Редкая окаменелость раскрывает секреты первого известного полета птицы
Когда ископаемое сохраняет целое тело животного в умирающем положении, наблюдение за ним подобно просмотру моментального снимка во времени. Существует несколько подобных окаменелостей археоптерикса — древнейшей известной птицы, — и теперь замечательный образец, который десятилетиями был недоступен ученым, представляет собой беспрецедентное доказательство способности древнейшей птицы летать.
Исследователи долгое время задавались вопросом, как археоптерикс поднялся в воздух, если большинство его пернатых сородичей-динозавров никогда не покидали землю, и некоторые утверждали, что археоптерикс, вероятно, был скорее планирующим, чем настоящим летающим существом. Первые окаменелости этого крылатого чуда юрского периода были найдены на юге Германии более 160 лет назад, а их возраст составляет около 150 миллионов лет; На сегодняшний день обнаружено всего 14 окаменелостей. Однако некоторые из этих раритетов приобрели частные коллекционеры, что изолировало окаменелости от научного изучения и затруднило исследования этого решающего момента в эволюции птиц.
Одна из таких окаменелостей была недавно приобретена Филдовским музеем естественной истории в Чикаго и дала ответы на давний вопрос о полете археоптерикса. Исследователи опубликовали описание образца размером с голубя в журнале Nature 14 мая, сообщив, что сканирование с помощью ультрафиолетового (УФ) света и компьютерной томографии (КТ) выявило мягкие ткани и структуры, которые никогда ранее не наблюдались у этой древней птицы. Среди находок были перья, указывающие на то, что археоптерикс мог совершать активный полет.
По словам ведущего автора исследования Джингмая О'Коннора, палеонтолога и помощника куратора ископаемых рептилий в Полевом музее, в то время как большинство ископаемых образцов археоптерикса «неполны и раздавлены», у этой окаменелости не хватало только одного пальца, и она осталась нерасплющенной со временем. «Кости сохранились в 3D исключительно хорошо; вы не увидите этого ни в одном другом образце», — рассказал О'Коннор CNN . «Кроме того, у нашего образца больше окаменелых мягких тканей, чем у любого другого человека».
Специалисты по препарированию окаменелостей и соавторы исследования Полевого музея Акико Шинья и Констанс Ван Бик работали над образцом более года. Они потратили сотни часов на сканирование и моделирование положения костей в трех измерениях; удаление фрагментов известняка; и использование ультрафиолетового света для освещения границ между минерализованными мягкими тканями и матрицей горной породы.
Их подготовка, которая, по оценкам О'Коннора, заняла в общей сложности около 1600 часов, окупилась. Исследователи обнаружили у археоптерикса первые свидетельства наличия группы маховых перьев, называемых третичными, которые растут вдоль плечевой кости между локтем и телом и являются важным компонентом активного полета у современных птиц. По словам О'Коннора, с 1980-х годов ученые предполагали, что у археоптерикса были третичные позвонки из-за длины его плечевой кости. Однако это первый случай обнаружения таких перьев у окаменелости археоптерикса .
На этом сюрпризы не закончились. Удлиненные чешуйки на подушечках пальцев ног говорят о том, что археоптерикс проводил время, добывая пищу на земле, как это делают современные голуби и горлицы. А кости в нёбе дали подсказки об эволюции особенности черепа у птиц, называемой краниальным кинезисом — независимым движением костей черепа относительно друг друга. Эта особенность дает птицам большую гибкость в использовании клюва.
«Это было «Ух ты!» один за другим», — сказал О'Коннор.
Открытие третичных форм, в частности, «является необычной находкой, поскольку позволяет предположить, что археоптерикс действительно мог летать», — заявила Сьюзан Чепмен, доцент кафедры биологических наук в Университете Клемсона в Южной Каролине. Чепмен, не принимавший участия в исследовании, изучает эволюцию птиц с помощью палеонтологии и биологии развития.
«Чикагские специалисты по препарированию археоптерикса проделали исключительную работу, сохранив не только структуру костей, но и отпечатки мягких тканей», — рассказал Чепмен CNN в электронном письме.
«Благодаря их заботе этот почти полный образец дает ранее не изученную информацию об этом переходном ископаемом звене от тероподовых динозавров к птицам».
Однако археоптерикс , вероятно, мог летать только на короткие расстояния, добавила она. По словам Чепмена, несмотря на наличие третичных перьев, у него отсутствовали определенные приспособления для активного полета, которые есть у современных птиц, такие как специализированные летательные мышцы и расширение грудины, называемое килем, для закрепления этих мышц.
Эволюционный поворотный момент
Музей приобрел этот образец археоптерикса в 2022 году, и тогда президент и генеральный директор музея Джулиан Сиггерс назвал его «самым значительным ископаемым приобретением Полевого музея с тех пор, как был уничтожен Сью, тираннозавр».
Эволюционная значимость археоптерикса как связующего звена между нептичьими динозаврами-тероподами и линией, от которой произошли все современные птицы, не вызывает сомнений. Но в определенном смысле музей сделал большую ставку на эту конкретную окаменелость, сказал О'Коннор. С 1990 года он находился в частных руках, и его состояние было неизвестно. По словам О'Коннора, когда экспонат прибыл в музей, ученые не знали, чего ожидать.
«Когда я впервые узнал, что мы собираемся приобрести археоптерикса , я и представить себе не мог, что в итоге у нас появится такой впечатляющий экземпляр», — сказал О'Коннор. «Это один из важнейших макроэволюционных переходов в истории жизни на Земле, потому что он дает начало группе динозавров, которые не только пережили массовое вымирание в конце мелового периода, но и стали самой разнообразной группой наземных позвоночных на нашей планете сегодня. Так что это очень, очень важный момент в эволюции».
Чепмен добавил, что важность таких образцов подчеркивает, почему научный доступ должен иметь приоритет над частным коллекционированием окаменелостей. По ее словам, когда окаменелости продаются с целью получения прибыли и частной демонстрации, а не для изучения, «их подготовка часто оказывается плохой, в результате чего теряются незаменимые структуры мягких тканей». «Более того, ценность таких образцов для понимания человечеством эволюции теряется на десятилетия».
О'Коннор добавил, что чикагский археоптерикс, вероятно, сохранил множество других важных деталей эволюции птиц. Поскольку об окаменелости уже собрано множество данных, а ее анализ все еще продолжается, ее полную историю еще предстоит рассказать.
«Будет еще много всего», — сказала она. «Я надеюсь, что всем это покажется таким же захватывающим, как и мне».
Исследователи нашли окаменелость, которая жила 500 миллионов лет назад
CNN Brasil
