Обнаружение запястной кости динозавра меняет представления об эволюции полёта

Анализ двух окаменелостей тероподов показал, что у них в запястье присутствовала особая кость — пизиформ (гороховидная кость), которая считается важной для полёта у птиц.

Это открытие, сделанное группой исследователей под руководством Джеймса Наполи из Университета Стоуни-Брук, опровергает предыдущие выводы о том, что у тероподов не было птичьего пизиформа. Их работа, опубликованная в Nature, позволяет предположить, что эволюция полёта у динозавров была «всё в запястье».

Долгое время идентификация одной из запястных костей у птиц оставалась научной загадкой, пока не было доказано, что это пизиформ. Изначально это была сесамовидная кость (как коленная чашечка), которая сместилась в запястье, заместив другую кость — ульнаре. Её положение у современных птиц создаёт связи, позволяющие автоматически складывать крылья при сгибании локтя.

Форма кости — с крупной V-образной выемкой — также позволяет пизиформу птиц фиксировать кости кисти, предотвращая их вывих во время полёта. Таким образом, эта кость — важная часть передней конечности птицы, критическая для полёта.

Проанализированные окаменелости принадлежали троодонтиду (птицеподобному хищнику, родственнику велоцираптора) и овирапториду (необычному птицеподобному всеядному динозавру с длинной шеей и беззубым клювом).

Идентифицировать пизиформ у тероподов удалось благодаря исключительной сохранности образцов и использованию высокоразрешающей КТ-томографии, позволившей изолировать кости запястья в цифровом виде. Образцы были предоставлены по соглашению с Американским музеем естественной истории и Монгольской академией наук.

3D-визуализации ясно показывают, что крошечные бусиновидные запястные кости являются сместившимися пизиформами — впервые идентифицированными у нептичьих динозавров — и запечатлены на переходной стадии их эволюции.

«Мы считаем, что это первый случай идентификации сместившегося пизиформа у нептичьего плотоядного динозавра», — говорит ведущий автор Джеймс Наполи.

«Хотя мы пока не знаем точно, сколько раз динозавры научились летать, интригует, что эксперименты с полётом у этих существ появляются только после того, как пизиформ мигрировал в запястный сустав. Возможно, это заложило автоматические механизмы, найденные у современных птиц, хотя для проверки гипотезы нужны дополнительные исследования», — объясняет он.

В эволюционном контексте исследователи определили, что пизиформ занял птичье положение не у птиц, а к моменту возникновения группы Pennaraptora — тероподов, включающих дромеозаврид (как велоцираптор), троодонтидов и овирапторозавров. Именно в этой группе начали появляться птичьи черты (например, оперённые крылья), и в ней полёт эволюционировал как минимум дважды, а возможно, до пяти раз.

Авторы пишут, что их результаты «ясно показывают, что топологическая и функциональная замена ульнаре пизиформом произошла гораздо глубже в истории тероподов, чем считалось ранее, и была ступенчатым процессом… Наши результаты предполагают, что строение птичьего запястья не является исключением и следует топологическим паттернам, заложенным с момента возникновения Pennaraptora».