Теплокровные динозавры

Пнд, 05/26/2014 - 21:52

Реконструкция археоптерикса в Музее естественной
истории Оксфордского университета


Скелет велоцираптора и его представление после открытия оперения

Anchiornis huxleyi — троодонтид, живший до археоптерикса

Динозавр Mei Long

Динозавр Epidexipteryx

Когда в позапрошлом веке ученые, одного за другим, начали извлекать из земли вымерших в незапамятные времена огромных животных: мегалозавра, игуанодона, гилеозавра и т. д., им прежде всего бросилось в глаза сходство в строении костей с современными рептилиями: ящерицами и крокодилами. Вот и получила эта группа ископаемых существ название «чудовищные ящерицы» — динозавры. Более столетия в ученых кругах господствовало мнение, что и по образу жизни, и по физиологическим своим особенностям динозавры ближе всего стояли к нынешним пресмыкающимся. Считалось, что они были холоднокровными, т. е. температура их тела зависела от температуры окружающей среды. При реконструкции внешнего облика динозавров их, как правило, изображали покрытыми голой чешуйчатой кожей. Но палеонтологические исследования в конце XX — начале XXI вв. внесли существенные коррективы в это устоявшееся представление.

ЧУДО В ПЕРЬЯХ

Собственно, уже Ричард Оуэн в 1841 г., первый исследовавший динозавров как особую группу живых существ и введший в употребление сам термин, определил ряд важных признаков, отличающих этих животных от ящериц. В дальнейшем палеонтологи не раз отмечали, что динозавры во многих отношениях близки к птицам. Так бельгийский ученый Луи Долло, занимавшийся в 1878 г. воссозданием внешнего облика игуанодона, посчитал возможным использовать в качестве прототипа страуса. Правда, его выводы касались лишь строения опорно-двигательного аппарата. Долло не предполагал, что сходство может идти еще дальше.

Примечательно, что в вышедшем в 1912 г. и ставшим классикой научной фантастики романе Конан Дойля «Затерянный мир» бывалый охотник Джон Рокстон, заметив на влажном иле следы игуанодона, восклицает: «Смотрите! Вот так след! Тут, наверно, ходил прародитель всех птиц!» Правда, присутствующие при этом профессора зоологии тут же поправляют охотника, объясняя, что след оставила «отнюдь не птица», а пресмыкающееся. Но на самом деле, даже с точки зрения современных Конан Дойлю научных взглядов, не говоря о более поздних, лорд Джон был не так уж неправ. Он ведь говорил не о птице, а о «прародителе всех птиц».

Еще в 60-е годы XIX в., когда в известняковых толщах Баварии были обнаружены останки археоптерикса («первоптицы»), подробно описанные тем же Оуэном, возникло представление о происхождении птиц от динозавров или же происхождении птиц и динозавров от одного общего предка.

Археоптерикс — небольшое существо размером с ворону, обитало на земле во второй половине юрского геологического периода, приблизительно 150 млн. лет назад. По строению своего скелета оно было очень близко к дейнонихозаврам — тероподным динозаврам, хотя и отличалось некоторыми особенностями черепа и конечностей. При этом не возникало сомнений, что животное было покрыто перьями, отпечатки которых отчетливо видны в мягком известняке. Долгое время ученым не удавалось обнаружить останков более древних пернатых животных, и археоптерикс, ближайший родственник динозавров, был объявлен прародителем всех птиц.

Со временем зоологи ввели в употребление понятие архозавр. Под этим термином, как правило, понимают одну из генеалогических ветвей позвоночных, включающую в себя крокодилов, динозавров, текодонтов и птиц. Считается, что все эти существа произошли от общего предка, который тоже может быть назван архозавром. Ящерицы, змеи и черепахи к архозаврам не относятся.

