Сегодня мы знаем, что скелеты ранних представителей родословной птиц – например, археоптерикса (наверху) – очень похожи на скелеты птицеподобных манирапторов вроде дейнониха (внизу). Археоптерикс – по сути, это мелкий облегченный дейноних
Происхождение птичьих признаков
Большое количество ископаемых проливает свет на эволюционные переходы, которые произошли у птиц и их близких родственников – резкий контраст с состоянием наших знаний до 1990-х гг. Сегодня у нас есть окаменелости, которые показывают, как глубокая, зубастая морда стала мелким беззубым клювом; как передние лапы и кисти стали длиннее и превратились в крылья; как лапа с тремя отдельными когтистыми пальцами превратилась в сросшуюся, поддерживающую перо конечность современных птиц; как нога, подходящая для бега, стала лучше подходить для сидения и хватания и как хвост укоротился и стал поддерживать широкий веер из перьев.
До 1990-х гг. считалось, что многие из признаков, свойственных птицам – например, перья, вилочковая кость, обширная пневматическая система и хватательная ступня, – появились одновременно с птицами. На самом деле ископаемые показывают, что птицы унаследовали некоторые из них, в том числе перья и вилочку, от более ранних динозавров. Между тем другие птичьи признаки, такие как беззубые челюсти и увеличенная грудина, появились в конце истории формирования птиц и не были типичными на начальном ее этапе. Фактически самые первые птицы – археоптерикс из поздней юры Германии, анхиорнис и сяотингия из поздней юры Китая – были очень похожи на дромеозаврид и других нептичьих манирапторов и почти наверняка вели очень похожий образ жизни.
Черепа многих древнейших птиц подобны черепам овирапторозавров, троодонтид и дромеозаврид. У них тупая, зубастая морда и зубы-колышки, свидетельствующие о всеядности. У других же были более острые зубы, предназначенные для хватания мелких животных. Только у более поздних и продвинутых птиц – веерохвостых – морда стала более плоской, легкой и похожей на то, что мы видим у птиц сегодня.
Большую часть своей эволюционной истории птицы имели зубы. Слева – длинночелюстной череп меловой ныряющей птицы гесперорниса. Вдоль краев челюстей у него шли острые конические зубы
Череп современной птицы – на рисунке справа череп выпи – беззубый и более крупный, чем у гесперорниса. Современные птицы также имеют гибкие зоны между основанием клюва и остальной частью черепа
Похоже, что клювовая ткань покрывала края верхней и нижней челюстей у всех птиц, но только с появлением веерохвостых можно говорить, что появился настоящий клюв. Ранние веерохвостые – например, ихтиорнис из позднего мела США – имели изогнутые зубы-лезвия без зазубрин, которые подходили для захвата рыбы, но затем зубы уменьшились в числе и размере, поскольку роговая клювовая ткань покрыла морду и челюсти. Часто говорится, что птицы утратили зубы для уменьшения веса, но это сомнительно, так как расчеты показывают, что зубы составляют крохотную и несущественную долю общего веса. Возможно, клювовая ткань заняла место зубов из-за своей универсальности: она растет на протяжении всей жизни, быстро меняет форму в зависимости от использования, в результате чего клюв быстрее реагирует на изменения, чем зубы. Клюв состоит из жесткого белка, который называется кератин. Он очень похож на белок, из которого состоят когти, чешуя и перья, и это куда более простой и «дешевый» материал, чем эмаль и дентин, из которых состоят зубы.
Еще одна особенность, характерная для современных птиц, – чрезвычайно большая грудная кость, или грудина. У многих современных летающих птиц грудина имеет форму лодки с длинным гребнем – килем, идущим по ее нижней поверхности. Это основное место прикрепления больших мышц, которые обеспечивают взмахи крыльев во время полета, поэтому гигантскую грудину часто считают важным признаком анатомии птиц. Крупная пластиноподобная грудина есть у дромеозаврид и ранних птиц, например у длиннохвостого джехолорниса и беззубого конфуциорниса. Все это подкрепляет гипотезу, что грудина была у птиц на протяжении всей их истории. Но если палеонтологическая летопись и учит чему-то, так это тому, что эволюция часто бывает непростой, а ее повороты бывает трудно предугадать.
Конфуциорнис – одна из древнейших найденных птиц, у которых был короткий хвост и не было зубов. Эти признаки сближают его с современными птицами. Однако, в отличие от них, у конфуциорниса были большие изогнутые когти на крыльях
