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


  • 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


  • В первой трети XIX в. ученые предпочитали объяснять наличие в геологических породах останков нескольких ископаемых фаун с помощью так называемой теории катастроф, или катастрофизма (не путать с математической теорией того же названия). Согласно этой теории, животные и растения на Земле существовали в неизменном виде с момента Сотворения и до тех пор, пока на их головы не обрушивался некий глобальный катаклизм — и гигантские волны погребали под мощным слоем ила, песка и глины все живое. Или огнедышащие вулканы заливали земную поверхность лавой и засыпали горячим пеплом. После этого на нашей планете возникала совершенно новая жизнь, что предполагает повторный акт Творения. Впрочем, почитающийся отцом-основателем теории катастроф Жорж Кювье на многократном Творении не настаивал. Он считал, что новые виды переселялись в ставшие безжизненными области из отдаленных районов, не затронутых стихийным бедствием. Спустя какое-то время эти районы в свою очередь были поражены катаклизмом и исчезли в морской пучине без следа. Вот почему новые виды появились словно бы ниоткуда.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • Так, прославленный английский писатель Артур Конан Дойл в фантастическом романе «Затерянный мир» описывает встречу с ящерами-игуанодонами. Герои романа — профессора зоологии Челенджер и Саммерли, знаменитый охотник лорд Джон Рокстон и журналист Эдуард Меллоун совершили трудное и опасное путешествие через южноамериканские джунгли и обнаружили отрезанное от всего мира плато, где по сей день обитают животные, которые, как полагают ученые, исчезли с лица земли десятки, а то и сотни миллионов лет назад. Прекрасно осведомленный о достижениях современной ему биологической науки Конан Дойл описал в своем романе многих животных, известных лишь по окаменелым останкам.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • 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


  • Всю историю палеонтологической науки принято делить на два периода: додарвиновский и последарвиновский. Границей между этими двумя периодами считается 1859 г. — год опубликования знаменитой книги Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь». Этот эпохальный обобщающий труд произвел революцию в естественнонаучном мировоззрении. Теперь находка любого ископаемого организма осмысливалась на совершенно ином уровне.
    В 1859 г. Дарвину было 50 лет, и на большинстве широко известных портретов автора «Происхождения видов» мы видим солидного cедобородого ученого. Между тем Чарльз Дарвин отнюдь не был кабинетным затворником, проводящим все свое время в окружении книг. Его жизнь была полна захватывающих приключений. Кроме обобщающих работ, на счету Дарвина целый ряд интересных полевых исследований, в том числе и палеонтологических. Свою научную деятельность он начал с кругосветного путешествия.

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


  • 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


  • ...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


  • 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


  • 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