В конце юрского периода, 150–147 млн лет назад, на Земле жили удивительные крылатые существа— археоптериксы. Они сочетали в себе черты динозавров и птиц, а потому стали вероятными претендентами на роль связующего звена между вымершими ящерами мезозойской эры и современными пернатыми. В этой статье мы расскажем о внешнем виде и анатомии археоптериксов, приведем самые распространенные теории об образе их жизни и постараемся определить их положение в биологической систематике.
Кто такой археоптерикс: биологическая классификация
Археоптерикс (Archaeopteryx) — это род вымерших птицеподобных динозавров, название которого происходит от древнегреческих слов «ἀρχαῖος» и «πτέρυξ», что в дословном переводе на русский язык означает «древнее крыло». В семейство археоптериксовых, помимо самих археоптериксов, некоторые палеонтологи включают род Wellnhoferia, описанный по единственному типовому образцу в 1988 году.
Согласно международной зоологической номенклатуре, все обнаруженные остатки археоптериксов, равно как и Wellnhoferia, принадлежат к одному и тому же виду — Archaeopteryx lithographica.(прим.ред.: его название указывает на сходство первых обнаруженных окаменелостей с литографским камнем — отшлифованным известняком, на который в XIX веке наносили изображения для печати литографий). Однако не все ученые согласны со столь ограниченной классификацией, и на основании ряда отличий выделяют и другие виды археоптериксов.
- A. siemensii — имели менее округлые и более примитивные когти.
- A. albersdoerferi — были лучше приспособлены к полету благодаря облегченной конструкции костей.
- A. bavarica — возможно, имели реберные хрящи и отличались утонченным строением черепа.
Как выглядел археоптерикс: перья, крылья и зубастый клюв
Археоптериксы относятся к кладе тероподных динозавров (прим.ред.: клада — это обширная группа родственных видов, включающая общего предка и всех его потомков). Подобно другим хищным двуногим тероподам, таким как широко известные тираннозавры (Tyrannosaurus) или велоцирапторы (Velociraptor), они имели крепкий и гибкий позвоночник. Ориентированные назад лобковые кости были хорошо приспособлены к бегу, но ограничивали способность к полету. Как и у большинства теропод, хвост археоптериксов был удлинен и состоял из множества костей.
При этом у археоптериксов были и птичьи признаки, которые отражали их переходную биологическую морфологию:
- широкие и скругленные к концам крылья, размах которых мог достигать 70 сантиметров;
- маховые и рулевые перья имели асимметричное строение, что придавало устойчивость при полете;
- сращенные ключицы образовывали вилочковую кость, отвечавшую за амортизацию при взмахе крыльев.
Отдельно остановимся на распространенном мифе об археоптериксах. Во многих ранних реконструкциях их изображают с клювом— таким же, как у современных птиц. В действительности же у них были вытянутые челюстные кости, покрытые кожей, а не роговым чехлом. Кроме того, у археоптериксов были небольшие, но весьма острые конические зубы. Это еще один характерный рептильный признак — очень похожее строение имеют зубы крокодилов.
В 2011 году, используя методы электронной микроскопии и рентгеноспектрального анализа, ученые смогли изучить меланосому из пера археоптерикса (прим.ред.: меланосома — это структурная часть клетки, которая отвечает за синтез и транспортировку пигмента меланина). Полученные данные они сравнили с 87 образцами, взятыми у различных видов современных птиц, и с вероятностью 95% смогли определить, что археоптерикс, хотя бы частично, имел черный окрас.
Размеры археоптерикса и сравнение с современными птицами
Общая длина тела археоптериксов варьировалась от 40 до 60 сантиметров, а масса составляла от 500 граммов до 1 килограмма. Почти идентичные размерные и весовые параметры имеют обыкновенные серые вороны (Corvus cornix), широко представленные в самых разных российских регионах. Похожие размеры также имеют канюки (Buteo buteo), кряквы (Anas platyrhynchos) и арктические кайры (Uria).
Важно отметить, что такое сравнение не совсем корректно, так как почти половину длины тела археоптериксов составлял их костяной хвост, исчезнувший у современных птиц в ходе эволюции. Если же проводить сравнение без учета хвоста, размеры археоптериксов скорее соответствовали бы дроздам-рябинникам (Turdus pilaris) и многоголосым пересмешникам (Mimus polyglottos).
Секреты полета: мог ли археоптерикс летать, как современные птицы
Большая площадь крыльев относительно размеров тела, асимметричность маховых перьев в сочетании с шириной хвостовых указывают на то, что археоптериксы могли создавать подъемную силу. Также исследователи отмечают и скругленную форму крыльев, позволявшую быстро маневрировать. Таким образом, археоптериксы были приспособлены к полету, однако палеонтологи до сих пор не пришли к единому мнению, был ли этот полет активным или исключительно планирующим. Чаще всего среди ограничивающих факторов приводятся следующие.
