Все особенности птиц, отличающие их от рептилий, носят преимущественно приспособительный характер к полету. Поэтому вполне естественно считать, что птицы произошли от рептилий.

Происходят птицы от древнейших рептилий, у которых задние конечности были построены так же, как и у птиц. Переходные формы - археоптерикс и археорнис - в виде ископаемых остатков (отпечатков) обнаружены в верхнеюрских отложениях. Наряду с чертами, характерными для рептилий, они имеют признаки строения птиц.

Приспособленность птиц к среде обитания

Птицы хорошо приспособились к разнообразным условиям существования: к жизни в болотах, водному образу жизни, в воздухе, лесах и кустарниках, равнинах или скалах.

Для некоторых птиц (стрижи, ласточки и др.) воздух является основной средой обитания, так как они питаются в воздухе различными летающими насекомыми. Птицы, добывающие пищу в воздухе, являются жителями обрывов, скал и древесной растительности. Ласточки и стрижи, например, вторично приспособились строить свои гнезда в постройках человека, заменяющих собой склоны берегов и скал.

Те птицы, которые используют воздух и как среду передвижения, и как среду добывания пищи, проводят большую часть суток в полете. У них наиболее совершенный летательный аппарат.

Мелкие и средние птицы (стрижи, ласточки, соколы) имеют чрезвычайно удлиненное крыло, заостренное к вершине. Хвост у них чаще глубоко вырезанный, или вильчатый. Эти птицы летают очень быстро и могут делать неожиданные повороты. У более крупных видов птиц летательный аппарат приспособлен к парению. Например, у морских форм (чайки, буревестники) крыло относительно длинное и узкое, а у сухопутных (хищные птицы) оно шире и короче.

Птицы, использующие воду как среду обитания и добычи пищи, имеют также соответствующие приспособления. Они шли у них в двух направлениях: приспособления крыльев и приспособления ног.

Одни птицы (буревестники) имеют чрезвычайно длинные крылья и целыми днями парят над водой и хватают увиденную пищу. Такие птицы могут плавать на воде. Другие птицы (пингвины) для передвижения в воде используют крылья, которыми действуют как веслами. Перья крыла пингвина превратились в чешуевидные образования, поэтому эти птицы совершенно не могут летать.

У тех водных птиц, которые при плавании и нырянии используют ноги, в ходе эволюции появились между пальцами перепонки. Исключением является водяная курочка, которая неплохо плавает, а перепонок на ногах не имеет.

Примерно 150 миллионов лет назад (в середине Юрского периода) от пресмыкающихся отклонилась ветвь, которая положила начало птицам.

Немного позже - от других ветвей пресмыкающихся произошли и млекопитающие (звери), хотя предки их - звероящеры - возникли раньше предков птиц. Сейчас достаточно точно можно представить себе, как проходило это развитие. В земле, в слоистых сланцах Западной Европы (ГДР, ФРГ и других местах) найдены окаменелые остатки черепов, костей древних птиц и их предков, целые скелеты с чешуей, отпечатки перьев и всего крыла.

Как это произошло?

Некоторые ящеры стали при испуге и опасности убегать. При этом они поднимались на задние конечности (есть такие ящерицы и сейчас). Потом они научились вообще бегать только на задних ногах (на что ушли миллионы лет). Расчеты и сравнения дают нам право утверждать, что у них уже было четырехкамерное сердце, так как к этому семейству (псевдозухий) стояли близко предки крокодилов, которые обладают таким же сердцем. Это был ароморфоз, эволюция, давшая резкое повышение всей их организации.

Бегающие ящеры совершали прыжки и передними конечностями действовали на бету, как рулями. Роговая чешуя у них стала вытягиваться, образуя по краю от кисти до локтя гребенки, зачерпывавшие при беге больше воздуха. Далее. Такие бегающие виды постепенно переходили к лазанию по скалам и деревьям. За добычей они стали влезать на ветви, что делают современные нам хамелеоны и многие игуаны.

Среди ископаемых ящериц отдельные виды обладали полыми костями скелета, заполненные воздухом. По деревьям же лазали как те, у которых были такие кости, так и те, у которых кости были тяжелые. Но когда приходилось перепрыгивать с ветки на ветку, а позже и с дерева на дерево, то легкокостные ящеры прыгали дальше и при падении не разбивались. Вскоре (относительно) их чешуя и по бокам тела стала удлиняться, так же как и по заднему краю передних лап. Чешуя все удлинялась и расщеплялась, она была очень легкая и «зачерпывала» больше воздуха во время прыжка, удерживая тело на лету. Такому животному было легче прыгать - тело его плоско распластывалось. Вспомним, что лист бумаги падает медленно, а если его скомкать - гораздо быстрее. Вытянутая во все стороны чешуя действовала как парашют. Расщеплялась каждая чешуйка по-разному: «елочкой» по краям от утолщенного серединного стержня или по радиусам, к одному центру. В первом случае из чешуи получалось перо, а во втором - пух. В других местах тела чешуя оставалась неизменной еще долгое время (например, на ногах, роговой чехол клюва).

