Палеонтологи ощипали чудо в перьях

Немецкий палеонтолог Михаэль Бушвиц заново проанализировал останки странной "пернатой" рептилии из триаса. Это существо, названное Longisquama insignis, обнаружил в прошлом веке отечественный ученый А.Г. Шаров. Он решил, что лонгисквама является самым древним в мире существом с перьями. Но исследования Бушвица не подтвердили эту гипотезу.

Фото:

Традиционно считается, что первыми пернатыми созданиями на Земле были мелкие юрские динозавры. Например, известный всем археоптерикс, которого давно уже исключили из рядов птиц из-за особенностей строения скелета и полной неспособности к полету.

Позже было установлено, что уже с середины юрского периода на нашей планете существовало изрядное количество мелких рептилий, покрытых пухом. А к концу юры появляются настоящие "чуда в перьях", одним из которых и был мелкий динозаврик археоптерикс.

Интересно также и то, что все эти пернатые динозавры юры и раннего мела не то что не летали, но и вообще принципиально не могли этого делать. У них отсутствовал необходимый для крепления мышц крыла киль (вырост грудины), их кости не были полыми, их передние конечности обладали нормальной кистью — словом, препятствий для полета было много.

В результате ученые пришли к выводу, что, скорее всего, перья в процессе эволюции сначала образовались как теплоизолирующий покров, помогавший рептилиям сохранять температуру тела постоянной (подробнее об этом читайте в статье Ученым удалось раскрасить динозавров). А уж потом некоторые потомки динозавров (а птицы именно ими и являются) вдруг сообразили, что эти покровные структуры помогают им планировать при прыжках вниз с веток деревьев или скал. Интересно, что настоящие летающие птицы появились в конце юры значительно раньше археоптерикса. Что еще раз доказывает его полную непричастность к птичьему племени.

Откуда же взялись эти самые перья у динозавров? Как это ни удивительно, из чешуи. Молекулярные биологи установили, что у птиц за начало формирования пера (перьевого бугорка) отвечают два гена — Sbb и Втр2. Но оба этих гена есть и у рептилий, они отвечают за рост базальной части чешуйки. Однако рептильные варианты этих генов несколько отличаются от птичьих.

Следовательно, полагают ученые, где-то в юрском периоде в нескольких группах динозавров произошла серия мутаций этих генов. Они повлекли за собой целый ряд генетических перестроек, в результате которых и возникли "чуда в перьях". Поскольку перьевой покров действительно помогал стабилизировать температуру тела, то естественный отбор "объявил" данные мутации полезными и способствовал их закреплению у потомства.

Подобная реконструкция долгое время считалась вполне общепринятой, пока отечественный палеонтолог А.Г. Шаров не нашел в 70-х годах прошлого века на территории Киргизии странное существо. Он назвал его Longisquama insignis, что можно перевести с латыни как "длиннорыл с выростами".

Загадочный длиннорыл оказался мелкой триасовой рептилией, обитавшей 230-240 миллионов лет тому назад. Его систематическое положение не совсем понятно, однако большинство палеонтологов (в том числе и сам Шаров) отнесли данную рептилию к группе архозавров (Archosaurs), которые были предками динозавров и современных крокодилов.

Но дело вовсе не в этом, а в том, что на спине этой небольшой древесной рептилии находились длинные (в два раза длиннее тела самого ящера) спинные придатки длиной 10-12 сантиметров. Шаров насчитал их восемь штук. По данным палеонтолога, внутри них был явный осевой стержень. Это наводило на мысль, что непонятные придатки являются ни чем иным, как перьями.

Шаров предположил, что, возможно, эти спинные придатки формировалисвоеобразный"парашют", обеспечивающий планирующий полет. То есть помогали лонгискваме перепрыгивать с ветки на ветку, охотясь за насекомыми, и также, в случае опасности, без труда "упорхнуть" от хищника. Ученый также выдвинул идею о том, что, возможно, птицы произошли не от ящеротазовых динозавров, а от потомков этого триасового длиннорыла.

Однако версию Шарова приняли далеко не все палеонтологи. Многие из них усомнились в том, а были ли спинные выросты лонгисквамы перьями. Скептики говорили, что, возможно, палеонтолог ошибся и принял за часть тела рептилии листья растения, на котором обитал длиннорыл. Мол животное сорвалось с ветки, упало на кучу листьев и погибло. А отпечатки листьев сохранились в породе потому, что длиннорыл при падении примял их.

Недавно палеонтолог из Фрайбергского университета горного дела и техники (ФРГ) Михаэль Бушвиц смог, наконец-то, разобраться в этом непростом вопросе. Он детально исследовал останки лонгисквамы, которые хранятся в Палеонтологическом институте РАН в Москве. В результате ему удалось установить, что основания спинных выростов расположены очень близко к позвоночнику. А значит, сами придатки закреплялись в глубине кожи, то есть они являются не листьями, а частью тела животного.

Кроме того, Бушвиц исследовал другие, лежащие отдельно спинные выросты лонгисквамы, найденные позже в тех же отложениях. Они сохранились куда лучше, чем те, что остались рядом с телом рептилии. В результате он пришел к выводу, что они могут быть чем угодно, но только не перьями.

В частности, они не ветвятся и не меняют постепенно свое строение, как это свойственно настоящим перьям. А кроме того — у них имеется ярко выраженная толстая граница вдоль одного края. А это говорит о том, что образования, скорее всего, были цельными, что свойственно чешуйкам.

В то же время палеонтолог отметил, что центральный стержень, так поразивший в свое время Шарова, у спинных придатков лонгисквамы действительно есть. Бушвиц отметил, что, видимо, — это результат схожих с птичьими мутаций тех же самых генов Sbb и Втр2. Ведь некоторые изменения их строения привели к тому, что вместо широкой базальной части чешуйки стал формироваться узкий вертикальный стержень.

Итак, согласно исследованиям Михаэля Бушвица, спинные выросты длиннорыла были не перьями, а чешуйками, хотя весьма своеобразными. Из этого следует, что летать эта рептилия не могла. Возможно, зверек использовал их в качестве своеобразного "нагревателя" — тонкие выросты, снабженные кровеносными сосудами, сильно нагревались с самого раннего утра и способствовали быстрому разогреву всего организма (такие варианты терморегуляции были свойственны многим пермским и триасовым рептилиям).

Или же он с помощью них маскировался, притворяясь веточкой. А может быть, роскошные отростки, подобно перьям павлинов, способствовали успеху самцов у представительниц прекрасного пола.

В то же время Бушвиц предположил, что выросты лонгисквамы — это первая попытка эволюции создать перьевой покров. Но она окончилась неудачей — возможно, из-за того, что в тот раз случились не все необходимые мутации "перообразующих" генов. По словам ученого, перед нами показательный пример того, что естественный отбор тоже любит экспериментировать. И хотя с первой попытки создать "чудо в перьях" не получилось, но великий двигатель эволюции не унывал.

Его повторные эксперименты, проведенные через 70-80 миллионов лет, оказались вполне удачными. Хотя бы потому, что их результаты до сих пор радуют нас своим пением. И огорчают тем, что после их визитов приходится вновь отмывать оконные навесы…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"