Эволюция конечностей у первых птиц: новые данные

Сборка летающего плана строения тела птиц из исходного массивного динозаврового состояния — ключевая тема эволюционной биологии. План строения летающих птиц демонстрирует резкое уменьшение размеров тела и пропорциональное удлинение передних конечностей. Учитывая взаимосвязь между размером конечностей и тела, изменения первых, вероятно, были замаскированы изменениями общего размера тела.

Поскольку изменения отдельных элементов конечностей являются прямой основой для естественного отбора, они важны для понимания специфических эволюционных паттернов на переходе от наземных теропод к летающим. Тем не менее, немногие исследования детально изучали эволюционный путь характерной конфигурации конечностей авиал в их ранней истории.

Палеонтологи из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии (IVPP) Китайской академии наук представили подробное исследование эволюции размеров конечностей на переходе от теропод к птицам.

Исследование опубликовано в Nature Ecology & Evolution.

Ключевые выводы

• Замедление эволюции: Количественная оценка морфологического разнообразия (диспарити) и скорости эволюции выявила сдвиг к низкому разнообразию и замедленной эволюционной скорости вблизи происхождения птиц. Это противоречит традиционному представлению, что такое эволюционное новшество, как машущий полёт, должно ускорять эволюцию.
• Ограничение «синего принта»: Замедленная скорость эволюции, по данным сравнительного статистического анализа, может быть в значительной степени связана с низким разнообразием и низкой скоростью эволюции передних конечностей.

  «Мы полагаем, что эволюция передних конечностей была ограничена базовым "синим принтом", необходимым для машущего полёта, и поэтому морфопространство, реализуемое ранними авиалами, было ограничено», — пояснил ведущий автор исследования доктор Ван Минь.

• Гипотеза «грудной отдел раньше — тазовый позже»: Анализ показал, что птичьи пропорции конечностей установились у теропод раньше для передних конечностей, чем для задних, что подтверждает эту гипотезу, по словам соавтора доктора Чжоу Чжунхэ.
• Прорыв у современных птиц: Приобретение продвинутых признаков опорно-двигательного аппарата, связанных с полётом, у более поздних таксонов, возможно, сняло ограничения на пропорции конечностей и в итоге привело к огромному разнообразию передних конечностей у современных птиц.

Восстановленные паттерны разнообразия и скорости эволюции конечностей демонстрируют, как план строения ранних авиал был глубоко сформирован естественным отбором, движимым машущим полётом.