Вопрос, почему у некоторых динозавров были перья, в принципе ничем не отличается от вопроса, почему у рыб есть чешуя или почему у собак есть мех. Почему голый эпидермис любого животного должен иметь какое-либо покрытие (или, в случае человека, практически не покрывать вообще)? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны обратиться к более глубокой загадке: какое эволюционное преимущество перья давали динозаврам, чего нельзя было достичь с помощью меха, щетины или простой чешуи рептилий?
Большинство пернатых динозавров были тероподами
Однако прежде чем мы начнем, важно признать, что не у всех динозавров были перья. Подавляющее большинство пернатых динозавров были тероподами, широкой категорией, в которую входят хищники, тиранозавры, орнитомимиды и «динозавры», а также самые ранние динозавры, такие как Eoraptor и Herrerasaurus. Кроме того, не все тероподы были пернатыми: можно с уверенностью сказать, что у позднеюрского аллозавра была чешуйчатая кожа, как и у других крупных теропод, таких как спинозавр и тираннозавр рекс (хотя все большее число палеонтологов полагают, что вылупившиеся детеныши и молодые особи этих динозавров могли иметь чешуйчатую кожу). были восхитительно покрыты хохолком).
Тероподы были не единственными членами отряда заурисхических (“ящеричных”) динозавров: как ни странно, их ближайшими родственниками были гигантские, неуклюжие, слононогие зауроподы, которые по внешнему виду и поведению настолько отличались от теропод, насколько это вообще возможно! На сегодняшний день нет абсолютно никаких доказательств существования пернатых родственников брахиозавра или апатозавра, и такое открытие кажется крайне маловероятным. Причина связана с различным метаболизмом динозавров теропод и зауропод, о которых подробнее ниже.
В чем эволюционное преимущество перьев?
Экстраполируя пример с современными птицами, вы можете подумать, что основная цель перьев – поддерживать полет; перья удерживают небольшие воздушные карманы и обеспечивают решающий «подъем», позволяющий птице взлететь в воздух. Однако, судя по всему, использование перьев в полете – сугубо вторичное явление, одно из тех случайных явлений, которыми так известна эволюция. В первую очередь, функция перьев – обеспечивать изоляцию, как алюминиевый сайдинг дома или пенополиуритан, упакованный в его стропила.
И почему Вы спросите, а нужна ли животному изоляция? Что ж, в случае динозавров-теропод (и современных птиц) это потому, что они обладают эндотермическим (теплокровным) метаболизмом. Когда существо должно генерировать собственное тепло, ему нужен способ как можно более эффективно удерживать это тепло, и покрытие из перьев (или меха) – одно из решений, которое неоднократно одобрялось эволюцией.. В то время как у некоторых млекопитающих (например, у людей и слонов) нет меха, у всех птиц есть перья, и изолирующие свойства перьев демонстрируются не лучше, чем у нелетающих водных птиц, обитающих в холодном климате, например, у пингвинов.
Конечно, это поднимает вопрос, почему у аллозавров и других крупных динозавров-теропод не хватало перьев (или почему эти перья были только у молодых или вылупившихся птенцов). Это может иметь какое-то отношение к климатическим условиям в регионах, где жили эти динозавры, или к особенностям метаболизма крупных теропод; мы еще не знаем ответа. (Что касается причины, по которой у зауроподов не было перьев, то это потому, что они почти наверняка были хладнокровными и должны были эффективно поглощать и излучать тепло, чтобы регулировать внутреннюю температуру тела. Если бы они были покрыты перьями, они бы запекли себя изнутри. как картофель в микроволновке.)
Сексуальный отбор предпочитал перья динозавров
царство животных – длинные шеи зауроподов, треугольные пластины стегозавров и, возможно, яркие перья тероподных динозавров – никогда не следует сбрасывать со счетов силу полового отбора. Эволюция печально известна тем, что выявляла, казалось бы, случайные анатомические особенности и подвергала их сексуальному усилению: посмотрите на огромные носы самцов хоботковых обезьян, прямой результат того факта, что самки этого вида предпочитают спариваться с самцами с самым большим носом. >
После того, как изолирующие перья появились у тероподных динозавров, не было ничего, что могло бы помешать половому отбору взять верх и еще больше ускорить этот процесс. Пока что мы очень мало знаем о цвете перьев динозавров, но можно с уверенностью сказать, что некоторые виды носили ярко-зеленый, красный и оранжевый цвета, вероятно, в сексуальной диморфной манере (т. Е. Самцы были более ярко окрашены, чем самки или наоборот). У некоторых лысых тероподов, возможно, были пучки перьев в странных местах, например, на предплечьях или бедрах, что являлось еще одним сигналом сексуальной доступности, а некоторые ранние известные динозавры, такие как археоптерикс, были оснащены темными блестящими перьями.
А что насчет полета?
Наконец, мы подошли к поведению, которое большинство людей ассоциирует с перьями: полет. Мы все еще многого не знаем об эволюции тероподовых динозавров в птиц; этот процесс мог происходить несколько раз в течение мезозойской эры, и только последняя волна эволюции привела к появлению птиц, которых мы знаем сегодня. Практически ясно, что современные птицы произошли от маленьких, пугливых пернатых «динозавров» позднего мелового периода. Но как?
Есть две основные теории. Возможно, перья этих динозавров обеспечивали дополнительную подъемную силу, когда они преследовали добычу или убегали от более крупных хищников; естественный отбор благоприятствовал увеличению подъемной силы, и, наконец, одному счастливому динозавру удалось взлететь. В отличие от этой теории «с нуля», существует менее популярная теория «древесных растений», которая утверждает, что маленькие, живущие на деревьях динозавры эволюционировали с аэродинамическими перьями, перепрыгивая с ветки на ветку. Как бы то ни было, важный урок заключается в том, что полет был непреднамеренным побочным продуктом, а не предопределенной целью перьев динозавров!
Одно из нововведений в дискуссии о пернатых динозаврах. – открытие небольших пернатых орнитопод, питающихся растениями, таких как Tianyulong и Kulindadromeus. Может ли это означать, что орнитоподы, как и тероподы, обладали теплокровным обменом веществ? Возможно ли, по крайней мере, что птицы произошли от орнитопод, питающихся растениями, а не от хищников-мясоедов? Мы еще не знаем, но рассчитываем, что это будет активная область исследований, по крайней мере, в ближайшее десятилетие.
