Эволюция и классификация динозавров

Ученые любят все систематизировать — наука невозможна без наведения строгого порядка в предмете изучения. Особенно в этом деле отличились биологи: они уже с IV в. до н. э. (первым натуралистом был знаменитый Аристотель) классифицируют весь живой мир, объединяя растения и животных в группы по тем или иным признакам. Систематизация — дело непростое, здесь есть немало тонкостей, поэтому она постоянно пересматривается и совершенствуется. А особенно трудно классифицировать вымерших представителей органического мира.

Титанозавр
Титанозавр — один из примеров, когда новый открытый учеными динозавр дал название целому семейству (титанозавриды)

Систематизация вымерших животных осложняется тем, что от них остаются окаменелые скелеты и отпечатки мягких тканей (и то очень редко). Разделение животных осуществляется по множеству признаков, и различия иногда могут быть такими тонкими, что обнаруживаются спустя долгие годы. А много ли можно увидеть по раздробленным и разрозненным костям?! Но ученые — народ дотошный, им для систематизации и окаменелостей вполне достаточно. Ведь это происходит с оглядкой на современных животных, среди которых есть близкие и дальние родственники вымерших, и по ним вполне можно судить о каких-то чертах и особенностях «хозяев» окаменелостей.

Скелет динозавра имеет некоторые общие черты со скелетами крокодила, птицы и других животных, что помогает в их изучении.

Скелет динозавра
Скелет динозавров имеет некоторые общие черты с крокодилами, птицами и другими животными, что помогает в его изучении

Именно похожесть останков динозавров на современных рептилий, как мы помним, и стала причиной, по которой ученые начала XIX в. причислили доисторических ящеров к пресмыкающимся. Это стало первым шагом в систематизации динозавров, но ученые еще не окончательно разобрались с наведением порядка в большом динозавровом семействе.

Следующий шаг сделал Ричард Оуэн, который в 1842 г. ввел термин «динозавры». Однако в его время знали всего три вида динозавров, и говорить о систематизации было рано — для этого необходим материал. И нужную информацию предоставили находки, особенно американские, которые сделали Отниел Марш и Эдвард Коп. А когда скелетов было найдено достаточно, стали осуществляться первые попытки составить хотя бы какую-то классификацию динозавров.

Вообще, первое время палеонтологи с осторожностью относились к классификации доисторических ящеров. Ведь присущие им признаки не были достаточно изучены, что иногда приводило к спорам по поводу причисления или не причисления вновь обнаруженной древней рептилии к отряду динозавров.

Однако к 1870-м гг. появилась реальная возможность систематизировать обнаруженные за предыдущие десятилетия останки динозавров, и ею не преминул воспользоваться Марш. Ученый выделил целых пять групп динозавров, имеющих какой-то общий признак: зауроподы (или ящероногие — большие и четвероногие), тероподы (звероногие — не такие большие и двуногие), орнито- поды (птиценогие — также двуногие, но с похожим на птичий тазом), цератопсы (рогатые ящеры) и стегозавры (крышеящеры — с шипами на хвосте и пластинами на спине).

Стегозавр
В 1877 г. стегозавры стали одной из пяти групп динозавров, выделенных Маршем, сейчас это инфраотряд и род динозавров

Марш разделил динозавров, считая их единым отрядом, этих же взглядов придерживались и остальные ученые. Но в дело вмешался Гарри Сили — известный английский биолог и противник Оуэна по многим научным вопросам, касающимся вымерших животных. Сили долгие годы изучал окаменелости и в 1887 г. разделил всех динозавров на два больших отряда: птицетазовые и ящеротазовые.

Со временем это предположение признали верным, потому что все динозавры действительно разделяются на две большие группы по строению таза. Так что динозавры — это надотряд класса пресмыкающихся, который делится на два отряда, а отряды, в свою очередь, — на группы, находящиеся в различной иерархической связи друг с другом.

С этого момента систематизация динозавров не оставалась без внимания ученых — они открывали новые виды, которые часто оказывались представителями новых родов или даже семейств. За прошедший век в классификацию динозавров ввели новые подотряды и инфраотряды, надсемейства и группы, не получившие ранга.

