Почему современные птицы выжили, когда динозавры вымерли
Любая птица, которую вы когда-либо видели — каждый воробей, каждый голубь, каждый пингвин в зоопарке — это живой динозавр.
Птицы — единственная группа динозавров, пережившая массовое вымирание, вызванное астероидом 66 млн. лет назад. Но не все птицы, жившие в то время, выжили. Почему предки современных птиц выжили, в то время как многие их родственники погибли, — загадка, которую палеонтологи пытаются разгадать уже несколько десятилетий.
Новое исследование, проведенное под руководством Музея Филда в Чикаго, показало, что вымирание или выживание птиц после падения астероида 66 млн лет назад предопределил характер линьки. Те птицы, которые постепенно сбрасывали перья и заменяли их новыми, в основном выжили, а те кто резко менял оперенье вымерли, потому что в новых суровых условиях не смогли пережить те несколько недель, которые они раньше легко переживали и без перьев.
Перо за пером
Перья — один из ключевых признаков, присущих всем птицам. Они состоят из белка кератина — того же материала, что и наши ногти и волосы. Птицы используют перья для полета, плавания, маскировки, привлечения сородичей, сохранения тепла и защиты от солнечных лучей.
Но перо — это сложная структура, которую невозможно восстановить при повреждении, поэтому для поддержания их в хорошем состоянии птицы сбрасывают перья и выращивают новые в процессе так называемой линьки. Птенцы линяют, чтобы сбросить детские перья и отрастить взрослые. Взрослые птицы продолжают линять примерно раз в год.
Джинмай О'Коннор, помощник хранителя ископаемых рептилий в чикагском Музее Филда говорит: «Мы хотим узнать, как развивался этот процесс? Как он различался у разных групп птиц? И как это повлияло на эволюцию птиц, на выживаемость различных кладов?»
В работе, опубликованной в журнале Cretaceous Research, Джинмай О'Коннор и коллеги рассказывают об обнаружении перьев, сохранившихся в янтаре от птенца, жившего 99 млн. лет назад.
Альтрициальные и прекоциальные птицы
Современные детеныши птиц рождаются либо беспомощными, либо полностью сформированными и готовыми к самостоятельной жизни. Альтрициальные птицы (к альтрициальным видам относится, например, человек) появляются на свет голыми и беспомощными. Отсутствие у них перьев означает, что родители могут более эффективно передавать им тепло своего тела. Прекоциальные виды, напротив, рождаются с перьями и вполне самостоятельны.
Все птенцы проходят через последовательные линьки — периоды, когда они теряют перья и обрастают новыми, пока ни приобретают взрослое оперение. На линьку уходит много энергии, а потеря большого количества перьев сразу может затруднить сохранение тепла. Поэтому прекоциальные птенцы линяют медленно, чтобы сохранить постоянный запас перьев, а у альтрициальных птенцов, которые могут рассчитывать на пищу и тепло родителей, происходит «одновременная линька», когда все перья выпадают примерно в одно и то же время.
Перья, сохранившиеся в янтаре, являются первым точным ископаемым свидетельством линьки птенцов, и они показывают птенца, история жизни которого не похожа ни на одну из ныне живущих птиц.
«Этот экземпляр демонстрирует совершенно причудливое сочетание прекоциальных и альтрициальных характеристик», — говорит О'Коннор о перьях, найденных в янтаре. - «Все перья находятся на одной и той же стадии развития, что означает, что все перья начали расти одновременно или почти одновременно». Это бывает только у альтрициальных видов.
Но эта птица почти наверняка принадлежала к ныне вымершей группе энантиорнитинов, которые были в высшей степени прекоциальными. Значит, вероятно, энантиорнитины могли спокойно пережить одновременную линьку. Возможно, из-за теплового климата, такой экстремальный способ обновления перьев им не угрожал.
Почему одни птицы вымерли, а другие выжили
О'Коннор выдвигает следующую гипотезу: «Энантиорнитины были самой разнообразной группой птиц мелового периода, но они вымерли вместе со всеми остальными нептичьими динозаврами. Когда упал астероид, глобальная температура резко упала, а ресурсов стало не хватать, так что у этих птиц не только возросли бы потребности в энергии для поддержания тепла, но и не было ресурсов для их удовлетворения».
У современных взрослых птиц линька обычно происходит один раз в год, причем в течение нескольких недель они заменяют лишь несколько перьев. Таким образом птицы всегда сохраняют способность летать и добывать пищу. Одновременная линька у взрослых птиц, когда все маховые перья выпадают одновременно и отрастают в течение нескольких недель, встречается реже и, как правило, у водных птиц, таких как утки, которым не нужно летать, чтобы найти пищу и избежать хищников.
Основная гипотеза, высказанная учеными: выживание одних птиц и вымирание других после падения астероида зависело от характера линьки. Выжили птицы, которые линяли постепенно, все время оставаясь в нормальном состоянии, чтобы добывать пищу. А те птицы, которые сбрасывали сразу много перьев, вымерли, потому что условия стали более суровыми. Если до падения астероида они могли спокойно пережить свою линьку, то после падения им уже не хватало энергетических запасов дождаться пока отрастут перья.