Древние ящеры, с еще недоразвитыми перьями, лазали по деревьям и скалам при помощи всех четырех конечностей, обладавшими пальцами и когтями. Лишь на передних ногах были расширенные перообразные чешуи, которые образовывали по заднему краю лапы плоские козырьки. Такие животные (псевдозухии) также известны в ископаемом состоянии. Они-то и превращались постепенно в первоптиц (археоптериксов). Скелеты их с отпечатками пальцев и даже перьев сохранились довольно хорошо. В 1974 г. в Баварии (ФРГ), в каменоломнях Золенгофена, найден хорошо сохранившийся скелет четвертого по счету археоптерикса величиной со скворца. Прежние три находки были размерами с голубя. Доказано, что кости были пустотелы, как у настоящих птиц. Следовательно, в кости заходили отходящие от легких воздушные мешки. У них было сходство как с ящерами, так и с птицами.

Дадим такое сравнение:

Признаки пресмыкающихся, сохранившиеся у первоптиц :

• Челюсти, хотя и узкие, но клюва не образуют
• На челюстях - зубы
• Хвост из 21-28 позвонков (мог изгибаться)
• На передних конечностях - три свободных пальца
• Ребра прикреплялись к позвонкам, как у ящериц, в одной точке и не имели отростков, обращенных назад и заходящих у птиц на следующее ребро.

«Птичьи» признаки пресмыкающихся :

• Тело покрыто перьями.
• Кости (бедра и плечевые) пустотелые. Следовательно, были воздушные мешки, входящие в кости.
• Плечо и предплечье стали крылом.
• На крыле росли плотные перья, заходящие краями друг за друга, как у настоящих птиц.
• Ниже голени, из сросшихся продольно костей, образовалась цевка.

К этому добавим, что воздушные мешки отходят от легких и у современных нам хамелеонов. У некоторых динозавров кости тоже обладали полостями. Однако ни те, ни другие не летали и не летают. Поэтому говорить, что указанные приспособления служили для «облегчения» полета не приходится. Тем более, что у самых лучших современных летунов - стрижей пустотелых костей нет. Они «заросли» костным мозгом.

Итак, челюсти первоптиц еще были широкими, со многими мелкими зубами. Длинный, как у ящериц, хвост состоял из многих позвонков и мог изгибаться во все стороны. На передних конечностях хоть два пальца и исчезли, сохранившиеся три еще были хорошо развитыми, с когтями и, видимо, помогали при лазаньи. Но позади кисти конечность несла уже довольно хорошо развитое крыло из плотных перьев. Такие первоптицы, наверное, все-таки плохо летали, могли лишь перепархивать с дерева на дерево. Первым стал укорачиваться хвост. Длинный хвост перевешивал при. планировании, хотя и был обсажен по краям перьями. Затем передние конечности, работавшие и как лапа для лазания, и как крыло, постепенно освободились от прежней нагрузки и стали работать только как крыло, потеряв свободные пальцы.

Есть, однако, и в наши дни птицы, сохраняющие на крыле свободные пальцы даже с когтями. Птенцы гоацина лазают таким образом по ветвям. Коготь на первом пальце имеется у отдельных видов хищных, гусей, у паламедей Хауна. У других паламедей из края крыла выступают «шпоры», несомненно, того же происхождения. На втором пальце когти у современных птиц встречаются реже. Они известны у казуаров нанду, киви и туканов. Наконец, у африканского страуса когти вырастают на всех трех пальцах крыла.

Зубы же у первоптиц еще сохранялись долго: судя по черепам из более поздних слоев земли (мелового периода), на протяжении 50 миллионов лет. Исчезли зубы окончательно у птиц около 70 миллионов лет назад. Остатки же пальцев в крыле сохранились у всех птиц до сих пор. Их три, в том числе короткий передний («большой палец»), который может еще слегка поворачиваться. К нему прикрепляется отдельный пучок перьев - «крылышко» на переднем крае крыла. Быстро летающие (хищные и др.) птицы, поворачивая крылышко, регулируют полет, тормозят на лету и т. д. На ногах же птиц сохранилась чешуя от древних предков - ящеров. Строение яиц и развитие зародышей птиц очень мало отличается от развития ящериц. Температура тела стала постоянной. Изменившаяся кровеносная система с четырехкамерным сердцем обеспечивает более активное окисление крови (соединение с кислородом), что повышает температуру тела, а густой покров из перьев и пуха - сохраняет тепло.

