Ископаемые также дают нам представление о том, как и когда у птиц появились некоторые их необычные внутренние признаки. Мы видели в главе 3, что у некоторых меловых птиц, например сапеорниса, был зоб и мускульный желудок, и, следовательно, их пищеварительный тракт был похож на таковой у современных птиц. Еще одна необычная особенность современных птиц по сравнению с другими рептилиями заключается в том, что у самок работает только один яйцевод, а не оба (у многих видов птиц правый яйцевод постепенно уменьшается по мере взросления). Нептичьи манирапторы откладывали яйца по два за раз, а значит, у них яйцеводов было два. Но можем ли мы понять по летописи окаменелостей, когда у динозавров исчез второй яйцевод.
Вероятно, да. У некоторых меловых окаменелостей, в том числе джехолорниса и двух китайских энанциорнисовых, есть структуры, похожие на развивающиеся яйцеклетки, и они есть только с левой стороны. Джехолорнис – одна из древнейших птиц, так что эта находка свидетельствует о том, что система с одним яйцеводом появилась в начале истории птиц, вскоре после появления группы. Почему произошел этот переход, не совсем понятно, но обычно это объясняют тем, что птицы утратили правый яйцевод для снижения веса, чтобы было легче летать.
Кроме того, птиц нужно рассматривать как часть нескольких долгосрочных тенденций, существовавших в эволюционной истории теропод. В течение примерно 50 млн лет тероподы, от которых в конечном итоге произошли птицы, становились все меньше и меньше, а их кости – все тоньше, длиннее и легче. Родственные птицам тероподы также обзавелись более длинными передними лапами и мощными мышцами передних лап и груди. Таким образом, можно смотреть на птиц как на неизбежный «конечный результат» долгосрочной тенденции в тероподовой истории: птицы – это самые мелкие, легкие и длиннорукие тероподы. А мы видели в главе 3, что целурозавры постепенно уменьшали размеры хвостово-бедренных мышц, что позволило хвосту стать тоньше, короче и легче. Крайне укороченные хвосты энанциорнисов, веерохвостых и некоторых других птиц представляют собой окончательное развитие этой тенденции. У современных птиц хвостово-бедренные мышцы практически не играют роли в ходьбе, а хвост в основном служит для управления полетом (он работает как руль и обеспечивает подъем) и для демонстраций.
Птиц можно рассматривать как «конечный продукт» примерно 50 млн лет постепенного уменьшения размера в течение истории теропод. Многие тероподы не раз достигали огромных размеров, но группа, породившая птиц, все время уменьшалась
Таким образом, путь, которым современные птицы пришли к своему нынешнему виду, был довольно непростым. Их стоит рассматривать как манирапторов, которые обладают большинством признаков, характерных для этой группы. Это, например, большие сложные перья, череп с крупным мозгом и длинные передние конечности. Ископаемые показывают, что все эти черты возникли около 170 млн лет назад, в середине юрского периода. Кроме того, у птиц есть признаки, характерные для теропод в целом: например, вилочковая кость и пневматическая система, которые появились около 200 млн лет назад в начале юры.
Но помимо этого набора общих признаков у птиц есть особые, уникальные черты. Некоторые из них – например, наличие только одного яйцевода – появились в начале истории птиц, возможно, около 130 млн лет назад в раннем мелу. Другие же – беззубый клюв, обращенный назад внутренний палец, крупная грудина и укороченный хвост – возникли позже, и у ранних птиц их не было. Тем не менее этот набор признаков собрался воедино и оказался выигрышной комбинацией. Птицы стали самыми успешными динозаврами из всех. Они – единственные динозавры, которые пережили массовое вымирание в конце мелового периода, и сегодня их насчитывается более 10 000 видов.
Загадка происхождения перьев
Перья считаются самыми сложными структурами, которые растут на коже у какого-либо животного. Изначально они появляются как трубчатые отростки, которые образуются внутри карманов в коже, называемых перьевыми сумками. Снаружи кожи перо расправляется и приобретает плоскую форму, образованную центральным ребром жесткости (стволом или стержнем) и плоским гибким опахалом, состоящим из двух отдельных пластин. Каждая из них состоит из тонких, волосоподобных бородок. От бородок отходят еще более мелкие бородочки, а от них, в свою очередь, – крючочки. Крючочки и бородочки сцеплены друг с другом и с соседями, благодаря чему опахало образует плотную плоскую поверхность. Надо сказать, что это описание относится к обычным перьям – у многих птиц перья не такие.
Самые древние сложные перья сохранились у позднеюрских китайских манирапторов анхиорниса и сяотингии, которых многие эксперты (хотя и не все) считают ранними птицами. Но, как мы видели, сложные перья не уникальны для птиц – они были и у других манирапторов, весьма отдаленно связанных с птицами, например у овирапторозавров. Так что перья старше птиц, и птицы унаследовали их от ранних манирапторов.
Перья выглядят странно и не похожи на другие кожные покровы. Растущее перо начинает жизнь как трубчатый объект, заключенный в прочную оболочку – чехлик. Как только чехлик разрывается, перо расправляется
Как и почему появились перья – одна из величайших тайн в биологии позвоночных. Старая гипотеза заключалась в том, что перья – это модифицированные чешуйки, которые стали расщепляться и разветвляться, и разветвленные сегменты превратились в бородки. Но это противоречит тому, что перья и чешуйки состоят из разных материалов. Кроме того, летопись тероподовых окаменелостей показывает, что сначала появились нитевидные покровы, и перья эволюционировали из все более сложных и разветвленных версий этих покровов. А зачем тероподам были нужны нитевидные покровы? Возможно, сначала они функционировали как сенсорные органы наподобие вибрисс у млекопитающих, а может быть, они помогали владельцам сохранять тепло или были нужны для демонстраций.
Многочисленные мелкие пернатые манирапторы найдены в отложениях юры и мела. Изображенные здесь анхиорнис и сяотингия из юры Китая были размером с ворону. Похоже, это ранние представители семейства птиц
Тот факт, что сложные перья – это результат непрерывной эволюции, в которую входят и нитевидные структуры, создает проблему: как называть эти структуры? Если покровы нептичьих теропод были предками сложных перьев, то эти покровы тоже нужно называть
