» » Птицы — недоразвитые детеныши динозавров?

Птицы — недоразвитые детеныши динозавров?


Птицы — недоразвитые детеныши динозавров?
Рис. 1. Черепа архозавров: аллигатора (вверху), примитивного динозавра Coelophysis (в середине), археоптерикса (внизу). Слева — детеныши, справа — взрослые. Видно, что череп археоптерикса мало менялся с возрастом и напоминал черепа детенышей других архозавров. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature

На сегодняшний день практически общепризнано, что птицы произошли от двуногих хищных динозавров-теропод. Впрочем, по современным правилам биологической систематики птиц предпочтительнее называть не «потомками динозавров», а одной из групп динозавров (подробнее см. в предисловии к книге «Эволюция человека»). Вместе с крокодилами, птерозаврами и текодонтами динозавры (включая птиц) образуют группу архозавров.


Птицы — недоразвитые детеныши динозавров?

Рис. 2. Родственные связи архозавров, рассматриваемых в обсуждаемой работе. В верхней части дерева — примитивный архозавр (текодонт) Euparkeria и аллигатор; все прочие, включая современных птиц (Aves), относятся к динозаврам-тероподам. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature


Птицы сильно отличаются от других архозавров по характеру возрастных изменений черепа. Для эмбрионов и детенышей крокодилов и примитивных (базальных) динозавров, таких как Coelophysis, характерна короткая лицевая часть черепа, крупные глазницы и относительно большой мозг. По мере взросления лицевая часть черепа удлиняется, а относительные размеры глазниц и черепной коробки уменьшаются. Напротив, у динозавров, являющихся ближайшей родней птиц (Eumaniraptora), как и у самих птиц, череп с возрастом меняется мало, оставаясь во взрослом состоянии похожим на «детский» череп других архозавров. Например, у самого маленького из известных экземпляров археоптерикса череп практически такой же, как у взрослых особей, при этом он по своим пропорциям напоминает череп эмбриона аллигатора (рис. 1).

Это позволяет предположить, что в происхождении птицеподобных динозавров и собственно птиц важную роль сыграл педоморфоз — редукция поздних стадий развития всего организма или отдельных его частей, приводящая к сохранению детских черт предков у взрослых потомков (близкий по смыслу термин — неотения). Многие важные эволюционные изменения, включая происхождение человека и травянистых растений, носили в той или иной степени педоморфный характер.

Палеонтологи из США и Испании исследовали вопрос о роли педоморфоза в происхождении птиц, сравнив возрастные изменения черепа у разных архозавров. Были учтены все виды теропод, для которых есть данные по детенышам или эмбрионам. Генеалогическое древо изученных видов показано на рис. 2. Авторы выделили на черепе 45 опорных точек (рис. 3), наложили их на координатную сетку и проанализировали их взаимное расположение у молодых и взрослых особей при помощи метода главных компонент.


Птицы — недоразвитые детеныши динозавров?

Птицы — недоразвитые детеныши динозавров?

Рис. 3. Опорные точки, расположение которых использовалось для описания формы черепа (изображен череп примитивного динозавра Herrerasaurus). Рисунок из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Nature


Анализ подтвердил педоморфный характер изменений черепа при переходе от базальных теропод к эуманирапторам и птицам. На получившемся графике (рис. 4) основное направление возрастных изменений, характерных для архозавров, соответствует смещению справа налево. При этом взрослые ископаемые родичи птиц, такие как конфуциусорнис и археоптерикс, сгруппировались с эмбрионами и юными детенышами базальных теропод (и других архозавров), а взрослые особи последних образовали отдельный кластер в левой части графика. Современные птицы образуют третий кластер в правой части графика, то есть еще сильнее смещены в «детскую» сторону, чем их ближайшая ископаемая родня.


Птицы — недоразвитые детеныши динозавров?

Птицы — недоразвитые детеныши динозавров?

Рис. 4. Сравнение черепов архозавров и их возрастных изменений при помощи метода главных компонент. По осям отложены две первые главные компоненты, PC1 и PC2, отражающие 42,8 и 13,8% изменчивости по форме черепа в исследованной выборке. Разные представители архозавров обозначены теми же цветами, что и на рис. 2. Стрелками показаны возрастные изменения. Точки образуют три кластера, обозначенные серыми многоугольниками: A — взрослый аллигатор, эупаркерия, взрослые базальные тероподы и эуманирапторы, вторично перешедшие к гигантизму; B — эуманирапторы и древнейшие птицы, а также эмбрионы и детеныши других архозавров; C — современные птицы. Ископаемая веерохвостая птица Yixianornis (зеленый квадрат) заполняет пробел между кластерами B и C. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature


Детальный анализ полученных данных позволил выделить четыре педоморфных события в эволюции птиц, то есть четыре последовательных смещения вправо на графике (отмечены римскими цифрами на рис. 2): 1) при переходе от базальных теропод к эуманирапторам (таким как археоптерикс), 2) при переходе от базальных эуманирапторов к конфуциусорнису, 3) при появлении веерохвостых птиц (Yixianornis, обозначенный зеленым квадратом на графике), 4) при переходе к современным птицам.