Так лазающие ящеры, научившиеся перепрыгивать, а позже перепархивать с дерева на дерево, стали впоследствии птицами.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

• Читать: Археоптерикс

Происхождение птиц

Уже более ста лет палеонтологи полагают, что одни живые существа были предками других. Вопрос в том, от какой именно группы организмов происходит тот или иной род, семейство, отряд, класс, тип, сколько на это потребовалось времени, как происходила модификация организма? Одним таксонам «везет» больше – остатки предковых по отношению к ним форм находят быстрее, а предки других групп долгое время остаются ненайденными. В качестве примеров можно вспомнить эволюцию лошадиных, которая начала проясняться еще в XIX в., и эволюцию китообразных, определенное представление о которой сложилось у палеонтологов только в 90-х гг. XX в.

Причин этому может быть много. Так, определенный ключевой эпизод эволюции мог происходить сотни миллионов лет назад или мог быть очень быстрым – все это уменьшает возможность сохранения предковых форм в виде окаменелостей. С другой стороны, сами палеонтологи могут поначалу не обратить внимание на уже найденные важные экземпляры...

Одна из загадок, вызывающая среди ученых жаркие споры, – происхождение птиц. Многие особенности анатомии указывают на близость птиц к рептилиям. Остатки самых древних известных птиц – археоптериксов – датируются концом юрского периода. Это означает, что птицы возникли не позже середины этого периода и произошли от каких-то живших тогда рептилий. Но от кого именно? В настоящий момент есть две точки зрения на эту проблему.

Согласно одной, более ранней, – от текодонтов, группы примитивных пресмыкающихся, широко распространенных на Земле в период между ранним триасом и ранней юрой, наземных и водных хищников, достигавших в длину от 15 см до 6 м. Внешне большинство текодонтов напоминали ящериц или крокодилов. Название группы буквально переводится как «ячеистозубые»: зубы этих животных располагались в альвеолах. Текодонтов вместе с крокодилами, ящеротазовыми и птицетазовыми динозаврами и птерозаврами (летающими ящерами) относят к подклассу архозавров, но считают более примитивной, предковой, по отношению к остальным архозаврам, группой.

Согласно другой точке зрения, птицы произошли от каких-то динозавров-теропод. Тероподы (буквально – «звероногие») – представители отряда ящеротазовых динозавров, пресмыкающиеся размером от 25 см до 15 м, которые вели хищный образ жизни и передвигались на двух ногах. Появились тероподы в середине или в конце триаса и просуществовали до конца мелового периода.

Дебаты между учеными, отстаивающими первую и вторую точки зрения, продолжаются давно и считаются одними из наиболее жарких в палеонтологии. Доходит до того, что порой место научной беспристрастности начинают занимать ирония и насмешки. Авторитетные сторонники «текодонтной» гипотезы высказывались, например, в том духе, что идея о происхождении птиц от тероподных динозавров является «одной из наиболее великих мистификаций нашей эпохи, палеонтологическим эквивалентом холодного термоядерного синтеза», что свидетельства происхождения птиц от теропод являются менее вескими, чем доказательства «похищений людей инопланетянами» и что «некоторые палеонтологи, три десятилетия говорившие, что птицы произошли от динозавров, теперь вынуждены защищать эту идею из соображений карьеры». На V Встрече Общества птичьей палеонтологии и эволюции сторонники «текодонтной» гипотезы происхождения птиц носили бэджи: «Птицы – не динозавры».

Со своей стороны те, кто видят предками птиц динозавров-теропод, говорят о «похоронном звоне» для «текодонтной» гипотезы, о том, что ее сегодняшние разработки просто ненаучны… Какие же серьезные аргументы, основанные на палеонтологических данных, позволяют спорщикам так эмоционально отстаивать свои позиции?...

Лесные обитатели китайской провинции Ляонин 130 миллионов лет назад. На переднем плане парит маленький четырехкрылый динозавр — микрораптор гуи. Летающие справа катайорнисы тоже птицами не считаются. А вот слева на ветке сидит конфуциусорнис, представляющий одну из близких к птицам эволюционных линий. Очевидно, что освоить воздушную среду в меловом периоде пытались различные группы пернатых животных

До недавних пор ранняя эволюция птиц являла собой едва ли не самую темную страницу летописи ископаемых существ. И хотя последние палеонтологические открытия многое прояснили, прочесть ее полностью не удается. Известно лишь то, что птицы произошли от рептилий. Но от каких именно? Прямые предки современных птиц так и не найдены, а оперение и способность к полету неоднократно возникали у разных животных мезозойской эры. Гипотетических предков — хоть отбавляй: среди них числятся псевдозухии, орнитозухии, птерозавры, динозавры и даже крокодилы. А вот археоптерикса, знакомого каждому по картинке в школьном учебнике, из этого списка приходится вычеркнуть.