- У археоптериксов не было развитой грудной кости с выраженным килем — костным выростом, к которому крепятся мышцы у современных летающих птиц. Это говорит о том, что им было необходимо прилагать дополнительные усилия при маховом полете.
- Из-за плохо развитого строения плечевого сустава археоптериксы не могли поднимать крылья выше спины, что сокращало амплитуду взмахов и, как следствие, их эффективность.
- Рептильные тазовые кости и относительно массивный хвост снижали компактность тела археоптериксов, что негативно сказывалось на их аэродинамических свойствах.
Согласно компромиссной версии, археоптериксы были преимущественно планирующими животными и использовали крылья для корректировки траектории. Маховый полет, вероятно, был примитивным и не позволял перемещаться на большие расстояния. Однако его вполне могло хватать для того, чтобы оперативно скрыться от хищника или немного увеличить время планирования.
Где обитал археоптерикс
Исходя из мест нахождения останков, ареал обитания археоптериксов был ограничен южной частью современной территории Германии. В позднем юрском периоде Европа выглядела совсем не так, как сегодня. Она находилась ближе к экватору и представляла собой тропический архипелаг, расположенный в мелководных внутриконтинентальных морях. Род археоптериксов считается эндемичным. Это означает, что его представители жили в изолированной экосистеме и никогда не покидали ее пределов.
Чем питался археоптерикс и как охотился
Анализ черепа и зубов археоптериксов показал, что они были дневными хищниками, как и многие современные птицы. Из-за небольших размеров они могли охотиться исключительно на мелкую добычу. Их рацион включал многочисленных ящериц и лягушек, насекомых и даже млекопитающих, которые по размеру едва ли превосходили современных мышей. Нет никаких свидетельств того, что археоптериксы питались падалью или растениями.
Подробности процесса охоты археоптериксов остаются неизвестными, но, вероятно, они могли использовать комбинированную стратегию. Их задние лапы были хорошо приспособлены для бега, а хвост позволял резко менять направление движения, что говорит в пользу наземной охоты. Одновременно с этим цепкие задние лапы с изогнутыми когтями были хорошо приспособлены для лазания по деревьям. С высоты археоптериксам было проще замечать добычу, а затем планировать на ничего не подозревающую жертву.
При этом археоптериксам было важно самим не стать добычей. В их экологической нише доминировали рамфоринхи (Rhamphorhynchus) из отряда птерозавров (Pterosauria). Эти длиннохвостые существа были крупнее археоптериксов и, кроме того, имели превосходные способности к активному полету. Тем не менее, у ученых нет каких-либо свидетельств столкновений рамфоринхов и археоптериксов.
История открытия и сенсационные находки археоптерикса
Впервые археоптерикс был описан по единственному отпечатку пера, обнаруженному в 1861 году в ходе раскопок на юге Германии, в баварской общине Зольнхофен. Немецкий палеонтолог Герман фон Майер не смог отождествить образец с какими-либо известными на то время древними птицами и объявил об открытии нового вида — Archaeopteryx lithographica. В том же году на западе Баварии был найден первый неполный скелет археоптерикса. Чарльз Дарвин в четвертом издании книги «Происхождение видов» упоминал данный образец как доказательство того, что класс птиц сформировался в юрский период, а не в эоценовый (прим.ред.: эоцен длился 56–33,9 млн лет назад, а юрский — 201–143 млн лет назад), как считалось ранее.
Весьма занимательной выглядит история находки наиболее хорошо сохранившегося скелета археоптерикса. В 1874 или 1875 году его обнаружил простой баварский фермер Якоб Нимейер. Убедив местного трактирщика Йохана Дёрра в том, что это ценная окаменелость, он обменял скелет археоптерикса на корову. Дёрр, в свою очередь, продал экземпляр сыну врача Эрнсту Отто Хаберляйну. Неизвестно, как бы сложилась судьба фрагмента, если бы о нем не узнали представители крупных палеонтологических организаций. В результате скелет был приобретен Берлинским музеем естествознания и внес существенный вклад в изучение археоптериксов.
Научные споры: птица или динозавр?
Сразу после обнаружения первых ископаемых остатков в XIX веке род археоптериксов безоговорочно отнесли к классу птиц. Однако с появлением новых образцов ученые замечали все больше переходных черт и предполагали, что археоптериксы — это все еще динозавры, прямые предки современных птиц. Выдвигались и более радикальные гипотезы, согласно которым археоптериксы эволюционно связаны с птицами не больше, чем любые другие группы динозавров.
У многих возникает резонный вопрос, почему предками птиц считают именно археоптериксов, а не птерозавров, которые летали значительно лучше. Птерозавры — это отдельный отряд летающих динозавров, которые по строению скелета были ближе к рептилиям. Кроме того, кожу птерозавров покрывали пикнофибры — волосяные нитевидные структуры — тогда как перья археоптериксов почти ничем не отличались от современных птичьих.
