Новый взгляд на эволюцию полёта птиц: поиск первого "машущего" динозавра

Учёные из Манчестера и Дублина предложили новый подход к решению классической эволюционной дилеммы — как у птиц развился машущий полёт.

Ключевая проблема

Современные птицы — плохие модели для изучения своих предков, поскольку они находятся на продвинутой морфологической стадии развития полёта и обладают уникальной мускулатурой. Вместо изучения современных птиц, исследователи решили "отмотать время" на 140 миллионов лет назад.

Метод исследования

Учёные изучили трёх оперённых динозавров юрского периода:

• Caudipteryx

• Protoarchaeopteryx

• Archaeopteryx

Они предположили, что форма тела этих животных должна была быть схожа с формой первого динозавра, развившего машущий полёт. Используя физические законы, они рассчитали, какую тягу вниз могло генерировать каждое животное своими передними конечностями, чтобы оценить морфологию, необходимую для взлёта.

Критика предыдущих теорий

Ранее в США проводились исследования, где куропаток-чукаров заставляли бежать вверх по наклонной плоскости. Наблюдая, как взмахи крыльев помогают птицам, учёные предположили, что такой процесс мог в итоге привести к полёту. Однако большинство двуногих животных двигают передними конечностями асимметрично — это помогает при ходьбе и беге, скручивая верхнюю часть тела. Машущий полёт требует симметричного движения конечностей, которое не помогает при беге в гору.

Новый взгляд: почему движение стало симметричным?

По мнению авторов, ключ к разгадке — понять, почему предки птиц начали двигать конечностями вместе. Одна из возможностей — древесный образ жизни.

"Если они жили на деревьях, они естественным образом вытягивали передние конечности симметрично, прыгая с ветки на ветку или с земли на ветку", — говорит доктор Нуддс.

Однако, если они были наземными обитателями (что, согласно исследованиям окаменелостей, более вероятно), симметричное вытягивание конечностей мешало бы бегу. Значит, должна была быть другая причина для появления такой позы.

Последствия для эволюции полёта

Как только этот уникальный стиль движения развился, эволюция полёта стала относительно простым процессом.

"Только определённые комбинации движения крыла и скорости эффективны для создания тяги, необходимой для подъёма в воздух, но наши расчёты показывают, что даже умеренные движения крыльев достаточно", — объясняет доктор Дайк.

Это означает, что машущий полёт мог быть следствием серии постепенных изменений формы и движения крыла, а не трудного для объяснения крупномасштабного скачка.

Роль перьев

Перья, будучи видоизменёнными чешуйками, могли изначально служить для теплоизоляции. Также, по словам доктора Нуддса, на их развитие могла повлиять половая селекция: "Оперённые передние конечности могли использоваться в брачных ритуалах".

Заключение

Исследование, опубликованное в журнале Evolution, демонстрирует роль окаменелостей в понимании современных организмов. Учёные планируют продолжить работу с компьютерными и механическими моделями, чтобы симулировать движение древних животных.