Птицы наряду с насекомыми — главные обитатели воздушных пространств Земли. Подняться в небо и управлять своими движениями в полете им позволяют несколько приспособлений. Во-первых, особый скелет. Сложно устроенное крыло способно удерживать всю тяжесть тела в воздухе. Его маховые движения зависят от строения плечевого пояса, образованного лопаткой, коракоидом, грудиной и сросшимися в вилочку ключицами. Там, к примеру, есть трехкостное отверстие, через которое проходит сухожилие мышцы, поднимающей крыло вверх после его опускания. Чтобы удержать перья хвоста, служащие в полете рулем, конец позвоночника образовал короткую и широкую кость — пигостиль. Во-вторых, помогает летать птицам и оперение. Управляемость в полете обеспечивают вполне определенные перья: маховые и рулевые. Но есть также перья, назначение которых в другом: они создают обтекаемую форму тела пернатых как при полете, так и при нырянии, служат теплозащитным покровом и, будучи ярко окрашены, помогают в общении между сородичами.

Помимо птиц среди позвоночных в настоящее время умеют летать только летучие мыши и крыланы. Однако у них принципиально другое строение крыла и нет перьев, отчего их полет непохож на птичий. В прошлом же разнообразие летающих и оперенных существ было чрезвычайно велико. Помимо давно известных птерозавров и археоптериксов палеонтологи обнаружили большое количество необычных видов, о существовании которых даже не подозревали. Похоже, животный мир не испытывал недостатка в желающих покорять небо.

Существуют две основные гипотезы обретения животными машущего полета: от более быстрого бега по земле или от прыжков и планирования с каких-то возвышенных мест — деревьев, поднятий в горах. Последняя гипотеза получила косвенные подтверждения после находок в Китае, в провинции Ляонин, разнообразных оперенных динозавров. Сейчас большинство ученых считают, что летающие виды вышли из среды обитавших в лесу, вероятно, каких-то совсем мелких, не больше голубя, видов рептилий и птиц. Их потомки быстро прошли примитивную стадию — планирование с возвышенных мест — и научились летать по-настоящему. Сколько на все это ушло времени, сколько видов сменилось до обретения птицами полета? Никто не скажет, так как найденные палеонтологами летающие существа могли быть не первыми, и самое начало эволюции пернатых по-прежнему от нас скрыто.

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.

Оперение, которое легко приобретает различную форму и окраску, открыло перед пернатыми почти неограниченные возможности к различным видам полета, развитию сигнальных и опознавательных структур, освоению многих экологических ниш. Именно оперение помогло птицам достичь того огромного разнообразия, которое мы сейчас наблюдаем. Почти десять тысяч видов — это больше, чем все остальные наземные позвоночные.

Если большинство оперенных динозавров не умели летать, зачем им понадобились пух или перья? Ясно, что не для полета. Во всяком случае, не сразу для полета. Возможно, разнообразные пуховые образования возникли у хищных ящеров как термоизоляционный покров, на что указывают данные палеоклимата. В середине и конце триасового периода (230-210 миллионов лет назад), когда появились первые динозавры, на Земле случилось похолодание. По окраинам огромного материка Пангеи, единственного в то время, появились широтные климатические зоны с прохладным влажным климатом. Обитавшие там животные приспосабливались к холоду, в том числе с помощью оперения. Напротив, центр Пангеи занимали сухие и пустынные области с высоким уровнем солнечной радиации, так как облачность в тех краях бывала редко. Для защиты от излучения рептилиям опять же годились пух и перья. Со временем перышки на концах передних конечностей, на хвосте и на голове могли превратиться в удлиненные перья, служившие украшениями или опознавательными признаками. Они-то и стали основой для появления летательных перьев у некоторых динозавров. Сходным образом оперение могли приобрести и другие рептилии, среди которых оказались далекие предки птиц.

В птицах не значится

На протяжении без малого 150 лет, с момента первой находки, археоптерикс считался прародителем современных пернатых. Фактически, кроме знаний об этом существе, никаких других данных о происхождении птиц у ученых долгое время не было. Казалось бы, такие признаки, как оперение и крылья, неоспоримо говорили о том, что археоптерикс — древнейшая птица. С другой стороны, по строению черепа, позвоночника и других частей скелета он был схож с хищными динозаврами. Эти наблюдения породили гипотезу о возникновении птиц от древних ящеров, ставшую сейчас особенно популярной.