В этом процессе нередко пересматривалась не вся классификация, а лишь отдельные ее группы. Известно множество случаев, когда вновь открытые и давно известные динозавры причислялись сначала к одному роду или семейству, затем к другому, а потом и вовсе к третьему. Но это нормальный процесс, который часто происходит в биологии, а не только в палеонтологии.

Спинозавр
Мы знаем этого динозавра как спинозавра, однако он представлен двумя видами. А есть динозавры, у которых существуют десятки видов

Сейчас систематика динозавров переживает революционное время: некоторые крупные ученые полностью пересматривают ее, так как в ней содержится слишком много ошибок. Это связано с тем, что накоплено довольно много фактов, говорящих о не совсем верном понимании современной классификации, которая держится на заложенных больше века назад основах.

Здесь нужно сделать пояснение. Не так давно проводились масштабные исследования, давшие удивительные результаты: половина всех видов динозавров классифицирована неверно! То есть они причислены не к тем группам, к которым относились на самом деле. Одну из причин этого мы уже назвали — скелеты и отпечатки не могут дать полной картины анатомического строения животного, его физиологии, поведения и т. д. Но есть и другие причины.

Например, половой диморфизм и изменение особи с возрастом. Первое — это различия между самцами и самками одного вида. Даже мужчины и женщины анатомически не идентичны друг другу, правда, это выражено не слишком ярко (хотя вторичные половые признаки, которые также считаются проявлением диморфизма, трудно не заметить). Среди животных половой диморфизм достигает более выраженных форм: у очень многих насекомых самцы в несколько раз меньше самок, у ряда рыб и птиц самцы, напротив, крупнее и красивее самок.

Ученые не знают, был ли динозаврам свойственен половой диморфизм, а значит, разные (и отнесенные к различным видам) окаменелости могут принадлежать самцу и самке одного вида. Это большая проблема, требующая решения.

Другая проблема — различия между особями одного вида, имеющими разный возраст. Отличия иногда бывают значительными, и если, например, останки людей изучали бы незнакомые с нами инопланетяне, то они вполне могли сделать заключение, что скелеты детей и взрослых принадлежат существам разных видов. Эта же ситуация, как считают ученые, сейчас наблюдается в палеонтологии, хотя здесь есть некоторые успехи.

Интересно, что пересматривать систематику в этом контексте хотят далеко не все ученые. Напротив, сторонники традиционного подхода открывают все новые виды динозавров, имеющие самые незначительные отличия. Они разделяют известные роды и семейства на более мелкие, выделяют из них новые группы и т. д. То есть ученые усложняют классификацию, хотя с научной точки зрения это оправданно — практически невозможно доказать ошибочность такого подхода.

В общем, систематика динозавров — сложное направление в науке, имеющее массу проблем, многие из которых вряд ли разрешатся в ближайшем будущем. Но биологи и палеонтологи при описании динозавров опираются на эту классификацию, их примеру последуем и мы.

Кто есть кто в мире динозавров

Прежде чем начать разговор о классификации, нужно сказать о номенклатуре — системе наименований. Динозавры, как и любые другие животные, называются не как угодно, а в соответствии с определенными правилами. При этом каждый динозавр получает имя, состоящее из двух частей: первая означает род, а вторая — вид этого рода. Однако очень часто (особенно в популярной литературе) название упрощается — в нем опускается вид. Например, дикреозавр — это название не динозавра, а рода динозавров, в который входят как минимум два вида: D. hansemanni и D. sattleri. Названия видов, как вы заметили, латинские, при этом название рода сокращается до первой буквы. Все логично и не так сложно.

Цератозавр
Цератозавр — типичный представитель ящеротазовых динозавров

На сегодня ученые знают о существовании более 1000 видов доисторических ящеров, входящих в более чем 500 родов. В целом палеонтологами откопано и изучено порядка 10 000 окаменелых останков динозавров в самом разном состоянии — начиная с фрагментов костей или зубов и заканчивая отлично сохранившимися полными скелетами. Кроме самих динозавров в руках ученых оказалось относительно немного окаменелых яиц и даже экскрементов (которые дают отличную информацию о гастрономических пристрастиях ящеров).

Исследователи предположили, что пока известно не более 30 % всех родов динозавров. Вероятно, что многие из них не будут открыты никогда — от этих динозавров за прошедшие десятки миллионов лет в прямом смысле слова ничего не осталось. Хотя на самом деле это не более чем догадки, пусть даже и подкрепленные научными расчетами.

