Перьеобразный гребень триасовой рептилии проливает новый свет на эволюцию 

Фото из открытых источников

Покровы тела, такие как волосы и перья, сыграли ключевую роль в эволюции. Они обеспечивали теплоизоляцию тела, служили для ухаживания, демонстрации, отпугивания врагов и, в случае перьев, еще и для полёта.

Их строение характеризуется более длинными и сложными кожными выростами, которые существенно отличаются от простой и плоской чешуи рептилий.

Сложные кожные выросты ранее наблюдались только у млекопитающих в виде волос, а также у птиц и их ближайших ископаемых родственников — динозавров и птерозавров — в виде перьев.

Международная группа под руководством палеонтологов Стефана Шпикмана и профессора Райнера Шоха из Государственного музея естественной истории Штутгарта (Германия) описывает ранее неизвестную древесную рептилию из раннего среднего триаса в исследовании, опубликованном в журнале Nature.

У рептилии «Mirasaura grauvogeli», возраст которой составляет 247 миллионов лет, был спинной гребень с ранее неизвестными, сложно структурированными отростками, растущими из кожи и имеющими некоторое сходство с перьями. Гребень, вероятно, использовался для демонстрации другим представителям того же вида.

Находка показывает, что сложные кожные структуры встречаются не только у птиц и их ближайших родственников, но и, возможно, существовали ещё до появления современных рептилий. Это важное открытие заставляет нас пересмотреть наше понимание эволюции рептилий.

Гребень довольно небольшого миразавра состоит из отдельных, плотно перекрывающих друг друга придатков, каждый из которых имеет перообразный контур с узким центральным гребнем. В то время как настоящие перья состоят из множества тонких разветвленных структур, называемых бородками, свидетельств такого разветвления у придатков миразауры не обнаружено. Поэтому команда полагает, что структура сложных, уникальных кожных придатков миразауры эволюционировала в значительной степени независимо от таковых у птиц.

«Тот факт, что мы обнаружили столь сложные кожные придатки у столь древней группы рептилий, проливает новый свет на их эволюцию. Миразавр даже старше динозавров и не является их близким родственником», — говорит Стефан Шпикман.

«Исследования в области биологии развития показывают, что генетическая основа для роста сложных кожных придатков, таких как перья, вероятно, возникла в каменноугольном периоде, более 300 миллионов лет назад. Миразавры представляют собой первое прямое доказательство того, что подобные структуры действительно сформировались на ранних этапах эволюции рептилий, в группах, не имеющих близкого родства с птицами и вымершими динозаврами».

Это исследование знаменует собой поворотный момент в почти 30-летней тенденции палеонтологических исследований, начавшейся с открытия пернатых динозавров в Китае в конце 1990-х годов. До этого считалось, что рептилии, включая динозавров, давших начало птицам, были покрыты чешуёй, и что перья были только у настоящих птиц.

В результате динозавров часто изображали как медлительных, чешуйчатых животных. Этот образ изменился, когда исследования показали, что многие динозавры были гораздо более похожи на птиц, чем считалось ранее.

Открытие пернатых динозавров, не относящихся к птицам, в Китае вызвало волну новых исследований, которые начали стирать границы между чешуйчатыми, «хладнокровными» рептилиями, с одной стороны, и пернатыми, «теплокровными» птицами, с другой. Теперь же становится ясно, что история ещё сложнее.

«Mirasaura grauvogeli показывает нам, насколько удивительной может быть эволюция и какой потенциал она таит. Она постоянно создаёт похожие структуры, которые совершенно независимы друг от друга, но также и структуры, настолько разные, что их можно различить. У Mirasaura появилась альтернатива перьям на очень ранних этапах истории Земли, задолго до динозавров. Этого мы не ожидали, и это даст толчок к дискуссиям и исследованиям», — говорит профессор Райнер Шох.

Для изучения миразавра были использованы новейшие технологии, включая синхротронную визуализацию, выполненную на Европейском синхротроне (ESRF), для реконструкции черепа. Результаты показали птицеподобную форму с узкой, почти беззубой мордой, большими, обращенными вперед глазницами и крупным куполообразным черепом. Морда, вероятно, использовалась для извлечения насекомых из узких дупел деревьев.

Дрепанозавроморфы, к которым принадлежит миразавра, известны палеонтологам как крайне причудливые существа триасового периода. У них были хватательные передние конечности, иногда с огромным когтем, напоминающим когти велоцираптора. У них было длинное бочкообразное тело, длинный цепкий хвост и передние конечности, позволявшие им хвататься за ветки, как обезьяны. У некоторых видов на кончике хвоста даже имелся крючкообразный коготь, позволявший им висеть на ветках.

«У дрепанозавров было множество экологических адаптаций, но они известны науке всего несколько десятилетий. Миразавра жила на деревьях в одном из первых лесов, возникших после массового вымирания на границе перми и триаса. Спинной гребень с необычной структурой кожи у миразавры дополняет ряд замечательных адаптаций, которые делают эту группу рептилий такой уникальной», — говорит соавтор исследования профессор Ханс Сьюз из Национального музея естественной истории в Вашингтоне.

На гребне миразавра частично сохранилась тонкая коричневая плёнка. Анализ подтвердил наличие меланосом – крошечных органелл, содержащих пигмент меланин. Они встречаются у большинства животных, включая человека. Исследователи сравнили форму меланосом миразавра с меланосомами, обнаруженными в коже, волосах и перьях современных рептилий.

«Мы знаем, что у современных животных меланосомы имеют особую морфологию, связанную с тканями, в которых они обнаружены», — говорит соавтор исследования Валентина Росси из Университетского колледжа Корка (Ирландия). «Меланосомы, обнаруженные в мягких тканях миразавра, по форме больше похожи на меланосомы, обнаруженные в современных и ископаемых перьях, чем на меланосомы, обнаруженные в волосах млекопитающих и коже рептилий».

Коллекционер окаменелостей Луи Грауфогель начал раскопки окаменелостей среднего триаса в Эльзасе в 1930-х годах. Среди его находок были ископаемые останки миразавра. За эти годы он собрал обширную коллекцию, которая долгие годы хранилась в семье Грауфогель.

В 2019 году коллекция была передана в Государственный музей естественной истории Штутгарта, где в ходе дальнейшей обработки была обнаружена миразавра. Останки находятся в палеонтологической коллекции Государственного музея естественной истории Штутгарта.