Как часто случается в науке, одновременно нашла поддержку и альтернативная гипотеза. Давно высказываемые сомнения насчет прямого родства археоптериксов и птиц (слишком разнятся они анатомически) превратились в убежденность, поскольку с начала 1980-х годов палеонтологи нашли и оперенных динозавров, и древнейших птиц, и их близких родственников. Нашли и новые скелеты археоптериксов. Сегодня их известно десять, все — верхнеюрского возраста (145 миллионов лет назад) с реки Альтмюль в Баварии. Последний экземпляр, который сохранился лучше остальных, описанный в конце 2005 года, окончательно убеждает, что археоптерикс происходит от хищных динозавров, но к современным птицам отношения не имеет. Он — нечто другое: не динозавр, но и не птица. Пришлось поискать другого кандидата на роль предка пернатых.

Пуховик для динозавра

О существовании оперенных динозавров догадывались давно, но подтверждений тому не было. Они появились в 1990-х годах на территории Китая, в провинции Ляонин. Там палеонтологи обнаружили целое кладбище лесной флоры и фауны возрастом 130-120 миллионов лет. Что делает событие уникальным, так это вскрытая раскопками природная зона. Обычно для изучения доступны морские или околоводные сообщества животных и растений из-за лучших условий захоронения. Лесные, степные или горные обитатели прошлого чаще всего не сохраняются в ископаемом состоянии, потому что быстро перерабатываются бактериями в прах. А тут — мгновенный снимок из жизни леса середины мелового периода, зафиксированный вулканическим пеплом.

Первый же обнаруженный скелет ящера с похожими на пух короткими бороздками по контуру всего тела — синозавроптерикс (Sinosauropteryx prima) вызвал многочисленные споры: не все были согласны, что маленькие бороздки на окаменелой глине остались от пуха. Затем откопали другое существо, у которого уже, без сомнения, на хвосте и передних лапах сохранились отпечатки перьев. За сходство с археоптериксом ему присвоили имя протархеоптерикс (Protarchaeopteryx robusta). На конечностях другого динозавра — каудиптерикса (Caudipteryx zoui) — перья росли еще гуще, а туловище покрывал пух.

Теперь описано больше десятка ящеров, оперенных удивительно 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.

Казалось бы, можно предположить, что птицы произошли от паривших среди деревьев хищных динозавров. Однако сделать это не позволяют слишком существенные анатомические различия между ними. Так что не стоит спешить и записывать оперенных динозавров в предки птиц.

Состоявшиеся конкуренты

Бок о бок с оперенными динозаврами обитали энанциорнисы, что по-гречески означает «противоптицы» — существа особенно важные для понимания эволюции пернатых. Судя по находкам, это была самая многочисленная и разнообразная группа летунов, обитавших в меловом периоде.

Внешне энанциорнисы сильно напоминали современных птиц. Среди них встречались мелкие и крупные виды, беззубые и зубастые, бегающие, водоплавающие, древесные, и, главное, — они все прекрасно летали. В скелете оказалось тоже много знакомого: те же кости крыла, туловища и задних конечностей. Только кое-что иначе сочленяется в лопатке, кое-что — в пятке, голени и позвоночнике. Мелкие на первый взгляд различия. А в итоге — другая система поднимания крыла и работа ног. Большинство настоящих птиц могут вертеть лапами в разных направлениях: завернуть внутрь, вывернуть наружу. Хищникам, орлам и соколам, это помогает ловко схватывать и удерживать жертву. Ноги же энанциорнисов (многие из которых, кстати, тоже были хищниками) устроены иначе, из-за чего они ходили по земле, скорее, неуклюже переваливаясь с боку на бок, как гуси. Все это сильно отдаляет энанциорнисов от настоящих птиц. Получается, что их внешняя схожесть — формальна. Как хвост водных ящеров ихтиозавров похож на хвост рыб, так лапы и крылья энанциорнисов похожи на лапы и крылья настоящих птиц.

Многие анатомические особенности роднят энанциорнисов с хищными динозаврами. Это подтверждают и находки в Монголии эмбрионов внутри ископаемых яиц. Оказалось, что кости скелета окончательно формировались у этих примитивных пернатых очень рано. Суставы у невылупившихся птенцов уже были костные, как у динозавров, а не хрящевые. У птенцов же современных птиц суставы долго остаются хрящевыми и только через несколько месяцев замещаются растущей костью. К тому же на поперечных срезах костей энанциорнисов видны линии задержек роста, подобные годичным кольцам на стволах деревьев. Это говорит о том, что кости у них не вырастали за один сезон до окончательных размеров, а формировались циклами на протяжении нескольких лет, замедляясь в холодные сезоны года. Значит, противоптицы не могли поддерживать температуру тела на постоянном уровне — так же как и рептилии. По всей видимости, именно хищные динозавры были предками энанциорнисов. Примерно 67 миллионов лет назад и те и другие вымерли, не оставив после себя потомков.

