Палеонтологи реконструируют экологию археоптерикса

Фото из открытых источников

В новом всестороннем обзоре, подготовленном палеонтологами из Полевого музея естественной истории, собраны последние данные об ископаемых останках, включая анализ пяти недавно описанных экземпляров, среди которых, по мнению авторов, находится, пожалуй, наиболее хорошо сохранившийся на сегодняшний день образец, что позволяет представить наиболее полную на сегодняшний день картину экологии, поведения и повседневной жизни археоптерикса. Статья исследовательской группы была опубликована в журнале Discover Ecology.

Исследователи утверждают, что этот культовый пернатый динозавр не был ни чисто наземным охотником, ни полностью современным летающим животным, а представлял собой экологического универсала, который примерно 150 миллионов лет назад передвигался, садился на ветки, планировал и махал крыльями по лоскутному одеялу прибрежных лесов и пересохших лагун.

Примерно 150 миллионов лет назад (в юрский период) на цепи низких, полузасушливых островов, которые впоследствии станут южной Германией, небольшое существо пробиралось сквозь заросли кустарника.

У него были зубы рептилии, когти хищника и оперенные крылья существа, только что научившегося отрываться от земли. Палеонтологи более 150 лет спорят о том, на что именно оно способно.

«Археоптерикс из зольнхофенского пластового калька возрастом 150 миллионов лет на юге Германии — это самая древняя из известных птиц и самый древний из известных динозавров, использовавших аэродинамические профили, образованные перьями, для передвижения в полете», — написали в своей статье палеонтологи из Полевого музея естественной истории Цзинмай О'Коннор и Александр Кларк. «Хотя сейчас он очень близок к немного более молодому виду Baminornis (149-148 миллионов лет назад) из провинции Фуцзянь, Китай, плечевой пояс у этого таксона гораздо более развит, и поэтому археоптерикс остается наиболее филогенетически базальным таксоном, имеющим значение для понимания перехода от наземного образа жизни к летающему».

В своей статье исследователи обобщили данные, полученные из всех известных ископаемых останков археоптерикса, включая пять недавно описанных экземпляров, чтобы реконструировать образ жизни этого животного.

«Недавнее описание пяти новых экземпляров археоптерикса в XXI веке внесло значительный вклад в расширение имеющихся данных по этому важному таксону», — написали они. «Четыре из этих экземпляров являются полными или почти полными (Термополис, 11-й, 12-й этажи, Чикаго), а два считаются одними из наиболее хорошо сохранившихся известных экземпляров (Термополис, Чикаго)».

В частности, чикагский образец был тщательно подготовлен для научных исследований, что позволило сохранить новые мягкие ткани, которые предоставляют дополнительные подсказки.

В новом анализе утверждается, что археоптерикс был способен, по крайней мере, на ограниченный управляемый полёт.

Перья оперения этого животного демонстрируют степень асимметрии, которая находится в пределах диапазона, наблюдаемого у современных летающих птиц, и отсутствует у его близких нелетающих родственников.

Также присутствуют обширные участки так называемых третьестепенных перьев, которые у современных птиц перекрывают промежуток между телом и внешней стороной крыла, закрывая то, что в противном случае представляло бы собой аэродинамическую утечку, препятствующую подъемной силе у нептичьих родственников.

Ученые предполагают, что археоптерикс, скорее всего, не взмывал прямо в воздух, как голубь, а, вероятно, прыгал с возвышенных мест, бежал против встречного ветра или поднимался по склонам, взмахивая крыльями в поисках помощи.

«Поскольку археоптерикс — самая древняя из известных птиц, наиболее важный вопрос заключается в том, мог ли он летать и как именно», — написали они в статье. «Имеющиеся данные свидетельствуют в пользу ограниченного активного полета в отличие от обязательного планирующего летающего передвижения, хотя археоптерикс почти наверняка также использовал планирующий полет, когда это было энергетически выгодно, как это наблюдается у многих ныне живущих птиц».

Одно из наиболее поразительных открытий исследовательской группы касается первого пальца ноги, или большого пальца стопы.

У нелетающих тероподных динозавров большой палец стопы направлен вперед, приподнят над землей и имеет ограниченную функциональность для захвата предметов.

У археоптерикса большой палец стопы расположен наоборот, направлен назад и противостоит остальным пальцам, что позволяет стопе обхватывать ветку или камень.

«Это позволяет предположить, что вывернутый назад большой палец ноги развился в ответ на полет как адаптация для использования возвышенных мест», — написали авторы.

Рацион археоптерикса остается загадкой. Окаменелого содержимого желудка пока не обнаружено, но череп и рот дают интригующие подсказки.

Это животное обладало рядом приспособлений к питанию, характерных для птиц, которые отсутствуют у большинства близких родственников динозавров, включая структуры, интерпретируемые как примитивный орган на кончике клюва — сенсорную систему, которая помогает современным птицам манипулировать пищей, — а также свидетельства наличия подвижного языка и ротовых сосочков, используемых для обработки пищи.

Эти особенности позволяют предположить, что археоптерикс, возможно, предпочитал мелкую, богатую энергией пищу, такую как насекомые и семена, что, вероятно, отражает более высокие энергетические потребности, связанные с полетом.

Теплый, сезонно засушливый климат архипелага Зольнхофен, где он обитал, благоприятствовал всеядному животному, способному использовать меняющиеся в течение года источники пищи.

«Климат Зольнхофена был преимущественно теплым и сухим, а флора — ксероморфной», — написали палеонтологи в своей статье. «Ископаемые свидетельствуют о наличии периодических дождей (сезона дождей), в результате которых образовывались временные водоемы».

Такой тип сезонного климата, в котором обитал археоптерикс, может указывать на всеядный рацион с колебаниями пищевых ресурсов в течение года, связанными с климатическими изменениями.

Что касается цвета, химический анализ изолированного голотипного пера, интерпретированного как кроющее перо спинной части крыла, указывает на то, что оно было черно-белым.

Возможно, вся окраска оперения также изменилась, образовав маскировочный узор, который помог бы скрыть силуэт животного на фоне открытого, заросшего кустарником ландшафта архипелага Зольнхофен, сбивая с толку хищников.

Анализ склерального кольца глаза подтверждает, что археоптерикс был дневным животным и активен при ярком свете.

В результате разнообразного способа передвижения археоптерикс взаимодействовал с многочисленными субстратами в своей среде обитания, проводя время на земле, на растениях среднего и крупного размера, а также в воздухе.

На протяжении всей своей жизни археоптерикс использовал разнообразные источники пищи, охватывающие растительный и животный миры, а также предоставлял трофические ресурсы множеству организмов, от кератинофаговых паразитов до высших хищников.

«Ключевые различия, исследованные в экологическом контексте, показывают, как появление способности к полету у птиц повлияло как на анатомию скелета, так и на анатомию мягких тканей», - заключили исследователи.