Такой взгляд на родственные отношения различных позвоночных недавно был подтвержден с помощью новейших научных методов. Американский палеонтолог Мэри Швайцер провела работу по извлечению сохранившихся фрагментов белковых молекул из ископаемых костей давно вымерших животных. В частности ей удалось успешно выделить фрагменты коллагена из костей динозавра Tyrannosaurus rex, возраст которых составлял 68 млн лет. Чтобы исследование родственных связей вышло достоверным, Мэри Швайцер и ее коллеги собрали данные по аминокислотным последовательностям коллагена представителей всех основных групп позвоночных животных. Некоторые последовательности нашлись в белковых базах данных, другие удалось реконструировать по нуклеотидным последовательностям отсеквенированных геномов, третьи были добыты авторами экспериментальным путем — например, из костей аллигатора Alligator mississippiensis коллаген извлекался и исследовался примерно теми же методами, что и из костей динозавра. В итоге удалось собрать «коллекцию» аминокислотных последовательностей коллагена, включающую данные по 21 виду современных позвоночных (хрящевые и костные рыбы, земноводные, ящерица, аллигатор, страус, курица, опоссум, тенрек, слон, корова, собака, мышь, крыса, макак резус, шимпанзе, человек).

Сравнительный анализ последовательностей аминокислот показал, что ближайшими родственниками тиранозавра являются страус и курица, за ними следует аллигатор, а степень родства с ящерицами еще более отдаленная.

Результаты исследований американских палеонтологов лишь подтвердили выводы, которые ранее делались на основе чисто анатомических данных. То, что динозавры и птицы — весьма близкие родственники, ученые заподозрили уже тогда, когда вынуждены были ограничиваться изучением строения скелета. Но, несмотря на это, в науке очень долго продолжало господствовать мнение, что динозавры, подобно ящерицам и крокодилам, — холоднокровные животные. Накопившиеся за последнее время факты заставили в корне пересмотреть эту точку зрения.

Прежде всего, был обнаружен ряд останков небольших динозавров со следами перьевого покрытия. Находки последних лет указывают на то, что археоптерикс был не столь уж уникален. Необычными были известняки Южной Германии, великолепно сохранившие отпечатки перьев. В некоторых случаях, когда непосредственные следы оперения у останков динозавра отсутствуют, имеются косвенные признаки, позволяющие предположить его наличие.

К примеру, в 2007 г. группа палеонтологов, занимавшихся изучением велоцираптора, сравнительно крупного (около 1,8 м в длину) плотоядного динозавра, пришла к заключению, что этот быстроногий хищник был покрыт перьями. Вывод был сделан на том основании, что на локтевой кости велоцираптора были обнаружены характерные бугорки, по-видимому, точки прикрепления вторичных маховых перьев. Такие бугорки типичны для современных птиц и выполняют указанную функцию.

Самый древний из ныне известных пернатых динозавров был обнаружен недавно в Северо-Восточном Китае экспедицией Института палеонтологии и палеоантропологии позвоночных, которую возглавлял профессор Син Сюй. В данном случае наличие перьев не вызывает никаких сомнений, отпечатки видны совершенно отчетливо. «По всему скелету тут видишь перья!» — радовался руководитель экспедиции. Этот новый вид динозавра, получивший название Anchiornis huxleyi, обитал на земле 155 млн. лет назад — на несколько миллионов лет раньше археоптерикса. Все его конечности были покрыты мощными перьями, и фактически он был четырехкрылый. Перья были и на теле, и на хвосте. Обнаруживший анхиорниса профессор Син Сюй полагает, что если ранее происхождение птиц от динозавров могло вызывать сомнения, то теперь они должны исчезнуть.

Некоторые обладавшие перьями динозавры явно не умели ни летать, ни даже планировать. Очевидно, первоначально перья выполняли термоизолирующую функцию, не давали теплу улетучиваться из организма. Это явный признак теплокровности, ведь холоднокровные животные получают тепло из окружающей среды, им не нужны теплоизоляторы. Современная палеонтология располагает и рядом других доказательств теплокровности по крайней мере некоторых видов динозавров. Тому самому профессору Син Сюю, который обнаружил четырехкрылого анхиорниса, принадлежит еще одна интереснейшая находка: динозавр, погребенный заживо во время сна 130 миллионов лет назад. Благодаря уникальным обстоятельствам погибшее животное сохранило позу, которую принимало во сне.

