№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Перья у птерозавров: миф или реальность?

Фото: Bob Nicholls

T. imperator в представлении художника

Кажется, палеонтологи наконец готовы дать ответ на этот вопрос.

На протяжении большей части истории палеонтологии мы считали, что все динозавры были покрыты чешуей и кожей, как ящерицы и другие современные рептилии. Так было до тех пор, пока в палеонтологии не наступил «золотой век» открытий благодаря современным технологиям. Тогда ученые выяснили, что многие из этих вымерших животных были покрыты перьями, как и их более поздние потомки, птицы. 

Похоже, перья появились и приобрели различные вариации довольно рано, но поначалу служили скорее для обогрева и демонстраций, а не для полета. Благодаря изучению окаменевших остатков пигмента исследователи знают, что у многих динозавров были перья разных цветов. 

Интересный факт

На ранних реконструкциях динозавры были похожи на рептилий. Но потом ученые с удивлением обнаружили: гены, отвечающие за развитие зубов, чешуи, волос и перьев находятся в близком родстве, так что покровы кожи легко меняются один на другой. Поэтому в ходе эволюции у динозавров возникло много видов оперения и чешуи. 

Однако ученым до сих пор не удавалось закрыть вопрос о наличии оперения у птерозавров, которые царствовали в небе во времена динозавров. Скудные доказательства в летописи окаменелостей никогда не были достаточно определенными для окончательных выводов. 

Точку в этом вопросе поставило новое открытие. Недавно обнаруженная окаменелость птерозавра Tupandactylus imperator, сохранившаяся на плитах древнего известняка на северо-востоке Бразилии, свидетельствует о существовании перьев у птерозавра уже около 113 миллионов лет назад.

«Мы совсем не ожидали этого. В течение десятилетий палеонтологи спорили о том, были ли у птерозавров перья. Перья в нашем образце навсегда закрывают этот спор, поскольку они очень четко разветвлены по всей длине тела, как у современных птиц», – Од Чинкотта, палеонтолог из Университетского колледжа Корка в Ирландии.

До сих пор исследователи более или менее соглашались с тем, что птерозавры были покрыты внешним слоем нитевидных структур, называемых пикноволокнами, которые, возможно, напоминали перья (но неизвестно, являлись ли тем же самым покрытием).

Новый бразильский образец проясняет этот вопрос: на нем можно заметить не только однонитевые структуры, отходящие от черепного гребня птерозавра, но также и разветвленные, отчетливо похожие на перья структуры, отмеченные короткими отходящими волокнами от центральной оси.

«Этот способ ветвления напрямую сравним с таковым в перьях стадии IIIA современных птиц, то есть с зазубринами, отходящими от центрального стержня. Это убедительное доказательство того, что ископаемые разветвленные структуры представляют собой перья, состоящие из стержня и зазубрин», – пишут исследователи.

Фото: Bob Nicholls
T. imperator в представлении художника

Согласно анализу исследователей, наиболее вероятно, что перья были унаследованы от предка из ветви авеметатарзалий, общего как для динозавров, так и для птерозавров. Хотя также нельзя исключать вариант, что эти черты развивались независимо у разных групп или видов животных.

Птерозавры, или летающие ящеры (Pterosauria) жили с позднего триасового (около 228 млн лет назад) до конца мелового периода мезозойской эры. Последние представители относятся ко времени мел-палеогенового вымирания, около 66,043 млн лет назад. Птерозавры – самые ранние позвоночные, которые приобрели эволюционную способность к машущему полету.

Изучая окаменелость с помощью электромикроскопии высокого разрешения, исследователи обнаружили в мягких тканях животного многочисленные микротела длиной примерно 0,5–1 мкм, интерпретированные как меланосомы – органеллы, содержащие меланиновые пигменты, ответственные за различные цвета в тканях животного. Исходя из формы, размера и расположения меланосом можно определять, какого цвета были кожа и перья динозавров. 

Меланосомы этого птерозавра имели различную форму (между мононитями, разветвленными перьями и другими тканями черепа), что позволяет предположить: его оперение тоже могло быть разноцветным. 

Фото: Cincotta et al., Nature, 2022
Меланосомы птерозавров на электронных микрофотографиях

«У современных птиц и млекопитающих многие доминирующие цвета перьев и волос обусловлены ограниченным набором химически различных форм меланина», – объясняет Майкл Бентон, палеонтолог из Бристольского университета в Великобритании.

Хотя невозможно точно узнать, как именно разноцветное оперение было выгодно для T. imperator более 100 миллионов лет назад, Бентон говорит, что разные цвета на выдающемся черепном гребне птерозавра могли способствовать процессам передачи сигналов между разными особями. Иными словами, разноцветный окрас мог привлекать особей противоположного пола. 

«Возможно, они использовались в ритуалах перед спариванием, точно так же, как некоторые птицы используют красочные веера на хвосте, крылья и гребни на голове для привлечения партнеров. Современные птицы известны разнообразием и сложностью своей окраски, которая всегда играла роль в естественном отборе, и то же самое может быть верно для широкого круга вымерших животных, включая динозавров и птерозавров», – пишет Бентон.

Чем ученых заинтересовала отрыжка птерозавров?

Представьте себе: два голодных птерозавра, один уже взрослый и один совсем юный, уселись, чтобы полакомиться вкусным обедом из рыбки. Вот они заглатывают рыбу, а немногим позже отрыгивают чешую и другие непереваренные кусочки добычи в виде крохотных шариков – с миллиметр размером.

Так у ученых и появились первые окаменелые доказательства того, что трапеза птерозавров включала в себя заключительный этап срыгивания, который по-научному называется процессом антиперистальтики, а в обычном языке результат такой отрыжки зовется погадками. Изучая два экземпляра Kunpengopterus sinensis, вида птерозавров, которые жили на территории современного Китая между 199 и 146 миллионами лет назад, исследователи обнаружили их погадки. Они сохранились рядом с остатками каждой особи и содержали окаменелую рыбью чешую. 

Эта находка помогла конкретизировать то немногое, что известно о диете и пищеварении птерозавров.