Тиран и воробей

Что общего между воробьем и тираннозавром? Эволюционно кое-что общее между ними, конечно, есть, кроме того, что и те и другие относятся к царству животных и типу хордовых, ответят те, кто следит за новостями палеонтологии и наслышан о приобретающей все большую популярность гипотезе, что далекими эволюционными предками современных птиц были хищные тераподные динозавры (к которым относится и главный герой «Парка юрского периода»).

Но какие эволюционные механизмы стоят за постепенным превращением гигантских агрессивных тварей, размером с большой автобус и массой восемь тонн, в безобидных крошечных пернатых, чей вес не достигает и сорока грамм?

Несмотря на все различия между воробьем и тираннозавром, палеонтологи все больше укрепляются во мнении, что на самом деле они даже более близкие родственники, чем считалось.

Так, два сотрудника Гарвардского университета, скрупулезно изучившие с помощью компьютерной томографии и математических моделей десятки черепов тераподов и птиц и опубликовавшие результаты своего исследования в Nature, обнаружили поразительное анатомическое сходство в строение черепных костей птиц и черепных костей молодых динозавров, еще не достигших половозрелой стадии развития. Иначе говоря, современные птицы — это действительно живые динозавры, только остановившиеся в своем развитии, — явление, известное как гетерохрония, когда темпы развития органов у потомков животных начинают отличаться от темпов развития органов у их прямых эволюционных предков.

По всей видимости, в случае с динозаврами и птицами мы имеем дело с частным случаем гетерохронии — эволюционным педоморфизмом (от греч. pais — ребенок, и morphe — образ), или уподоблением взрослой особи личиночной, а также, в свою очередь, частным случаем педоморфизма — неотенией, когда на неполовозрелой стадии развития организма происходит достижение половой зрелости.

Классическим и общеизвестным примером неотении, когда конечная стадия развития выпадает, является, например, аксолотль — личинка некоторых видов амбистом, которая достигает половой зрелости и становится способной к размножению, не превратившись во взрослую форму.

Теперь, по всей видимости, список примеров неотении пополнят птицы и динозавры: вместо нескольких лет, необходимых динозаврам для достижения половой зрелости, у современных птиц этот период составляет от силы несколько месяцев, при этом птицы сохраняют физические и анатомические характеристики детенышей динозавров, например большие глазницы и большой объем черепной коробки.

То есть классические признаки педоморфизма у позвоночных, прекрасно знакомые, например, поклонникам японских аниме и манги, где степень привлекательности героя или героини часто зависит от их ювенильности — больших глаз, грацильных черт лица и хрупкого телосложения.

«Как бы переводя назад биологические часы онтогенеза, природа пришла к варианту современных птиц — нового и чрезвычайно успешного класса позвоночных, насчитывающего 10 тысяч видов», — комментирует публикацию в Nature Архат Абжанов, ассоциированный профессор Гарварда и один из авторов статьи.

«Изучая ископаемые отпечатки скелетов, яиц и мягких тканей птицеподобных динозавров и первых примитивных птиц, мы выяснили, что современные пернатые — это, по сути, живые тераподы, разновидность хищных динозавров, к которым, например, относился и велоцираптор — хищный двуногий динозавр, живший в позднем меловом периоде 83–70 млн лет назад.

Это исследование — прекрасная демонстрация той роли, которую играют в эволюции и появлении новых видов изменения в темпах развития организма, закрепляемые естественным отбором»,

— считает другой автор статьи — Марк Норелл, руководящий отделением палеонтологии Американского музея естественной истории.

С помощью КТ-сканов палеонтологи составили реестр ключевых точек черепной анатомии тераподов и современных птиц и проследили, как она эволюционировала на протяжении десятков и сотен миллионов лет, начиная с архозавров — предков как современных крокодилов и аллигаторов, так и пернатых. К своему удивлению, они обнаружили, что эта эволюция представляет собой не что иное, как гетерохронию признаков:

если черепная морфология динозавров претерпевала существенные изменения по мере взросления особей, то у молодых и взрослых птиц она остается на удивление одинаковой и поразительно напоминающей морфологию черепов у динозавров, не достигших половой зрелости.

«Анализируя эти данные, мы намного лучше стали понимать, какие эволюционные отношения связывают птиц и динозавров и какие механизмы стоят за этой эволюцией. Сейчас, глядя на птиц, мы, например, можем уже уверенно сказать, что перед нами молодые динозавры. Живые взрослые организмы, особенно высокоразвитые, часто воспринимаются нами статично, но это неправильно: различные стадии развития организма могут послужить основой для развития новой разновидности живых существ», — резюмирует ведущий автор статьи Бхарт-Анжан Бхуллар, аспирант профессора Абжанова.