Biology Letters: первые птицы линяли так же, как и современные
Ранняя птица размером с ворону, жившая 125 миллионов лет назад, линяла так же, как современные певчие птицы, показывает новое исследование окаменелостей. Открытие предполагает, что ранняя птица, вероятно, вид, известный как Confuciusornis , была искусна в полете, поскольку линька помогает современным птицам оставаться в форме с точки зрения аэродинамики. Работа ученых была опубликована в журнале Biology Letters.
Перья, вероятно, возникли около 250 миллионов лет назад, в триасовый период, у общих предков динозавров и птерозавров. Но эти ранние перья были не более чем пухом. В конце концов, подвид плотоядных динозавров, включая серповидно-когтистых хищников и доисторических предшественников птиц, развил сложные перья, состоящие из кератина, того же волокнистого белка, который составляет волосы и ногти людей.
В отличие от ногтей, перья не растут непрерывно от своего основания; как только они созревают, они по сути являются мертвыми структурами. Поэтому птицы должны сбрасывать старые и поврежденные перья с помощью процесса, известного как линька. Разные виды птиц линяют по-разному. Нелетающие группы, такие как пингвины, сбрасывают большие участки оперения сразу. Летающие виды, напротив, сбрасывают несколько перьев за раз, чтобы поддерживать свои аэродинамические возможности. Известное как последовательная линька, это поведение оставляет небольшие зазоры на крыльях птиц, где в конечном итоге вырастают перья.
Йосеф Киат, эволюционный биолог из Музея естественной истории им. Филда, и его коллеги недавно отправились на поиски похожих щелей на крыльях хорошо сохранившихся окаменелостей птиц. Они изучили обширную коллекцию из более чем 600 окаменелых птиц, размещенную в Музее природы Шаньдун Тяньюй в Китае. Эти птицы жили в раннем меловом периоде около 125 миллионов лет назад на территории нынешнего восточного Китая. В то время регион был покрыт пресноводными озерами, лесами умеренного пояса и огненными вулканами. Массивные извержения похоронили разнообразное скопление видов, включая динозавров, одетых в перья, и млекопитающих с детенышами динозавров в животах.
Из всех особей, покрытых окаменелыми перьями, наиболее распространенной птицей является Confuciusornis, вид, названный в честь китайского философа Конг Цю. С черепом, похожим на рептилию, и изогнутыми когтями на пальцах он выглядел бы как лоскутный динозавр из массовки в фильме «Парк Юрского периода». У Confuciusornis также были оперенные крылья и беззубый клюв, поэтому он тоже напоминал птицу.
Было обнаружено, что два образца Confuciusornis из сотен исследованных ископаемых сохранили птицу, которая умерла в середине линьки. Ни в одном из этих ископаемых не сохранилось никаких костей. Вместо этого птицы выглядят как призрачные очертания, как будто их отпечатали на плите штампом, плохо покрытым чернилами. Оба образца демонстрируют темные, растущие перья, торчащие через щели в зрелых, изношенных перьях. Расположение новых перьев у одного образца симметрично на обоих крыльях, что отражает схему последовательной линьки, с помощью которой многие современные певчие птицы уравновешивают свою линьку.
Исследователи пришли к выводу, что эти два образца представляют собой древнейшее известное свидетельство линьки в палеонтологической летописи.
«Захватывающе видеть, что основные процессы жизненного цикла, такие как линька, развились задолго до появления современных птиц», — говорит Киат. Поскольку так мало ископаемых показывают линьку, Киат и его коллеги предполагают, что такое поведение не происходило ежегодно и могло соответствовать скачкам роста птиц.
Похожая картина линьки также наблюдалась у близкородственного динозавра. В 2020 году Киат и его коллеги описали последовательную линьку у Microraptor, четырехкрылого динозавра, жившего 120 миллионов лет назад. Это открытие сделало Microraptor первым известным нептичьим динозавром, который линял, а также изменило взгляд исследователей на его летательные способности.
Некоторые считали, что Microraptor был древесным существом, планирующим между верхушками деревьев. Но более поздние исследования показывают, что этот крошечный хищник мог создавать подъемную силу, ключ к полету. Доказательства последовательной линьки укрепили идею о том, что Microraptor летал. «Последовательная линька могла бы ожидаться только от вида, для которого полет был ключевой частью поведенческого репертуара», — говорит Кларк.
Киат предполагает, что Microraptor и Confuciusornis были далеко не единственными динозаврами, которые сбрасывали перья: «Нет сомнений в том, что пернатым динозаврам приходилось обновлять перья».