Теропод
Двуногие хищные тероподы слишком непохожи на четвероногих травоядных зауроподов, но они относятся к одному отряду и произошли от одного предка

В предполагаемое количество динозавров включены, кроме всего прочего, и недостающие эволюционные звенья. Этот вопрос особенно важен, поэтому уделим ему немного внимания.

Обычно эволюционный процесс идет без резких скачков, каждая новая форма животного или растения отличается от предыдущей не очень сильно, хотя приобретенные признаки можно легко определить. Ход эволюции становится заметным лишь спустя длительное время, когда накапливается много изменений. Так что эволюцию можно представить в виде последовательной цепи изменений, звенья которой нельзя расставить как угодно — они идут друг за другом в строгом порядке. Вспомните знаменитую картину, иллюстрирующую ход эволюции человекообразных обезьян в homo sapiens, и вы поймете, о чем речь. Ученым известно много видов динозавров, имеющих явное родство, но обитавших на Земле в разное время — они могут быть различными звеньями одной эволюционной цепи. Однако промежуточных звеньев не обнаружено, и по ряду признаков можно хотя бы примерно вычислить (или, скорее, прикинуть) их количество. Отсюда и такая значительная цифра неизвестных нам родов и видов динозавров. Хотя раньше и вовсе считалось, что мы знаем от силы 12-14 % существовавших родов ящеров.

Все проблемы биологов и палеонтологов помогла бы решить машина времени, но на изобретение этого полезного устройства нам надеяться не приходится, поэтому ученые работают с тем, что есть.

Вновь вспомним о двух отрядах динозавров — ящеротазовых и птицетазовых. Из названий понятно, что основной признак, на основе которого и производится деление, — таз ящеров, а точнее — его строение. Еще до Сили многие палеонтологи пытались составить более или менее реалистичную классификацию динозавров, выбирая для этого то зубы, то конечности, то общую форму, однако это не привело к успеху. Но наиболее удачным к оказалось разделение на ящеротазовых и птицетазовых.

Зауропод
Зауропод

Однако вот что удивляет: до сих пор нет никакого объяснения, почему динозавры так отличаются именно по данному признаку. Между этими динозаврами практически нет какой-то принципиальной разницы, I кроме как в строении таза. А так — в обоих отрядах есть как двуногие, так и четвероногие виды, правда, в отряде птицетазовых были только растительноядные динозавры, а в ящеротазовых — как растительноядные, так и плотоядные.

А еще интереснее во всем этом то, что названия отрядов довольно условны, так как таз птицетазовых динозавров лишь отдаленно напоминает таз птиц, а сходство таза ящеротазовых с тазом ящериц заключается лишь в общей схеме строения. Но и это еще не все: удивительно, что птицы произошли от ящеротазовых динозавров, а не от птицетазовых, как можно было бы предположить.

В общем, строение таза первый признак, с которого начинается классификация динозавров. А дальше в ход идет все остальное: у ящеротазовых — строение конечностей и локомоция, у птицетазовых — наличие и расположение всевозможных костяных выростов на теле (щитков, рогов и т. д.) и также локомоция.

Отряд ящеротазовых динозавров делится на два больших подотряда — тероподы и зауроподоморфы. Первые (звероногие) — это быстрые двуногие хищники самых разных размеров. Современная теория утверждает, что птицы произошли именно от тероподов. А вторые (ящероногие) — это медлительные и крупные динозавры с длинными шеями и хвостами, ходящие на четырех ногах. Подотряд тероподов делится на несколько надсемейств и инфраотрядов, а зауроподоморфы включают в себя зауроподов и прозауроподов (то есть предков зауроподов).

Строение челюсти
Ящеротазовые динозавры отличались от птицетазовых еще и строением челюстей

Тероподов и зауроподов вы прекрасно знаете. Яркий пример первого подотряда — знаменитый тираннозавр, а второго — гиганты диплодоки и им подобные. Несмотря на столь разительные отличия, все динозавры этого отряда имеют общее сходство в строении челюстей и зубов. У всех ящеротазовых динозавров зубы расположены на челюстях в один ряд и посажены в отдельные ячейки. А у птицетазовых типичное строение челюстей травоядных: передняя часть нижней челюсти представляла собой лишенную зубов предзубную кость, у некоторых динозавров зубов не было и на верхней челюсти.

