перьями - общая черта всех динозавров, уходящая корнями, возможно, к общим предкам динозавров и птерозавров. По-настоящему крупные динозавры вряд ли были покрыты такого рода покровами, поскольку не нуждались в термоизоляции, но, вполне возможно, у некоторых видов пухом были покрыты детёныши. Известно, например, что безволосые слонихи рожают довольно-таки пушистых слонят, и вероятно нечто подобное могло быть распространено и среди крупных динозавров. С другой стороны, было показано, что такие тероподы, как, например, орнитомимус (Ornithomimus), обзаводились длинными перьями на передних конечностях лишь по достижении половой зрелости, что говорит о том, что единственной их целью была брачная демонстрация, а нуждам брачной демонстрации покорны все существа независимо от размеров... Райские динозавры Учитывая брачное назначение древних перьев, логично предположить, что они были не менее ярко окрашены, чем перья современных птиц. Если существуют райские птицы, то почему не могли существовать и "райские динозавры"?.. Вообще говоря, даже частично восстановить окраску ископаемых животных удаётся лишь в считанных случаях, но в отношении динозавровых перьев такие исследования были проделаны неоднократно. Перьям придают окраску меланосомы - особые органеллы, расположенные в клетках кожи и содержащие меланин и другие светопоглощающие пигменты. Именно меланин ответственен за цвет нашей с вами кожи. Исследование следов меланосом в хорошо сохранившихся останках синозавроптерикса (Sinosauropteryx) дало основания предполагать, что этот динозавр имел довольно яркое оперение: его хвост был украшен оранжевыми и белыми полосами, верхняя часть туловища имела рыжий цвет, живот был светлым, а ноги тёмными.
В 2010 году ещё один пернатый динозавр с похожим названием, синорнитозавр (Sinornithosaurus), был исследован на тему окраски. Оказалось, что окраска его оперения заметно варьировала в разных участках тела. Дополнительное исследование в 2012 показало, что он был окрашен в красно-коричневые и жёлтые тона, которые сочетались с черными и серыми участками. Подобные случаи, позволяющие достаточно детально исследовать цвета, - крайне редки, поскольку обычно и сами меланосомы и содержащийся в них меланин практически полностью разрушаются со временем. Недавно был разработан новый метод, позволяющий частично обойти эту проблему. Британские ученые применили высокоэнергетическое синхротронное излучение, с помощью которого можно получать спектры, позволяющие обнаружить даже самые ничтожные примеси атомов металлов, содержащихся в эумеланине - типе меланина, ответственном за черную и коричневую окраску. Конечно, это не даёт полного представления об окраске животного - скорее лишь о том, насколько оно было тёмным или светлым, - но дальнейший технический прогресс, возможно, позволит прочитывать и другие химические "росписи" пигментов, придающих перьям окраску. Ну и напоследок - об интересной находке, сделанной в 2011 году в Канаде и имеющей прямое отношение к попыткам выяснить окраску динозавровых перьев. В образцах древнего янтаря возрастом 75-80 млн. лет были обнаружены перья, притом, как выяснилось в процессе изучения их структуры, часть из них принадлежала птицам, а часть - динозаврам. Предварительный анализ показал, что эти перья служили для термоизоляции, а не для полёта, а в наиболее хорошо сохранившихся экземплярах удалось разглядеть даже вариации в окраске пера: как и у современных птиц некоторые перья не были однотонно окрашенными, а пух был в основном окрашен в тёмные тона. На сегодняшний день найдено всего 11 образцов заключенных в янтарь перьев динозавра. Поскольку эти находки уникальны, палеонтологи не решились разрушить ни один из образцов для того чтобы изучить содержащиеся в них меланосомы, но существует план по использованию для этих целей непрямых методов, например - рентгеновскую томографию высокого разрешения.
Вот, пожалуй, и всё, что я имел рассказать вам о пернатых динозаврах. Будь наш с вами род на 70 млн. лет древнее, чем он есть на самом деле, охотники, отправляясь добыть динозавра, несомненно, желали бы друг другу "ни пуха, ни пера", как делают они это в наши скудные на динозавров времена…