Предок, которого может и не быть

Долгое время считалось, что настоящие птицы, или, как их еще называют, веерохвостые, появились в начале кайнозойской эры, то есть не ранее 65 миллионов лет назад. И вдруг посыпались находки возрастом 100, 130 миллионов лет с территории США, Монголии и Китая. Определениям возраста сначала даже не поверили, но последующие работы подтвердили — да, во времена динозавров и энанциорнисов веерохвостые пернатые уже водились. Выглядели они совсем как современные и достигли даже некоторого разнообразия. Откуда же они взялись, если рассмотренные выше оперенные и летающие существа не годятся им в прародители? Сейчас существует лишь одно предположение.

В 1991 году американский палеонтолог Шанкар Чаттерджи описал найденное им в штате Техас необычное существо, во многом схожее с птицами. Его возраст — 225 миллионов лет, что на 80 миллионов древнее возраста археоптерикса. Существо назвали протоависом техасским (Protoavis texensis) — «протоптицей», и не без оснований. Его объемистый череп вмещал довольно большой мозг с полушариями и мозжечком, какого в позднетриасовое время, когда он жил, не было у других позвоночных. Судя по строению черепа, протоавис обладал бинокулярным зрением и широко расставленными крупными глазами, что говорит о его способности ловко охотиться и хорошо ориентироваться в окружающем мире, как это свойственно птицам. В скелете протоависа вообще много сходных с веерохвостыми птицами черт, но пропорции тела, короткие и мощные конечности, положение центра тяжести указывают на то, что он не мог летать. И оперения у него, видимо, не было. Несмотря на это, протоавис больше похож на настоящую птицу, нежели археоптерикс, и на сей момент именно протоависа можно считать наиболее близким предком современных птиц. Если это так, то их эволюцию следует вести не от динозавров, а от более древних рептилий, объединяемых в группу архозавров.

Находка протоависа позволила найти ответ еще на один вопрос: чем же все-таки отличаются птицы от динозавров? Поскольку птицы затрачивают на полет огромное количество энергии, уровень обмена веществ у них значительно выше, чем у рептилий. У птиц расход кислорода при обмене веществ в расчете на один килограмм веса в 3-4 раза превышает этот же показатель у рептилий. Раз скорость обмена высока, следовательно, и шлаки из организма должны выводиться быстро. Для этого нужны большие мощные почки. У современных птиц в тазовых костях есть три глубокие впадины, в которых и размещаются эти крупные почки. Такие же впадины для почек имеются и в тазовых костях протоависа. Очевидно, его организм отличался высоким уровнем обмена веществ, несвойственным рептилиям.

Все бы хорошо, но реконструкция протоависа многим палеонтологам не внушает доверия. Его остатки залегали вперемежку с костями других пресмыкающихся, в таких условиях немудрено перепутать и посчитать за единое существо части двух или даже нескольких разных животных. В общем, для окончательных выводов следует подождать других находок, а современные птицы пока останутся без прямых предков.

Впрочем, как и древние птицы без прямых потомков. Потому что проследить эволюцию птиц последовательно от начала до конца не удается. Пробелов еще предостаточно. В частности, не найдены промежуточные звенья между древними веерохвостыми, у которых еще сохранялись черты рептилий — растущие из альвеол зубы, брюшные ребра и длинный ряд позвонков в хвосте, — и современными группами птиц. Внезапно, как будто ниоткуда, в конце мезозойской эры появились древние гуси, гагары, альбатросы, бакланы и другие водные птицы.

На правах гипотезы

Итак, мы увидели ряд удивительных оперенных существ, обитавших на Земле по крайней мере в конце мезозоя, на отрезке 145-65 миллионов лет назад. В то время мир был полон животными, стремящимися освоить воздушное пространство. Помимо вездесущих энанциорнисовых в морях Северной Америки водились зубастые, похожие на олуш, ихтиорнисы. Гесперорнисы обитали в позднемеловое время в морях древней Евразии. В Европе ходили гаргантюависы — непонятного родства птицы размером с индюка. В лесах Монголии и Китая обитали древесные амбиортусы, ляонингорнисы и оперенные динозавры. И еще много попадается одиночных форм, чье положение на эволюционном древе пернатых установить сложно. Четко прослеживаются лишь две ветви: от протоависов к веерохвостым птицам и от оперенных динозавров к археоптериксам и далее энанциорнисам.