Находку окрестили Mei long, что означает «крепко спящий дракон». Это существо, безусловно, еще не было настоящей птицей, но спало оно в птичьей позе, изогнув шею и прикрыв голову левым локтем, подобно тому, как современные птицы спят, спрятав голову под крыло. Такая поза служит для сохранения тепла во время сна и может быть характерна лишь для теплокровных животных.

Три вида динозавров были обнаружены палеонтологами на своих кладках, в позе наседок, высиживающих яйца. Причем исследователи пришли к выводу, что эти «наседки» были самцами. На это указывает строение костей животных и отношение объема кладки к размеру взрослой особи. Известно, что самые большие кладки характерны для птиц, у которых яйца высиживает только самец. Для крокодилов с их материнской заботой о потомстве и для птиц, у которых мать заботится о птенцах вдвоем с отцом или в одиночку, характерны кладки меньшего объема. Это связано с тем, что откладка яиц у архозавров требует очень больших затрат ресурсов организма. Если кладка велика по объему, у матери может не хватить сил ухаживать за ней. Гораздо легче это сделать отцу, который не тратит ресурсы своего организма на откладку яиц и может целиком посвятить себя заботе о потомстве. Кроме того, становятся возможными «коммунальные кладки»: самец заботится о своем потомстве от нескольких разных самок. Объем кладок обнаруженных динозавров-наседок соответствовал варианту, при котором заботу о потомстве обычно берет на себя отец.

К тому же, в костях этих динозавров не удалось обнаружить никаких признаков того, что они незадолго до своей гибели занимались откладкой яиц. Архозавры расходуют много фосфата кальция на формирование прочной скорлупы своих яиц, причем значительная часть кальция и фосфора берется непосредственно из костей самки. У самок крокодилов это приводит к образованию характерных мелких полостей в костях конечностей. У большинства птиц перед откладкой яиц в костно-мозговой полости длинных костей образуется особая ткань — так называемая медуллярная кость (medullary bone), служащая источником кальция для развития яиц. Она постепенно рассасывается по мере откладки яиц, но обычно какие-то остатки ее сохраняются и после. Медуллярная кость была обнаружена у некоторых динозавров (Tyrannosaurus, Allosaurus, Tenontosaurus). Однако у динозавров-наседок нет ни медуллярной кости, ни «крокодильих» признаков частичного растворения костей.

Другие материалы рубрики


  • Об этом открытии, сделанном на о. Флорес (небольшой остров в Индонезийском архипелаге между Явой и Тимором), вот уже три года говорит весь научный мир. Ну ладно, для тех, кто все еще не знает: группе австралийских исследователей удалось обнаружить в гроте Лианг Буа на глубине 6 м останки нескольких человекоподобных существ, геологический возраст которых составлял от 12 до 18 тысяч лет. Рост самого крупного из «найденышей» (взрослого!) достигал… примерно одного метра. Неудивительно, что им тут же было присвоено неофициальное название «хоббиты»!

    Общее число обнаруженных «хоббитов» колеблется, по разным подсчетам, в пределах 7–10 особей (некоторые останки разрознены, поэтому трудно определить, относятся найденные кости к одному или разным экземплярам). В тех же слоях были найдены каменные орудия, следы огня и остатки употреблявшихся в пищу животных. Нижняя граница этих находок, правда, отодвигается до 80 тыс. лет, а вот «потолок» никак не древнее тех же 12 тыс.; может быть, даже ближе к нашему времени..
    Собственно, человеческие останки такой древности — далеко не редкость. И малорослых групп (правда, не настолько малорослых!) среди Homo sapiens тоже немало. Проблема заключается в том, что обнаруженные существа НЕ принадлежат к виду Homo sapiens! К роду Homo, человек — да, несомненно. А вот все остальное…

    В публикациях, всколыхнувших научный мир, приводились фотографии хорошо сохранившегося черепа одного из первых «хоббитов», пол которого был определен как женский, а индивидуальный возраст — около 30 лет. Размер головы этой дамы лишь немного превышает величину крупного грейпфрута, а объем мозга составляет 380 см3: как у шимпанзе. Кроме «уменьшения», достаточно заметны и примитивные признаки: низкий свод черепа, развитые надбровные дуги и прогнатное (выступающее) лицо при скошенном подбородке.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Уильям Смит, Уильям Канибер, Уильям Бакленд, Чарльз Дарвин, Чарльз Лайелль, Ричард Оуэн, Гидеон Мантелл... В списке великих палеонтологов XIX столетия англичан больше, чем представителей всех других наций вместе взятых. Но среди этих последних имеется несколько таких, чьи имена не должны быть забыты ни при каких обстоятельствах. Например, француз Жорж Кювье или русский — Владимир Ковалевский.

