Как динозавры отращивали перья

29 апреля 2010 года, 19:26
Как динозавры отращивали перья

Как показывают окаменелые отпечатки останков оперенных динозавров на разных стадиях развития, их перья кардинально менялись по мере взросления. Работа проводилась под руководством доктора Синь Сю (Xing Xu) из Института палеонтологии и палеоантропологии позвоночных (Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology) в Пекине, Китай. Результаты исследования опубликованы во вчерашнем выпуске журнала Nature.

Всего были обследованы найденные в китайской провинции Ляонин два образца симиликаудиптерикса (Similicaudipteryx) возрастом 125 млн лет, – погибшие один в раннем взрослом возрасте, один в подростковом. Оба принадлежат к откладывающим яйца динозаврам, известным как овирапторозавры (oviraptorosaurs). Судя по останкам, их процесс взросления сильно отличался от того, что наблюдается у современных птиц. У ребенка перья были устроены совсем не так, как у взрослого.

Перья крыльев и хвоста более взрослого динозавра напоминают гусиные перья, использовавшиеся для письма. Эти контурные перья имеют стержень, идущий от начала пера до его кончика. У птенчика же один конец пера представляет собой плоскую, напоминающую ленту поверхность. У него также сильно заметна разница между размерами перьев крыла и хвоста, которая у взрослого динозавра куда меньше.

Палеонтологи отмечают, что китайские ученые действительно впервые указали на разницу перьев у взрослых птеродактилей и их детенышей. В остальном развитие современных птиц остается точно таким же, как и у их предков. Таким образом, перед нами первый шаг на пути сегментирования эволюции пера. Впрочем, другие ученые считают, что плоская часть пера могла отражать этап линьки молодого динозавра. Но доктор Сю говорит, что в этом случае она была бы существенно короче.

«Динозавры экспериментировали с перьями как минимум 25 млн лет до появления этих двух особей, – говорит Филипп Керри (Philip Currie) из университета Альберты (University of Alberta), Канада. – Китайское исследование замечательно тем, что оно представляет ключи к пониманию процесса развития, которые помогут палеонтологам, орнитологам и эволюционным биологам понять более широкий спектр возможностей в развитии».

Долгое время считали, что оперение птиц — это видоизмененная миллионами лет эволюции чешуя рептилий. Однако результаты новейших исследований заставляют в этом сомневаться. И оперение, и чешуя, как, впрочем, все покровные образования у позвоночных животных, зарождаются из клеток наружного слоя кожи — эпидермиса. Чешуя рептилий состоит из так называемого альфа-кератина — белка с короткими пептидными цепями. Она образуется из выступающих участков одного наружного слоя эпидермиса. При развитии пера у птиц сначала также появляется бугорок эпидермиса, но формируется он не одним, а двумя его наружными слоями. Затем этот бугорок погружается внутрь кожи, образуя подобие мешочка — фолликул, из которого и вырастает перо. Причем материал для пера немного другой — бета-кератин, составленный длинными пептидными цепями, а значит, более эластичный и крепкий, способный поддерживать перьевые пластинки. Альфа-кератин у птиц также присутствует, он идет на образование покрова клюва, когтей и чешуи на цевках. Кроме того, перо птиц имеет трубчатое строение, а чешуя рептилий сплошная. По всей видимости, перо — это эволюционная новация, со временем доказавшая свою полезность.

О существовании оперенных динозавров догадывались давно, но подтверждений тому не было. Они появились в 1990-х годах на территории Китая, в провинции Ляонин, где и были найдены образцы для нынешнего исследования. А почти двадцать лет назад, собственно, палеонтологи обнаружили там целое кладбище лесной флоры и фауны возрастом 130–120 млн лет, мгновенный снимок из жизни леса середины мелового периода, зафиксированный вулканическим пеплом.

В настоящее время описано больше десятка ящеров, оперенных разнообразно: от короткого пуха до настоящих асимметричных перьев на конечностях, свидетельствующих о способности к полету. Кроме того, в скелете этих хищных динозавров обнаружились некоторые характерные только для птиц признаки: вилочка, крючковидные отростки на ребрах, пигостиль. Но все же это были не птицы, а небольшие хищники, которые передвигались в основном бегом. С длинными хвостами, зубастые, покрытые чешуйчатой кожей, с укороченными передними лапами и длинными когтистыми пальцами. Судя по строению скелета, в массе своей по-настоящему летать, то есть махать крыльями, они не могли.

Известен лишь один вид, поднявшийся на ступеньку выше. Это микрораптор гуи (Microraptor gui) — интереснейший экземпляр маленького дромеозавра, найденный там же, в Ляонине. Весь в мелком оперении, с хохолком на голове. Его передние лапы покрывали асимметричные (с узкими наружными и широкими внутренними опахалами) маховые перья в точности, как у птиц. Задние лапы тоже были в летательных перьях, более длинных на плюсне и укороченных на голени. Получается не что иное, как четырехкрылый пернатый динозавр, который мог перелетать с дерева на дерево. Летун из него, впрочем, получался неважный. В отсутствие бинокулярного зрения (когда поле зрения обоих глаз перекрывается) микрораптор не мог точно нацеливаться на место посадки и опускался на деревья, видимо, довольно неловко.

Ключевые слова: биология, эволюция
Просмотров: 5176
Все лента новостей