Окаменелыми костями динозавра в наше время уже никого не удивишь, а запасники и коллекции большинства музеев могут позволить проводить палеонтологические исследования, не выезжая из дому. Теперь ученые сосредоточились на анализе лишь самых уникальных образцов, а особый интерес представляют или гигантские хищники, всегда вызывающие неподдельный страх и влечение публики, или переходные и промежуточные формы, детальный анализ останков которых — лучший способ заработать уважение специалистов.
Пол Серено и его южно- и североамериканские коллеги решили убить двух зайцев, а динозавр, ставший объектом для их исследования, и вовсе скончался еще в позднем меловом периоде.
Описанный ими Aerosteon riocoloradensis, то есть аэростеон рио-колорадский, обладал воздушными мешками — уникальной особенностью, характерной в наше время только для птиц.
Благодаря кистеперым рыбам все наземные позвоночные обладают легкими — губчатой, насыщенной кровеносными сосудами тканью, основная роль которой — интенсивный обмен газов, в первую очередь кислорода и углекислого.
Естественно, потребности организма и интенсивность газообмена напрямую зависят от темпов обмена веществ, отсюда и строение этого самого легкого. Например, жабы и лягушки, лишь изредка решающиеся на короткие заплывы, довольствуются простым мешком с редкими перегородками, а площадь поверхности легкого у взрослого человека за счет альвеол в 35 раз превосходит площадь поверхности всего тела. Во многом благодаря этим 70 квадратным метрам мы можем позволить себе марафонские дистанции и бурную мозговую деятельность.
полости, соединённые с дыхательными путями или с пищеводом, способные наполняться воздухом, но не выполняющие функцию газообмена у большинства позвоночных животных. У бесхвостых земноводных это парные или непарные выросты в заднем отделе ротовой полости, называемые голосовыми мешками. У пресмыкающихся (некоторые черепахи, ящерицы) – слепые выросты лёгких.
У птиц 5 пар мешков: брюшные, отходящие от главных бронхов и расположенные между органами брюшной полости; остальные 4 пары – внелёгочные продолжения вторичных бронхов: шейные, лежащие вдоль пищевода; ключичные, часто сливающиеся в один межключичный; передние грудные – на брюшной стороне грудной клетки; задние грудные – на спинной её стороне.
Основная функция этих мешков у птиц – просасывание воздуха через лёгкие, особенно во время полёта, а также терморегуляция организма и изменение удельного веса птиц при плавании и нырянии. Многие кости скелета птиц (бедро, плечо, грудина и др.) имеют полости, заполненные выростами мешков. У птиц есть и мешки, не связанные с бронхами; выросты этих глоточно-носовых мешков у некоторых птиц проникают в кости черепа, под кожу и в передние конечности.
У млекопитающих тоже есть несколько видов воздушных мешков: 1) возникающие как парные выросты слизистой оболочки евстахиевых труб (у лошадей, ослов, зебр) и расположенные на шее, в области атланта; 2) парные и непарные образования, возникающие в гортани и служащие для усиления звука (голосовые мешки); 3) отходящий от заднего расширенного конца трахеи (у самцов полосатого тюленя) или от пищевода (у самцов моржей), служит для изменения удельного веса тела; 4) у кашалота открывающийся в дыхало слепой мешок объёмом до 1 м3, куда он набирает воздух перед нырянием.
позволяющими дышать не только на вдохе, но и на выдохе.
И в отличие от всех остальных наземных животных сама легочная ткань птиц не «дышит» — в том смысле, что не расширяется и не сужается: разницу давлений, необходимую для заполнения и освобождения от воздуха, берут на себя воздушные мешки. Они наполняются вместе с легкими во время вдоха, и когда птица выдыхает, из легких выходит «отработанный» воздух и заменяется «чистым» из мешков. Кроме того, последние оказываются весьма полезными для ныряния, а соответствующие полости рядом с органами позволяют избежать перегрева особо ретивым пернатым.
Десятиметровый хищник, останки которого обнаружены ещё в 1996 году на берегах аргентинской Рио-Колорадо, обладал похожим «снаряжением».
Возможно, именно экипировка позволила изолированной южноамериканской популяции дожить до позднего мела, в то время как его ближайший родственник аллозавр в отделённой тогда океаном Северной Америке пострадал под натиском тираннозавра.