    Владимир Онуфриевич Ковалевский стал первым российским естествоиспытателем, чей доклад был зачитан на собрании членов Королевского общества — самого авторитетного научного учреждения Великобритании. Темой доклада было исследование эволюции копытных. Труд русского ученого представил Королевскому обществу неутомимый рыцарь дарвинизма Томас Гексли. Он взял на себя смелость заявить, что предлагаемый вниманию высокого собрания материал — «самая важная работа за последние двадцать пять лет» и «кладет начало целому направлению исследований». Это тем более замечательно, что лишь очень небольшую часть своей короткой и бурной жизни Ковалевский смог посвятить.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • В 1851 г. в Лондоне по инициативе принца-консорта Альберта, супруга королевы Виктории, состоялась Первая Всемирная промышленная выставка, которую ее современники называли также Всемирным конгрессом продуктов и производителей. Для размещения экспонатов предполагали построить специальное здание, в связи с чем был объявлен конкурс проектов. Множество эскизов отвергли на том основании, что их архитектурный стиль был слишком традиционным, тогда как по замыслу устроителей предназначенное для выставки здание должно было отличаться «такой особенностью, которая отражала бы современный уровень развития строительной техники в Англии».
    Наконец, архитектор и управляющий садами герцога Девонширского Джозеф Пакстон предложил проект, который ошеломил всех. Он полагал, что сооружение, призванное быть символом достижений прогресса, должно быть построено не из камня, а из стекла и металла.
    Детище Пакстона, возведенное за считанные недели в лондонском Гайд-парке, вошло в историю по названием Хрустальный Дворец и в настоящее время упоминается во всех учебниках по строительному искусству. Уникальное сооружение для своего времени, оно положило начало целой эпохи в архитектуре и стало образцом для проектировщиков выставочных павильонов на многие годы вперед.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • После того, как в первой четверти XIX в. англичанин Уильям Смит основал науку стратиграфию, его последователи создали довольно стройную картину постепенного развития жизни на Земле. Слой за слоем естествоиспытатели изучали найденные в породах окаменелые скелеты живых организмов, восстанавливая картины прошлого, пока не добрались до слоя, ниже которого подобные находки не попадаются. Эпоху, когда на нашей планете, очевидно, возникли первые существа с твердыми скелетами, способными сохраняться в породе, называют кембрийским геологическим периодом. Как установили со временем, он начался около 570 млн. лет назад. Выше этой временной границы ученые уже в XIX в. имели довольно богатый материал для исследований, тогда как ниже все терялось во мраке неизвестности. Однако кембрий едва ли мог считаться моментом возникновения жизни. Обнаруженные в этом слое организмы были слишком сложны и многообразны и явно были продуктом длительного развития. Другое дело, что, не имея твердых скелетов, предки кембрийских организмов истлевали, как тогда полагали, без следа.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • ...Динозавры, которые были раскопаны в Нигере, были так необычны, что понадобилось почти два года, чтобы классифицировать их. Первым было найдено существо с гребнем на спине и зубами, похожими на зубы крокодила, которое рыбачило в реках Западной Африки сто миллионов лет тому назад. Затем ученые открыли примитивного длинношеего ящера, который был "живым ископаемым" уже сто миллионов лет тому назад, когда он бродил по африканским болотам. Фактически, он выглядел на сорок миллионов лет старше. Последним был Нигерзавр, загадочный растительноядный ящер с головой, похожей на лопату, и сотнями зубов, который выглядел удивительно причудливым даже для видавших виды палеонтологов. С другой стороны, в Африке отсутствовали типичные для более северных районов формы рептилий, так что в некотором смысле это был "затерянный мир".