С систематизацией птицетазовых динозавров дела обстоят несколько сложнее, а все из-за того, что существует две классификации — традиционная и современная.

Но независимо от классификации из всех птицетазовых динозавров можно выделить шесть обособленных групп: орнитоподы (птиценогие, перемещались на двух ногах), стегозавры (пластинчатые ящеры, вдоль позвоночника расположен ряд пластин), анкилозавры (окостенелые ящеры, костяными пластинами покрыто все тело), пахицефалозавры (толстоголовые ящеры, головы несут костяной панцирь), цератопсы (рогатые ящеры) и цераподы.

А традиционная и современная классификации спорят лишь о том, в какой иерархической связи они находятся друг относительно друга. Если верить традиционной систематике, отряд птицетазовых динозавров делится на три подотряда: тиреофоры (щитоносные), орнитоподы и мар- гиноцефалы (бахромчатоголовые). К тиреофорам относятся стегозавры и анкилозавры, а к маргиноцефалам — цератопсы и пахицефалозавры. При этом орнитоподы и маргиноцефалы — цераподы.

Игуанодон
Игуанодон — характерный представитель орнитоподов, положение которых в традиционной и современной классификации несколько различается

Современная классификация с этим не совсем согласна и делит птицетазовых динозавров только на два подотряда: тиреофоров и цераподов. Согласно этому разделению тиреофоры также включают стегозавров и анкилозавров, а цераподы — орнитоподов, цератопсов и пахицефалозавров.

Интересно, что эта систематизация не просто наводит порядок среди всех динозавров, но и отражает ход эволюции. Точнее, к этому стремится классификация в современном ее виде — сейчас некоторые ученые работают над тем, чтобы привести ее в согласие с эволюционным процессом. Правда, многие указанные здесь связи все еще обсуждаются исследователями и считаются сомнительными.

Дискуссионно с точки зрения эволюции и разделение динозавров на птицетазовых и ящеротазовых. Считается, что обе группы произошли от одного предка и развивались параллельно, но возможно, что птицетазовые динозавры пошли от ящеротазовых. Однако эволюция динозавров — это тема для отдельного разговора.

160 миллионов лет эволюции

Эволюция жизни на Земле — одна из самых интересных и интригующих загадок не только биологии, но и науки вообще. Как так вышло, что из прокариот — простейших одноклеточных организмов, лишенных ядра, — возникли эукариоты, а затем и многоклеточные организмы? А как шел процесс развития простейших многоклеточных, результатом которого стал человек? Ведь доказано, что у абсолютно всех организмов на Земле генетический аппарат устроен по одному принципу, а значит, что в начале всего многообразия жизни был один предок (живший между 3,6 и 4,1 млрд лет назад).

Завроморфы
Завроморфы дали начало ящерицам, динозаврам, черепахам и многим другим рептилиям

Однако проблема эволюции в ее глобальном смысле здесь нас не интересует — поговорим лучше о наших динозаврах. Ведь они также эволюционировали, на протяжении почти 160 млн лет изменялись, порождая новые виды и оставляя в прошлом старые. На этом пути природа достигла больших успехов, хотя и ошибок было предостаточно — вероятно, они как раз и привели к вымиранию динозавров.

Итак, приведенная выше классификация динозавров более или менее точно отражает процесс эволюции, который происходил внутри этой группы животных. Однако, как вы понимаете, динозавры не могли появиться ниоткуда, тем более сразу два отряда, имеющие заметные отличия. У этих ящеров должны быть предки, жившие на миллионы лет раньше. И они были, что на самом деле и не удивительно.

Начнем издалека: еще в палеозойскую эру, в позднем каменноугольном периоде, возникли высшие позвоночные животные (до этого мир принадлежал земноводным), которые тут же разделились на две большие группы — тероморфов и завроморфов. Первые позднее породили млекопитающих, а вторые стали предками всех рептилий. То есть завроморфы и были древними рептилиями, хотя далеко не во всем походили на современных ящериц.

