Бег мог заставлять крылья динозавров махать ещё до того, как они научились летать

Согласно новому исследованию Цзин-Шань Чжао из Университета Цинхуа (Пекин) и его коллег, двуногие динозавры, возможно, начали махать крыльями как пассивный эффект бега по земле ещё до того, как у них развилась способность к полёту.

Результаты, опубликованные в PLOS Computational Biology, дают новое представление о происхождении полёта птиц — теме для дебатов с момента открытия Archaeopteryx в 1861 году. Хотя планирующий полёт, по-видимому, сформировался в эволюционной истории раньше, всё больше данных указывает, что активный машущий полёт мог возникнуть без промежуточной фазы планирования.

Чтобы изучить этот ключевой момент эволюции, Чжао и его коллеги исследовали Caudipteryx — самого примитивного нелетающего динозавра, у которого, как известно, были оперённые «протокрылья». Этот двуногий ящер весил около 5 килограммов и мог бегать со скоростью до 8 метров в секунду.

• Сначала учёные применили математический подход — теорию модальной эффективной массы — для анализа механического воздействия бега на различные части тела Caudipteryx. Расчёты показали, что бег со скоростью от ~2.5 до ~5.8 метров в секунду создавал вынужденные колебания, заставлявшие крылья динозавра махать.
• Эксперименты в реальном мире подтвердили эти расчёты. Исследователи построили робота Caudipteryx в натуральную величину, способного бегать с разной скоростью, и убедились, что бег вызывает маховое движение крыльев.
• Также молодому страусу надели искусственные крылья и обнаружили, что бег действительно заставляет крылья махать, причём более длинные и крупные крылья создают большую подъёмную силу.

«Наша работа показывает, что движение машущих оперённых крыльев развивалось пассивно и естественным образом, когда динозавр бежал по земле, — говорит Чжао. — Хотя это маховое движение не могло поднять динозавра в воздух в то время, движение машущих крыльев могло развиться раньше, чем планирование».

Следующим шагом исследования Чжао называет анализ подъёмной силы и тяги оперённых крыльев Caudipteryx во время пассивного махового процесса.