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • ...Как считают китайские ученые, может случиться так, что все загадки древних рептилий будут разгаданы благодаря одной находке. На востоке Китая палеонтологи обнаружили самое крупное в мире «кладбище» динозавров, где более 54 тонн составляют останки утиноклювых динозавров. Последняя крупная находка большого количества окаменелых останков динозавров была совершена во время экспедиции, начавшейся в марте 2008 года. Основные открытия палеонтологов пришлись на район населенного пункта Лунду, где на участке длиной 300 и шириной 10 метров были обнаружены более трех тысяч окаменелых останков динозавров. Находки ученых помогут пролить свет на историю исчезновения древних животных...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Они царствовали на Земле 160 миллионов лет. Для сравнения – история человека едва ли превышает 1 миллион лет. Они торжественно маршировали по нашей планете длительный промежуток времени даже по астрономическим понятиям. И исчезли практически мгновенно. Пришедших им на смену отделяло от этих монстров такая пропасть времени, которую трудно себе представить биологическому виду. Но вопрос о том, что стало истинной причиной исчезновения динозавров, будоражит умы не только публики, но и ученых, поскольку, как ни удивительно, разрешение этой загадки имеет самое непосредственное отношение к эволюции и происхождению млекопитающих, а значит, и к человеку.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Еще полвека назад большинство антропологов рассматривало эволюцию человека как линейную последовательность видов: Homo habilis (человек умелый) — Homo erectus (человек прямоходящий) — Homo neanderthalensis (человек неандертальский) — Homo sapiens (человек разумный). Первый представитель рода «людей» Homo habilis появился в Африке на рубеже 2,5 млн лет назад. Около 2 млн лет назад часть популяций сменивших его Homo erectus покинула африканскую «колыбель» и вышла на просторы Евразии. Это была первая волна древних миграций человека. Около 600 тыс. лет назад с Черного континента в Евразию пришла вторая волна, приведшая к формированию в Европе вида, наиболее близкого к современному человеку, — неандертальцев.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • Узнаете цитату? «Правый глазной (рабочий) зуб графа Дракулы Задунайского» (я не Кювье, но, судя по по этому зубу, граф Дракула Задунайский был человеком весьма странным и неприятным)». Так рассуждал про себя молодой программист Саша Привалов, герой знаменитой повести Стругацких «Понедельник начинается в субботу», рассматривая экспозицию музея при научно-исследовательском институте Чародейства и Волшебства.
    Упомянутый в этой цитате Жорж Кювье был одной из наиболее значимых фигур в науке первой половины XIX в. Для многих образованных людей этого блестящего столетия он стал фигурой культовой, почти сказочной. Будучи величайшим знатоком зоологии и cравнительной анатомии того времени, естествоиспытатель включил в сферу своих научных интересов также изучение ископаемых останков, находимых в земле. О Кювье рассказывали, что ему достаточно увидеть один зуб животного, чтобы воссоздать весь его облик. Если быть точным, то сам зоолог говорил о своем умении «распознавать род и различать вид по одному обломку кости».

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • Особенно популярна была такая причуда в Англии. Там возникла даже небольшая профессиональная группа, зарабатывающая на жизнь сбором и продажей окаменелостей. К этой категории принадлежала семья Эннинг, проживавшая в маленьком приморском городке Лайм-Реджис на юге Англии. Эннинги держали небольшую лавку, в которой торговали подобными диковинками. Товар для нее они собирали в прибрежных утесах, привлекая к этой весьма увлекательной работе своих многочисленных детей. Одна из девочек, по имени Мэри, проявила особый талант к поиску окаменелостей. Говорили, что ей достаточно постучать по скале, чтобы определить, не содержатся ли там останки древних животных или растений. Бытует мнение, что именно об этой девочке была придумана известная английская скороговорка: She sells sea-shells on the sea-shore. В 1811 г. двенадцатилетняя Мэри Эннинг обнаружила близ Лайм-Реджис вмурованный в прибрежную скалу скелет невиданного чудища. Чудище было 6 метров в длину и на первый взгляд напоминало хищную рыбу, но в действительности имело целый ряд характерных отличий в строении, указывающих на то, что это — гигантская рептилия.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3