Крокодилы — архозавры
Крокодилы — архозавры, дожившие до нашего времени

Самое интересное произошло, когда в конце пермского периода из завроморфов появились архозавры — целая группа рептилий, название которой переводится как «правящие ящеры». Это наименование неплохо отображает суть: архозавры дали начало нескольким классам рептилий, среди которых крокодилы, птерозавры и динозавры.

Однако архозавры — это не вид или род животных, а большая группа, объединяющая в себе множество разнообразных семейств, родов и видов. Так что здесь нужно сделать уточнение, от каких именно архозавров произошли указанные выше рептилии, — это были текодонты, животные, похожие на современных ящериц, только крупнее.

Текодонты породили ящеротазовых и птицетазовых динозавров, крокодилов и птерозавров, правда, произошло это в разное время: динозавры и крокодилы появились в начале триасового периода, а летающие ящеры поднялись в небо через несколько миллионов лет — в середине триаса. Об эволюции ящеров, которые в массовом сознании ассоциируются с динозаврами, но на самом деле к таковым не относятся, мы еще скажем несколько слов, но позже.

Стиракозавр
Стиракозавр, обитавший в конце мелового периода, значительно отличался от ранних динозавров триасового периода

Биологи задаются вопросом: что позволило динозаврам занять доминирующие позиции в животном мире мезозойской эры? Причин тому несколько, но одной из главных считается изобретенная текодонтами в конце пермского периода бипедальность. Да, еще текодонты впервые встали на две задние ноги, отчего приобрели способности к быстрому бегу и освободили передние конечности. Это стало настоящим прорывом, который позволил вести успешную борьбу за выживание и вытеснять конкуретнов.

Первые, самые древние динозавры, также были двуногими, но небольшими. Об этом говорят находки: эораптор, живший около 228 млн лет назад, был в длину не более метра и перемещался на двух ногах; живший тогда же герреразавр достигал длины 3 м и также был двуногим. Бипедальностью отличался и 2-метровый ставрикозавр, считающийся сейчас одним из древнейших динозавров.

Эти древние динозавры были совершеннее текодонтов, быстро бегали и хорошо охотились, но обладали весьма небольшими размерами. Но самое главное, что почти весь триасовый период динозавры — и ящеротазовые, и птицетазовые — были группой немногочисленной, и в смысле разнообразия видов, и в смысле численности.

Текодонт. Палеонтологический музей Ю. А. Орлова Палеонтологического института им. А. А. Борисяка РАН
Динозавры произошли от текодонтов — группы рептилий пермского и триасового периодов. Палеонтологический музей Ю. А. Орлова Палеонтологического института им. А. А. Борисяка РАН

Но в конце триаса, как мы помним, вымерло большое число животных, отчего освободилось немало экологических ниш, которые поспешно освоены динозаврами. Эти ящеры с начала юрского периода заняли самые выгодные экологические ниши, а также сформировали так называемое доминантное сообщество — крупный размерный класс хищников и травоядных. Этот класс на протяжении последующих 130 млн лет принадлежал только динозаврам — первые млекопитающие были гораздо мельче.

Все дело в бипедальности и устройстве конечностей, о котором мы уже говорили. Ноги динозавров значительно отличались от ног ящериц тем, что находились не сбоку от тела, а прямо под ним. Это позволяет не только быстро бегать, но и значительно увеличивать массу тела без печальных последствий. Как бы ни хотели ящерицы или крокодилы, они не могут быть тяжелее нескольких центнеров — расставленные по бокам ноги не удержат значительный вес, и здесь не поможет никакое наращивание мышц.

Ведь ящерицам приходится удерживать свое тело на весу точно так же, как это делаем мы, отжимаясь от пола на расставленных вбок руках. Это трудно, из-за чего ящерицы и крокодилы не держат свое тело на весу, а буквально ползают на брюхе. Такое расположение тела и ног не дает выигрыша ни в скорости, ни в проворности.

Другое дело — две прямые ноги, подведенные под тело, а значит, приподнимающее его над землей. Они могут удерживать гораздо больший вес, так как служат в качестве опорных колонн, а мышцы в этом случае работа ют только для удерживания этих колонн в вертикальном положении. Основная же нагрузка приходится на кости — если их сделать потолще и покрепче, то они смогут выдержать десятки тонн. Что на практике и доказали огромные динозавры.