Описанный в PLos ONE аэростеон не пострадал и от ученых: для того чтобы найти воздушные мешки, им даже не пришлось пилить кости, работу за них сделал компьютерный томограф.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"incutNum": 2,
"picsrc": "Лёгкие и воздушные мешки аэростеона // Todd Marshall/Project Exploration",
"repl": "<2>:{{incut2()}}",
"uid": "_uid_2845394_i_2"
}
Как и у птиц, скелет аэростеона под стать названию оказался «пневматизированным». По мнению Серено, полости, содержащиеся в костях, подтверждают существование воздушных мешков. И хотя никакими ключевыми особенностями птичьего скелета наподобие киля или особой грудной клетки аэростеон не обладал, у него была «вилочка», которую так любят разламывать любители загадать желание, а его легкие работали в точности как у птиц.
Трудно себе представить, что этот хищник размерами больше слона обладал очень легкими и воздушными костями.
У птиц в очередной раз сменился «самый старший предок». Эпидексиптерикс Ху, или E. hui по латыни, может войти в учебники биологии наравне с археоптериксом, которого новый юрский вид старше. По мнению китайских учёных, нашедших окаменелость во Внутренней Монголии, первенство эпидексиптерикса доказывает его хвост.
Происхождение птиц – если и не уникальный, то, наверное, самый спорный момент в эволюции. Хотя гипотетическое описание переходной формы от динозавров к птицам создано более века назад, ископаемые виды, занимающие это почётное место, регулярно меняются – конечно, не по своей воле, а благодаря ученым, требующим торжества истины, а может быть, просто желающим увековечить свое имя в названии вида.
Очередная смена «царя горы», может быть, и осталась бы незамеченной, но только не в русскоговорящей научной среде. И все благодаря знаменитому китайскому специалисту по животным мезозойской эры Яомину Ху, скончавшемуся в апреле этого года. Коллеги покойного палеонтолога по Институту палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук увековечили в видовом имени нового ископаемого фамилию Ху, изменив её в соответствии с правилами латыни.
В Nature Precedings они опубликовали описание нового вида Epidexipteryx hui.
По мнению китайских палеонтологов, E. hui, окаменелости которого датируются промежутком с 152-го до 168-го миллионов лет назад, должен расположиться у основания всего клада Avialae. В эту группу входят не только птицы, но и их ближайшие родственники среди динозавров. И хотя для окончательных выводов о роли эпидексиптерикса (от греческого «показывающий перья») в эволюции необходимо провести дополнительные сравнения и, что немаловажно, заручиться поддержкой коллег, у «пернатого динозаврика» есть все шансы стать предком самого археоптерикса.
Находка была сделана во Внутренней Монголии на территории Китая и относится к средней или верхней эпохе юрского периода, что совпадает с современными представлениями о возникновении и эволюции пернатых. Облик эпидексиптерикса тоже неплохо вписывается в эти самые современные представления. Небольшой размер, масса около 160 грамм, выступающая нижняя челюсть с уплощенными, хотя и увеличенными зубами,
но главное, как водится, – хвост.
Конечно, не такой, как у птиц, но уже и не такой, как у рептилий. Сросшиеся хвостовые позвонки, на конце увенчанные четырьмя торчащими перьеподобными структурами.
Именно такой хвост позволил Фучэну Чжану и его коллегам говорить о преимуществах эпидексиптерикса перед эпидендрозаврами, ранее располагавшимися в основании ветви Avialae. Во-первых, у эпидексиптерикса хвост короче – всего лишь 70% от длины тела, а не все 300%, как у эпидендрозавров. Во-вторых, у E.hui меньше позвонков – 16 против 40 у большинства эпидендрозавров, и они более плоские.
Крыльев как таковых у эпидексиптерикса не было, хотя скелет передних конечностей уже близок к птицам. Отсутствие контурных перьев делало полет физически невозможным.
Как отметили учёные, эта группа активно экспериментировала с оперением и строением скелета, а именно в этом заключаются принципиальные отличия птиц, сделавшие возможным полёт. Остальные особенности, среди которых интенсивный обмен веществ и идеальная нервная система, совершенствовались уже «в полете» за счет внутренней конкуренции.
Кроме того, эти вытянутые полости внутри тела кроме дыхания были весьма эффективны в перераспределении массы тела у двуногих бегунов и в отведении тепла от мощных мышц. И, хотя о тонкой структуре строения по останкам возрастом 85 миллионов лет судить трудно, Серено обнаружил у своего подопечного мешки еще и под кожей, так что жертва могла смело сдаваться уже при одном только виде вздутого и даже немного пульсирующего грозного хищника.