Известен ряд ископаемых форм, которые не продвинулись дальше планирования. В то время как настоящий машущий полет удался только птерозаврам (мы здесь их не обсуждаем, так как они совсем не имеют отношения к птицам), микрорапторам гуи, энанциорнисам и настоящим веерохвостым птицам. Все они были успешны в освоении воздушной среды. Птерозавры царили в воздухе на протяжении 160 миллионов лет, энанциорнисы — по меньшей мере 80 миллионов лет. И тех и других превзошли, вероятно, в конкурентной борьбе веерохвостые птицы, широко расселившиеся по планете в последние 65 миллионов лет.

За прошедшие пару десятков лет палеонтологи показали, что параллельная эволюция — широко распространенный путь среди живых существ. Было несколько попыток среди беспозвоночных стать членистоногими, среди древних рыб выйти на сушу и стать амфибиями, среди рептилий — стать млекопитающими, среди растений — приобрести цветковость и стать покрытосеменными. Но обычно лишь одна—две из них оказывались успешными в дальнейшем.

Птицы - пернатые друзья человека. Их роль в природе неоценима. Об их и охране читайте в статье.

Птицы: общая характеристика

Пернатые являются высокоорганизованными теплокровными животными. В природе насчитывается девять тысяч видов современных птиц. Характерными признаками класса являются следующие особенности:

• Перья.
• Жесткий клюв из роговицы.
• Нет зубов.
• Пара передних конечностей превращена в крылья.
• Грудная клетка, тазовый пояс и вторая пара конечностей имеют особенное строение.
• Сердце состоит из четырех камер.
• Имеется воздушный мешок.
• Птица насиживает яйца.

Птицы, общая характеристика которых представлена выше, благодаря перечисленным особенностям способны летать. Это и отличает их от других классов животных позвоночных.

Появление на земле

Происхождение птиц объясняется несколькими теориями. По одной из них предполагается проживание пернатых на деревьях. Сначала они перепрыгивали с ветки на ветку. Потом скользили, затем совершали небольшие перелеты в пределах одного дерева и наконец научились летать в открытом пространстве.

Другая теория предполагает, что происхождение птиц связано с предками пернатых, которые были рептилиями с четырьмя ногами. Эволюционируя, чешуйки становились перьями, что позволяло рептилиям совершать прыжок, пролетая небольшое расстояние. Позже животные научились летать.

Происхождение пернатых от рептилий

Опираясь на эту теорию, можно сказать, что предками птиц тоже были ползающие рептилии. Сначала их гнезда были на земле. Это привлекало хищников, которые постоянно уничтожали гнезда вместе с птенцами. Заботясь о своем потомстве, рептилии поселились в гуще ветвей деревьев. Одновременно с этим на яйцах стала образовываться твердая скорлупа. До этого они были покрыты пленкой. Вместо чешуи появились перья, которые служили источником тепла для яиц. Конечности стали длиннее и покрылись оперением.

Происхождение птиц от древних пресмыкающихся очевидно, как считают ученые. Предки пернатых начинают заботиться о своем потомстве: они кормят птенцов в гнезде. Для этого твердую пищу дробили на мелкие кусочки и вкладывали ее в клювики малышей. Обладая способностью летать, первобытные птицы древнего периода времени могли лучше защищаться от нападения своих врагов.

Предки - водоплавающие птицы

Происхождение птиц, согласно еще одной теории, связано с их водоплавающими собратьями. Своему существованию данная версия обязана останкам древних пернатых, которые были найдены в Китае. По мнению ученых, они были водоплавающими и жили более ста миллионов лет тому назад.

Согласно теории, птицы и динозавры жили вместе шестьдесят миллионов лет. Среди находок были перья, мышцы, перепонки. Исследуя останки, палеонтологи сделали такое заключение: предки древних птиц плавали. Чтобы добыть пищу из воды, они ныряли.