Так что из-за бипедальности и последовавших за ней скорости и проворности динозавры стали доминантным сообществом, чем открыли себе путь к успешной эволюции.

Первые динозавры, а также их предки, были, несомненно, хищниками: травоядным животным бипедальность особо-то и не нужна, им ведь не приходится бегать за своей пищей. И лишь позже часть из них переквалифицировалась в растительноядных, что повлекло за собой значительные анатомические изменения. Они выражались в перестройке кишечника, постановке на четвереньки и значительном росте. Причем запустил все эти изменения именно кишечник.

Дело в том, что переварить мясо намного проще, чем растительную пищу. Мясо — это почти готовый белок, и чтобы его усвоить, вполне хватит не слишком большого желудка и относительно короткого кишечника, занимающего мало места. А содержащаяся в растительности клетчатка требует долгой переработки, что влечет увеличение длины и массы кишечника. Просто посмотрите на явного хищника — кошку, и травоядного — корову. Видите разницу в относительных размерах их тел и животов?

Хищники — это стройные создания, обладающие относительно небольшой брюшной полостью, а у травоядных животных кишечник занимает значительную часть объема всего тела. А если пойти дальше и сравнить длину кишечника животного с длиной его тела, то травоядные здесь явные лидеры: у человека кишечник примерно в 6 раз длиннее тела (потому что мы всеядны), у льва это соотношение равно всего 3, а тело овцы в целых 28 раз короче ее кишечника!

Бронтозавр
Увеличение кишечника растительноядных динозавров привело к их невероятному росту — этот бронтозавр весил более 30 т

Зачем же тогда животные выбирают растительную пищу? А затем, что ее хоть и труднее переварить, зато легче добыть. Чтобы поесть мяса, его нужно догнать, затем умертвить, а потом еще и разгрызть. Сама охота требует не только быстрого бега, меткого глаза и точного броска, но еще и тактики, с помощью которой жертву можно настигнуть наиболее эффективно. С растениями таких проблем нет — их жуй да жуй, а в мезозойскую эру зим не было, так что травоядные животные могли спокойно жить, почти ни о чем не заботясь.

В общем, когда часть двуногих динозавров стала жевать траву, начали происходить изменения. Увеличение кишечника повлекло за собой наращивание объема и массы тела, стоять на двух ногах уже не получалось, так что эти динозавры вновь освоили хождение на четырех конечностях.

А четыре ноги-колонны позволили увеличивать массу тела невероятными темпами — брахиозавры в конце юрского периода при длине тела до 27 м весили порядка 30-50 т, а позднеюрский сейсмозавр мог быть еще на 10 м больше и на несколько тонн тяжелее.

Однако это все относится к ящеротазовым динозаврам, у птицетазовых все несколько иначе. Нет, они тоже изначально были животными двуногими, но особое строение таза позволило не опускаться на четвереньки даже при значительном наращивании веса — у них живот размещался как бы между двумя задними ногами, что и позволяло удерживать равновесие. Свидетельством тому может служить хотя бы игуанодон, который, встав в полный рост, поднимался на высоту 10-13 м!

И лишь позже несколько родов птицетазовых динозавров опустилось на четыре ноги, хотя это могло быть вызвано наращиванием пассивной и активной защиты — ведь почти все динозавры этого отряда обладали тяжелой броней, рогами или шипами. Это были знаменитые стегозавры и анкилозавры, а также несколько семейств цератопсов мелового периода.

Динозавры (особенно птицетазовые) достигают своего расцвета в меловом периоде, хотя это может быть и не совсем так — о количестве видов вымерших ящеров палеонтологи судят только по их останкам, большинство которых обнаружено в приходящихся именно на меловой период горных породах. Некоторые ученые не согласны с тем, что «золотой век» динозавров пришелся именно на меловой период, так как более ранние динозавры могли просто-напросто не сохраниться. С одной стороны, рано делать выводы, но, с другой, большинство ученых все же согласно, что именно в меловой период динозавры достигли верха своего развития и... неожиданно вымерли.

Почему вымерла столь преуспевающая группа животных — неизвестно. На этот счет есть множество гипотез, но ни одну из них невозможно проверить. О вымирании динозавров мы поговорим особо, рассмотрим несколько самых популярных версий, и среди них будет одна эволюционная.