Педоморфное событие №3 сопровождалось локальным пераморфозом в передней части черепа (пераморфоз — добавление новых стадий развития к уже имеющимся; прямая противоположность педоморфозу). Проще говоря, сформировалось нечто новое, а именно длинный клюв, характерный для современных птиц. Примерно на этом же этапе у древних птиц пальцы передних конечностей, ставших крыльями, утратили хватательную функцию, столь важную для базальных Eumaniraptora (это видно даже из их названия: manus — рука, raptare — хватать, грабить). Птицы совершают сложные манипуляции с предметами при помощи клюва, поэтому, по мнению авторов, развитие клюва могло быть связано с необходимостью компенсировать эту утрату.

Сопоставление изменений размера черепа с изменениями его формы, наряду с другими косвенными данными, позволяет предположить, что педоморфные события в эволюции птиц были связаны с ускорением полового созревания и общим «укорочением» программы развития. Причем эти изменения нельзя объяснить одним лишь уменьшением размера птиц по сравнению с динозаврами. Например, у мелкого динозавра Compsognathus развитие черепа идет по исходной архозавровой траектории, со значительными изменениями формы, тогда как крупные современные страусы и эму развиваются по «укороченному» птичьему пути.

Морфология птиц не является целиком педоморфной. Речь идет только о черепе (за исключением клюва). Главным фактором, обусловившим педоморфные изменения черепа, возможно, была необходимость в улучшенном зрении, с которой столкнулись мелкие, подвижные динозавры — эуманирапторы. Это требовало увеличения глазниц и зрительных отделов мозга. Поскольку большой относительный размер глазниц и черепной коробки изначально был характерен для эмбрионов и детенышей архозавров, самым простым эволюционным «решением» для предков птиц стало отбрасывание поздних стадий морфогенеза и сохранение этих детских черт во взрослом состоянии. При этом в строении самого мозга у птиц ничего педоморфного нет: он устроен намного сложнее, чем у других архозавров. Педоморфным признаком является лишь крупный размер черепной коробки.

В отличие от черепа, посткраниальный скелет в ранней эволюции птиц, по-видимому, менялся не педоморфным, а пераморфным путем, хотя для окончательных выводов пока не хватает данных: посткраниальные скелеты детенышей архозавров сохраняются в ископаемом виде еще реже, чем черепа.

Источник: Bhart-Anjan S. Bhullar, Jesus Marugan-Lobon, Fernando Racimo, Gabe S. Bever, Timothy B. Rowe, Mark A. Norell, Arhat Abzhanov. Birds have paedomorphic dinosaur skulls // Nature. Published online 27 May 2012.

См. также о происхождении птиц:
Генетическая программа развития пальцев крыла соответствует «динозавровой» теории происхождение птиц, «Элементы», 02.10.2011 (в конце этой заметки приведен список ссылок на другие заметки и статьи по теме).

Александр Марков


08 декабрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Найдена одна из древнейших птиц современного типа

Окаменевшие кости птицы были найдены в Японии, в префектуре Фукуи, неподалеку от города Кацуяма. Она жила на Земле в первой половине мелового периода, примерно 120 миллионов лет назад....

«Странное крыло» динозавра

Птицы — это динозавры. По крайней мере, так говорит современная биологическая систематика...

Поволжский ихтиорнис

На этой иллюстрации художник Андрей Атучин изобразил пару ихтиорнисов — примитивных зубастых птиц, сидящих на берегу моря, занимавшего в сеноманском веке мелового периода (100–94 млн лет назад)

Что было раньше, курица или яйцо?

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо взглянуть на филогенетическое древо птиц. Не трудно видеть, что птицы (в правом верхнем углу) — это прямые потомки динозавров. Курица и тиранозавр — более
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Триасовый ихтиозавр Guizhouichthyosaurus оказался сверххищникомИстория робототехники: как выглядели самые первые роботы?Чем могут питаться бактерии, когда вокруг ничего нет?Чипирование началось: Neuralink проследила за мозговой активностью свиньиПочему наша Вселенная такая странная и существуют ли законы физики?В Японии испытали "летающий автомобиль"Голографическое кино может стать реальностью1 сентября к Земле приблизится астероид размером с многоэтажный дом