По нашему мнению, в течение истории целурозавров произошло вот что: их нитевидные покровы стали ветвиться, на этих ответвлениях затем появились собственные крошечные крючочки и бородочки, благодаря которым в конце концов появились плоские опахала. В пользу такого хода событий говорит и анатомия покровов теропод, если сопоставить их на семейном древе динозавров. Не совсем понятно, для чего произошло это усложнение. «Традиционная» версия возникновения перьев заключается в том, что они появились в контексте полета, то есть они появились у ранних птиц (или непосредственных предков птиц), потому что давали преимущество при прыжках и планировании. Как мы обсудим ниже, эта гипотеза не подтверждается нашими знаниями о разнообразии и биологии теропод.
Этот экземпляр синозавроптерикса, о котором объявили в 1996 г., был самым первым нептичьим динозавром с перьеподобными образованиями на теле. Волосяные нити идут в виде темного ореола вдоль шеи, спины и хвоста. Есть они и на других местах
Другая версия состоит в том, что нитевидные покровы и перья стали более сложными, потому что это оказалось выгодным для сохранения тепла. Не исключено. Это согласуется с гипотезой, что мелкие тероподы (включая ранних птиц) были эндотермными (см. главу 4), и дополнительно подкрепляется тем, что перья исключительно хорошо удерживают тепло. Наконец, некоторые эксперты полагают, что появление сложных перьев было обусловлено их ролью в половом отборе, о чем мы говорили в главе 4.
Поскольку перья играют роль и в защите, и в передвижении, и в терморегуляции, и в половом поведении, неудивительно, что экспертам еще предстоит определиться с конкретным ответом на вопрос, почему появились перья. Возможно, одного ответа и нет – может, эволюция перьев была обусловлена тем, что с каждым шагом они становились все полезнее сразу для всех этих функций.
Как появился полет
В какой-то момент мезозойской эры, вероятно, в средней части юры около 160 млн лет назад мелкие пернатые тероподы обзавелись набором анатомических особенностей, которые позволили им впервые попытаться взлететь. Перемотайте летопись вперед на несколько десятков миллионов лет, и вот уже появляются птицы, способные на настоящий машущий полет и, похоже, полагающиеся на него как на основное средство передвижения, поиска пищи и бегства.
Ученые десятилетиями спорили о том, как возник полет у птиц. Даже сейчас, когда найдено так много ископаемых, споры не утихают. Предки птиц начали прыгать или планировать с ветвей деревьев (сценарий «с деревьев вниз»), или они научились планировать, вспархивать или взлетать прямо с земли (сценарий «с земли вверх»)? Или произошла какая-то комбинация этих вариантов? Или случилось что-то совсем иное?
Способность к планированию не раз появлялась в истории жизни на Земле. Например, у белки летяги есть перепонка по бокам тела и между конечностями
Есть даже парящие лягушки. Перепонки между пальцами передних и задних ног помогают им улетать от опасности. Эти животные сильно отличаются от манирапторов, поэтому вряд ли предки птиц прошли стадию планирования во время эволюции
Одна из самых популярных версий о происхождении полета заключается в том, что предки птиц планировали, прыгая с расставленными передними лапами. Планирующие животные не могут взлететь, прыгая с земли, так как для планирования нужны одновременно сила притяжения и ускорение: другими словами, животное должно падать с высоты, чтобы планировать. Поэтому если мы считаем планирование частью эволюции полета, то древолазание и даже жизнь на деревьях или крутых обрывах обязательно являются частью сценария.
У этой гипотезы есть изъян: она не согласуется с нашими знаниями об анатомии древних птиц и родственных им манирапторов. У всех этих животных задние конечности приспособлены для ходьбы и бега. Как и большинство мезозойских теропод, они выглядят как животные, ведущие наземный образ жизни, и нет никаких явных признаков адаптации к лазанию, сидению на ветвях или вообще какой-либо активности на деревьях или скалах. Мы уже видели, что мелкие дромеозавриды, такие как микрораптор, потенциально могли карабкаться по деревьям и планировать, но форма их туловища и ног, а также находка экземпляра микрораптора с рыбой в животе указывают, что они проводили большую часть времени на земле.
Археоптерикс, похоже, делал все понемногу: бегал по земле, но временами мог лазить и прыгать между ветвями. Нет никаких явных указаний, что он жил строго на деревьях, как часто изображают художники. Эта современная реконструкция показывает, каким густым было оперение археоптерикса
Археоптерикс жил на засушливых островах, где из растений были лишь невысокие кустарники. Значит, все эти классические реконструкции, на которых его изображают среди высоких деревьев и густых лесов, могут быть ошибочными, и похоже, что он тоже был в основном наземным животным.
Если эти животные ходили и бегали по земле, может быть, птицы и полет изначально появились в наземных условиях? Гипотеза, что птицы начали свою историю как наземные животные и что, прежде чем летать, самые ранние птицы бегали по земле, популярна среди некоторых палеонтологов. Это так называемая теория «с земли вверх».
Некоторые эксперты утверждают, что бегущий археоптериксподобный манираптор мог хлопать крыльями, чтобы увеличить скорость, и затем, взмахивая крыльями, разогнаться и оторваться от земли. Теоретически такое возможно, но наблюдения за современными птицами показывают, что подобная модель взлета характерна только для животных, которые поднимаются с воды.
Возможно, вместо того чтобы пытаться взлететь с разбега, эти животные подпрыгивали и взлетали из стоячего положения – метод, который иногда называют прыжком при помощи крыльев. Современные птицы часто взлетают именно так. Для этого нужны мощные ноги и умение создавать подъемную силу, только-только оторвавшись от земли. Возможно, изначально хищные манирапторы так нападали на жертву, причем оперенные плоскости на конечностях и хвосте помогали создавать подъемную силу и корректировать траекторию прыжка. Исследование, проведенное Александром Десеччи и его коллегами в 2016 г., показало, что этот метод могли применять манирапторы с длинными перьями, например микрораптор.
Или, может быть, оперение просто позволило им легче взбираться на высоту? Птенцы некоторых современных видов птиц, в том числе некоторые куропатки и голуби, умеют преодолевать крутые подъемы, например обрывы и стволы деревьев, когда убегают от опасности. Они цепляются когтями и при этом быстро машут крыльями, что позволяет им ускользнуть. Такое движение называется «бег с помощью крыльев», и оно особенно интересно с точки зрения происхождения полета, так как у птенцов, которые его практикуют, крылья короткие, примерно как у нептичьих манирапторов мезозоя.
Некоторые современные птицы могут взбегать по крутым склонам, энергично хлопая