Да, природа тоже иногда допускает ошибки, но в отношении динозавров ею достигнуты немалые успехи. Вспомнить хотя бы теплокровность, которая еще вызывает дискуссии, но сам факт повышенного обмена веществ у динозавров уже не подвергается сомнению. Или превращение хищных динозавров в птиц, на счет которого ученые почти пришли к согласию.

От рептилий к птицам

В предыдущих главах мы не раз повторяли, что птицы с большой степенью вероятности произошли от динозавров-тероподов, то есть хищников. Сейчас эта гипотеза принята большинством ученых, хотя она и не лишена изъянов. А как могло так случиться, что большие и бегающие по земле динозавры превратились в небольших и летающих птиц?

Археоптерикс
Вероятно, археоптерикс — не предок всех птиц, а один из древнейших представителей этого класса

Все началось еще в юрском периоде, когда небольшие тероподы стали искать способ, как эффективнее сохранить тепло своего тела (и здесь не так важно, были они настоящими теплокровными или инерциальными). Эволюционировали динозавры по-разному: кто-то покрылся волосами, а кто-то — примитивными перьями.

В середине юрского периода появились первые динозавры из группы целурозавров, и в этой же группе было больше всего оперенных представителей. Кстати говоря, к целурозаврам относятся и самые знаменитые хищные динозавры — тираннозавры, однако эти гиганты не прямые предки птиц, хотя их родство несомненно. В данной группе выделилась другая — манирапторы, представители которой уже все (или подавляющее большинство) имели оперение.

Но отличие манирапторов от остальных динозавров заключалось в том, что некоторые из них стали использовать перья не для утепления, а для полета. В эту группу входило семейство дромеозаврид, представителей которого ученые сейчас считают самыми близкими родственниками птиц. К этому семейству относят и нелетающих велоцирапторов, и уже умеющих планировать микрорапторов. Благодаря этому многие ученые предлагают дромеозаврид причислять уже не к динозаврам, а к птицам.

Птерозавр
Будь птерозавры холоднокровными рептилиями, они вряд ли научились бы летать

Пока биологам не известны многие детали эволюционного процесса, приведшего к появлению птиц, однако в юрском периоде уже летало существо, занимающее среднее положение между птицами и динозаврами — это знаменитый археоптерикс. Его причисляют к птицам, хотя до настоящих птиц ему далеко. Долгое время археоптерикс (с подачи Томаса Хаксли) считался предком всех птиц, что вполне справедливо: он наиболее древний из летающих оперенных животных и имеет при этом многие птичьи черты. Однако сейчас распространена точка зрения, что археоптерикс — лишь один из древнейших представителей класса птиц, а истинный птичий предок пока еще не открыт.

Строго говоря, эта гипотеза еще не доказана и она вполне может оказаться ошибочной. Существует еще несколько версий происхождения птиц, но большинство из них так или иначе связано с рептилиями. Например, птицы могут происходить непосредственно от архозавров — тех же текодонтов, от которых пошли и птерозавры. Ведь появились летающие ящеры, так почему бы не возникнуть и птицам? Правда, в этой теории немало неточностей, и ученым удобнее считать, что птицы произошли от тероподов в юрском периоде.

Если рассматривать появление птиц с точки зрения эволюции динозавров, то получается складная картина. О перьях мы уже сказали, но есть и еще кое-что. Например, теплокровность. Да, опять приходится затрагивать эту тему, потому что с ней связано очень много загадок динозавров. Так вот, полет требует значительных затрат энергии — размахивать крыльями, поддерживая тело в воздухе, не так-то легко. Холоднокровным рептилиям такое не под силу — у них совсем другая мускулатура, не способная работать под нагрузкой длительное время.

Птерозавр
Одна из движущих сил эволюции — пищевые ресурсы. Птерозавры начали летать, так как пришлось осваивать новые способы пропитания

Динозавры, как мы помним, обладали (предположительно) теплокровностью, а значит, могли обеспечить и такой расход энергии, которого хватило бы на размахивание крыльями. Этим, между прочим, воспользовались (опять же, предположительно) птерозавры — летающие ящеры. А в юрском периоде в небо поднялись и первые птицы, которые летали лучше птерозавров благодаря своим перьевым крыльям.