Если изучать происхождение птиц, сходства между ними и представителями других классов найти нетрудно. Оперение является самой заметной особенностью внешнего вида пернатых. У других животных перьев нет. Это отличие пернатых от других животных. следующие:

• Пальцы ног и цевка у многих птиц покрыты чешуйками из роговицы и щитками, как у пресмыкающихся. Значит, чешуя на ногах может заменять перья. Характерно, что зачатки перьев у птиц и пресмыкающихся не отличаются. Только у птиц потом развиваются перья, а у пресмыкающихся - чешуя.
• Исследуя происхождение птиц, особенности в сходстве которых с пресмыкающимися невероятные, ученые определили, что более заметным является челюстной аппарат. Только у птиц он превратился в клюв, а у пресмыкающихся остался прежним, как у черепах.
• Еще один признак сходства птиц и пресмыкающихся - скелетное строение. Череп и позвоночник сочленяются только одним бугорком, расположенным в затылочной области. Тогда как у млекопитающих и амфибий в этом процессе задействованы два бугорка.
• Расположение тазового пояса птиц и динозавров одинаковое. Это видно по скелету ископаемого. Такое расположение связано с нагрузкой на кости таза при ходьбе, так как в удержании тела задействованы только задние конечности.
• У птиц и пресмыкающихся сердце четырехкамерное. У некоторых рептилий перегородка камер бывает неполной, и тогда артериальная и венозная кровь смешиваются. Таких пресмыкающихся называют хладнокровными. У птиц более высокая организация, по сравнению с рептилиями, они теплокровные. Это достигается устранением сосуда, который несет в аорту кровь из вены. У птиц она не смешивается с артериальной.
• Еще одна похожая особенность - насиживание яиц. Это характерно для питонов. Они откладывают около пятнадцати яиц. Змеи сворачиваются калачиком над ними, образуя своеобразный полог.
• Больше всего птицы похожи с пресмыкающимися эмбрионами, которые в первой стадии своего развития похожи на рыбообразные существа с хвостами и жабрами. Это делает похожим будущего птенца на других позвоночных в ранних стадиях развития.

Отличия птиц от пресмыкающихся

Когда палеонтологи изучают происхождение птиц, они сравнивают факты и находки, собранные по крупицам, и выясняют, чем птицы схожи с пресмыкающимися.

В чем их различия, читайте ниже:

• Когда у птиц появилось первое крыло, они стали летать.
• Температура тела пернатых не зависит от внешних условий, она всегда постоянная и высокая, тогда как рептилии засыпают на время холодов.
• У птиц многие кости сращены, они отличаются наличием цевки.
• У пернатых имеются воздушные мешки.
• Птицы строят гнезда, высиживают яйца и вскармливают птенцов.

Первоптицы

В настоящее время найдены ископаемые остатки древних птиц. После тщательного исследования ученые пришли к выводу, что все они относятся к одному виду, жившему сто пятьдесят миллионов лет тому назад. Это археоптериксы, что в переводе означает «древнеперые». Их отличие от сегодняшних пернатых настолько очевидно, что археоптериксов выделили в отдельный подкласс - ящерохвостые птицы.

Мало изучены древние птицы. Общая характеристика сводится к определению внешнего вида и некоторых особенностей внутреннего скелета. Первоптица отличалась небольшим размером, примерно как современная сорока. Передними конечностями у нее были крылья, концы которых заканчивались тремя длинными пальцами с когтями. Вес костей большой, поэтому древняя птица не летала, а лишь ползала.

Место обитания - прибрежные территории морских лагун с густой растительностью. Челюсти имели зубы, а хвост - позвонки. Между археоптериксом и современными птицами никакие связи не установлены. Первоптицы не являлись прямыми предками наших птиц.

Значение и охрана птиц

Происхождение птиц имеет огромное значение в биогеоценозах. Птицы являются составной частью биологической цепочки и участвуют в круговороте живого вещества. Питанием растительноядных пернатых являются плоды, семена зеленая растительность.

Разные птицы играют разную роль. Зерноядные - поедают семена и плоды, отдельные виды - запасают их, перенося на большие расстояния. По дороге к месту хранения семена теряются. Так происходит расселение растений. Некоторые птицы обладают способностью опылять их.

Велика роль в природе Они контролируют численность популяций насекомых, поедая их. Если бы не было птиц, разрушительная деятельность насекомых была бы непоправимой.

Человек, по мере своей возможности, охраняет птиц и помогает им выжить в суровые зимы. Люди повсюду развешивают временные гнездовья. В них поселяются синицы, мухоловки, лазоревки. Зимние периоды характеризуются отсутствием природного корма для птиц. Поэтому пернатых следует подкармливать, наполняя гнездовье мелкими плодами, семенами, крошками хлеба. Отдельные птицы относятся к промысловым видам: гуси, утки, рябчики, глухари, тетерева. Их ценность для человека велика. Спортивный интерес представляют вальдшнепы, кулики, бекасы.

Из глубины веков: тело и ноги археоптерикса были покрыты длинными перьями, три с половиной сантиметра. Можно предположить, что ногами птица не размахивала. Перья достались по наследству от предков, которые жили в более древние времена и при полете использовали все четыре крыла.

Сегодня: заполняя гнездовье птиц кормом, нужно следить, чтобы соль туда не попала. Она является белым ядом для пернатых.