Современная палеонтология также не имеет однозначного ответа на вопрос, относится ли археоптерикс к примитивным птицам или динозаврам. В конце XX века было распространено мнение о том, что археоптериксы относятся к семейству дромеозаврид (Dromaeosauridae), в которое также входят оперенные велоцирапторы. В 2010-х годах этой теме было посвящено сразу несколько филогенетических исследований, согласно которым археоптериксы имеют более тесную эволюционную связь с птицами, нежели с дромеозавридами. В международной биологической классификации закрепилась компромиссная версия, определяющая археоптериксов как род птицеподобных динозавров.
Почему археоптерикс исчез с лица Земли
У ученых нет точного ответа на вопрос, почему исчезли археоптериксы. Скорее всего, это исчезновение не связано с каким-либо массовым вымиранием, и археоптериксов попросту вытеснили более продвинутые птицы, сосуществование с которыми было осложнено прямой конкуренцией за экологическую нишу. Еще один важный фактор, который мог повлиять на исчезновение археоптериксов, — это узкая специализация. Будучи островными эндемиками, археоптериксы обитали в небольшом тропическом ареале, что ограничивало возможности для естественного эволюционного развития. Даже небольшие изменения климата или геологической формации могли полностью преобразить привычную среду обитания, к чему археоптериксы оказались не приспособлены.
Археоптерикс в культуре и искусстве
Конечно, археоптерикс не так знаменит, как многие другие динозавры, но он всё же время от времени появляется в массовой культуре. Например, в анимационном сериале «Поезд динозавров» 2009–2020 годов он является одним из существ, которое встречают герои во время своего путешествия. Археоптерикс достаточно гротескно изображен в комедийном мультфильме «Ледниковый период 3» 2009 года. Кроме того, археоптерикс представлен в видеоигре «ARK: Survival Evolved», хотя его изображение в ней существенно отличается от реальности.
Археоптерикс в вопросах и ответах
Когда жил археоптерикс?
Археоптерикс жил в конце юрского периода, 150–147 млн лет назад.
Был ли археоптерикс настоящей птицей?
Археоптерикс считается переходным звеном между динозаврами и птицами.
Какого размера был археоптерикс?
Археоптериксы имели длину тела от 40 до 60 сантиметров, почти половина которой приходилась на хвост.
Чем он питался?
Археоптерикс охотился на мелкую добычу: рептилий, насекомых и ранних млекопитающих.
Мог ли археоптерикс долго летать?
Ученые не уверены в том, что у археоптерикса была способность к активному полету. Скорее всего, он мог преодолевать совсем небольшие расстояния по воздуху.
Где нашли первые останки археоптерикса?
Первые останки археоптерикса нашли на юге Германии, в регионе Бавария.
Почему он считается переходным звеном между динозаврами и птицами?
По строению таза, позвоночника и хвоста археоптериксы были ближе к тероподным динозаврам, а асимметричные перья, широкие крылья и вилочковые кости роднят их с птицами.
Были ли у археоптерикса зубы?
Да, у археоптерикса были небольшие острые зубы, расположенные по краям челюстей.
Как выглядели его перья?
Перья археоптерикса имели асимметричное строение и были очень похожи на перья современных птиц.
Мог ли он бегать по земле?
Да, строение скелета позволяло археоптериксу уверенно бегать по земле.
Жил ли археоптерикс стаями?
Из-за небольшого количества и обособленности ископаемых свидетельств ученые не могут сделать вывод о социальных взаимодействиях археоптериксов.
Есть ли у археоптерикса современные потомки?
Скорее всего, археоптериксы — это тупиковая ветвь эволюции, в которой отразились переходные черты. Однако современные птицы и археоптериксы имеют общего предка, который появился в начале юрского периода.
Почему находки археоптериксов так редки?
Археоптериксов находят редко из-за их малых размеров и хрупкости скелета. В известняках на юге Германии были созданы подходящие условия для консервации скелетов, что стало большой удачей для палеонтологов.
Сколько экземпляров археоптерикса нашли ученые?
Ученые нашли 11 экземпляров археоптериксов, некоторые из которых являются спорными.
Можно ли увидеть археоптерикса в музее сегодня?
Да, скелеты археоптериксов выставлены в нескольких музеях Германии, а также в Музее естественной истории в Лондоне.
***
С момента первых находок до наших дней ученые так и не смогли однозначно отнести археоптериксов к динозаврам или птицам. Зато эти существа стали ярким свидетельством важного принципа эволюции, согласно которому природа не совершает резких скачков, а плавно и экспериментально создает новые формы. Современные палеонтологи с надеждой ждут обнаружения новых образцов, которые помогут реконструировать жизнь археоптериксов и точнее определить их место на эволюционных ветвях.
Автор текста Иван Стефанов
Изображение на обложке: Ai-generated