Интересно, что крылья у птиц и птерозавров возникли благодаря все той же бипедальности. Главную роль здесь сыграли свободные верхние конечности, которые не были заняты в беге и могли измениться на что-то другое, например сильно разрастись в длину, покрыться кожей и перьями и в конце концов стать крыльями. Ученые считают, что на самом деле все примерно так и было.

А зачем вообще хищным динозаврам понадобилось подниматься в небо? Эволюция не происходит просто так, любые изменения возникают только под воздействием какой-то причины. Главная из них — еда. Вообще вся эволюция завязана именно на погоне за продуктовыми ресурсами, каждое изменение организма служит повышению эффективности добычи пищи, а значит, лучшему выживанию. То же относится и к птицам.

Насекомое
Основная причина эволюции динозавров в птиц — летающие насекомые

На юрский период приходится расцвет не только динозавров, но и насекомых, а насекомые — это, между прочим, неплохой источник энергии и питательных веществ. За него стоит побороться, особенно маленьким хищным динозаврам, которым сложно охотиться на мелких животных вроде сидящих в норках млекопитающих. А так как в мезозойскую эру огромное число насекомых освоило полет, это пришлось сделать и предкам птиц — на какое-то время первые птицы практически единолично пользовались богатствами воздушного океана, истребляя летающих, а также и живущих на деревьях насекомых.

Позже мы еще несколько раз вспомним эту историю происхождения птиц, впрочем, поговорим мы и о тех ящерах, которые не были динозаврами, но всегда ассоциируются с ними. Поэтому есть смысл сказать и о том, кто же такие ящеры летающие и водоплавающие.

Параллельные миры

В природе большое количество экологических ниш, которые образуются представителями флоры и фауны, находящимися в тесной связи друг с другом. Каждая такая ниша — это система, выпадение одного звена из которой выводит ее из равновесия, хотя редко приводит к разрушению — на место исчезнувшего вида приходит другой, потому что, как известно, свято место пусто не бывает (а по-научному это называется правилом обязательного заполнения экологической ниши).

Динозавр
Динозавры оказались в нужное время в нужном месте: после массового пермско-триасового вымирания они заняли освободившиеся экологические ниши

Самое интересное во всем этом то, что представители разных экологических ниш часто даже и не подозревают о существовании друг друга. Например, небольшие сухопутные зверьки спокойно себе охотятся на насекомых, и им незачем лезть в воду, где властвуют более крупные водоплавающие животные, промышляющие рыбой. Эти же звери могут стать добычей большего по размерам хищника — это уже его экологическая ниша, в которой он чувствует себя комфортно и развивается.

Вот это и можно назвать параллельными мирами, потому что далекие экологические ниши действительно как бы существуют на независимых друг от друга планетах, в которых не только другая флора и фауна, но и время течет неодинаково. Но нас интересует то, как жили разные группы рептилий в мезозойскую эру, а если еще точнее, то разговор пойдет о ящерах летающих и плавающих, которые далекими от науки людьми ставятся в один ряд с динозаврами.

Интересно, что большинство рептилий появились примерно в одно время — на границе пермского и триасового периодов. Например, водоплавающие ихтиозавры — в самом начале триасового периода, примерно в это же время обособились черепахи и многие другие пресмыкающиеся. В середине триаса, как мы помним, в небо взлетели птерозавры, а на рубеже триаса и юры возникли ящерицы вместе со змеями и водоплавающие ящеры — плезиозавры.

В общей сложности в мезозойскую эру на Земле существовало семь подклассов рептилий, состоящих из 17 отрядов и огромного числа видов, сейчас же количество подклассов сократилось до трех, а отрядов — до четырех. Никто из тех, о ком мы будем говорить, не имеет современных потомков, а черепахи, крокодилы и ящерицы со змеями нам в контексте этой книги не интересны.

В заключение нужно сказать, что большинство интересных водоплавающих и летающих ящеров вымерли либо за миллионы лет до исчезновения динозавров, либо одновременно с ними. И дело здесь может быть не столько в глобальных катастрофах, сколько в нормальном эволюционном процессе, но об этом мы поговорим отдельно.




Поделиться ссылкой