Чем конфуциусорнис походил на птиц
Задолго до обнаружения отпечатков кожных покровов динозавров ученые подозревали, что у них могли быть перья. В 1998 году эта догадка подтвердилась: палеонтологи впервые описали пернатого динозавра — синозавроптерикса (Sinosauropteryx prima). С тех пор они обнаружили десятки оперенных динозавров и теперь уверены, что птицы — их прямые потомки. В книге «Как полетели динозавры: Ящеры-квадрокоптеры, обратные птицы и их потомки» («Альпина нон-фикшн») палеонтолог Андрей Журавлёв рассказывает, как динозавры появились и почему в конце концов стали птицами. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом о том, чем конфуциусорнис (Confuciusornis sanctus), обитавший на Земле в раннем меловом периоде, походил на современных птиц.
Археоптерикс был черен, как и анчиорнис, и его родственник цайхун (Caihong). Не выделялись яркими цветами и другие персонажи позднеюрской эпохи, скажем маммалиаформы. Казалось, каждому из них было легко подобрать «маленькое черное платье» (ну, или темно-бурое) и куда как труднее одеться Шахерезадой.
Причем все они, возможно, за исключением маммалиаформ, обладали четырехспектральным зрением, то есть различали волны красного, зеленого, синего и ультрафиолетового спектров. Догадаться об этом нетрудно. Во-первых, метод брекетинга, о котором уже говорилось (смотрите главу о пситтакозавре), помещает всех «птицединозавров» между крокодилами и птицами. Те и другие таким зрением обладают, поскольку в сетчатке у них имеется четыре класса клеток фоторецепторов — колбочек. Каждый из них несет свой белок опсин, восприимчивый к волнам определенной длины: длинным (500–570 нанометров), средним (480– 530 нанометров) и двум спектрам коротких (400–470 и 355–445 нанометров). Во-вторых, меланосомы «подсказали», что перьевой воротничок на шее у цайхуна переливался (иризировал), как у колибри, а хохолок на голове анчиорниса отливал багровыми тонами. Вот и границы видимого спектра обозначились: от области, примыкающей к ультрафиолету, до красной. (Конечно, у всех присутствовали и палочки, ответственные за сумеречное зрение.) Светофильтром, усиливающим цветовое восприятие, служат масляные капли, связанные с колбочками: в них растворены пигменты каротиноиды, которые не пропускают короткие волны спектра. Птицы дополнительно приобрели двойные колбочки — из главной и вспомогательной клеток; они определяют яркость и форму наблюдаемого объекта, а также улавливают его движение. Поскольку эта непростая, но замечательная оптика есть практически у всех птиц, досталась она им, вероятно, по наследству от динозавров.
Увы, полноцветную картину мы реконструировать не в состоянии. Многие пигменты очень нестойкие. Скажем, каротиноиды, благодаря которым красный фламинго и розовая чайка обрели свои броские названия, эти птицы получают через пищу — мелких рачков. Те тоже окрасились отнюдь не потому, что их сварили, а скушав одноклеточных вроде диатомовых. Последние этот краситель также заимствовали — сотни миллионов лет назад, когда их хищные предки поглотили настоящие красные водоросли… На фламинго и чайке эта цепочка замыкается, но по-разному. Розовая чайка, улетая с арктических морей куда-нибудь на северо-восток Якутии, чтобы свить гнездо, со временем бледнеет. А вот красный фламинго обзавелся особой железой, которая позволяет обновлять макияж — подкрашивать перья. Итог же один: даже искусно сделанные для музеев чучела этих птиц вскоре сереют и блекнут. Что уж говорить об ископаемых перышках.
Не лучше обстоят дела и с некоторыми собственными птичьими красками. Распадаются, к примеру, пситтакофульвины, названные так по имени своих цветастых хозяев — попугаев (от греч. yittakoz — «попугай» и лат. fulvus — «красножелтый»). Степень окисления такого пигмента, связанная с мутацией одного-единственного гена, предопределяет, где у попугая перья окрасятся зеленым, желтым, оранжевым или красным. Понятно, что и такое перо без обновления пигментов может изменить свой окрас и совсем обесцветиться.
И все же каждое новое поколение научной аппаратуры расцвечивает миры прошлого все ярче и ярче. Скажем, в высокоскоростном рентгеновском флюоресцентном синхротроне пучок лучей возбуждает электроны в атомах, застывших в ископаемом животном, и каждый элемент выделяет световую энергию определенного спектра. Так можно составить карту распределения элементов по всей поверхности бывшего тела и заметить, что медь, например, сосредоточена в остатках перьев. А этот металл входит в состав эумеланина, и пусть сами эумеланосомы не уцелели, на образце «проступает» прежний черный цвет. Для бактерий, разлагающих органическое вещество, медь — это яд. Поэтому, уничтожив все в ближайшей округе, ее атомы они оставили на прежнем месте.
Именно так и была раскрыта неравномерная окраска конфуциусорниса священного (Confuciusornis sanctus, от имени великого китайского мыслителя Конфуция, греч. orniz — «птица» и лат. sanctus — «священный»). Черно-белую окраску — с полосатыми ближними и совсем светлыми краевыми маховыми перьями — выявила разная концентрация меди в этих структурах (рис. 15.1).
Конфуциусорнис — представитель чжэхольской биоты, существовавшей в раннемеловую эпоху (около 125–120 миллионов лет назад) на северо-востоке нынешнего Китая. Была эта «птичка» настолько обычной, что сохранились тысячи ее экземпляров. Причем одни конфуциусорнисы выделялись заметными хвостовыми перьями, а у других хвост куцый, но пятнистая шейка и хохолок на затылке (рис. 15.2, 15.3).
У многих современных птиц самцы с особенно крупными и яркими пятнами и длинными хвостами являются наиболее востребованными претендентами на когтистую лапку и четырехкамерное сердце «дамы».
Если для пситтакозавров, тираннозавров и овирапторозавров внешние различия самок и самцов только предполагались, то у конфуциусорнисов они были налицо, точнее, на хвост. Именно у короткохвостых особей в трубчатых костях накапливалась сердцевинная ткань, необходимая для формирования известковой скорлупы. Реже (пока что в единственном случае) у подобных экземпляров сохраняются гроздья фолликул — своего рода защитных мешочков (от 3,5 до 5,8 миллиметра в диаметре), содержавших растущие яйцеклетки и запасы желтка для будущих зародышей. Иными словами, то были «курочки». И половой отбор развернулся у конфуциусорнисов во всей красе, повлияв в конце концов и на другие их особенности. Так, длиннохвостые самцы в среднем весили около 190 грамм, а самки «следили за фигурой» и стали на 15 грамм легче. Росли «петушки» тоже быстрее и отращивали более длинные крылья (может, отбирали корм у самок?). Поскольку в выборке на 116 «девчонок» приходилось 119 «ребят», конфуциусорнисы, видимо, связывали себя прочными узами брака — были моногамными. И благодаря длиннокрылости не только уверенно носили главное мужское достоинство (хвост — чтобы кто чего не подумал), но и облетали свою обширную территорию, защищая ее от посягательств других длиннохвостых и настырных особей.
Если это так, то белесые теперь перья вполне могли когда-то гореть яркими желто-красными пятнами, будучи прокрашены исчезнувшими пситтакофульвинами или каротиноидами. Токующий конфуциусорнис-самец, выбрав подходящую площадку среди красиво пожелтевших прошлогодних листиков гинкго и розовато-коричневых сдвоенных летучек схизолеписа, прогибался так, что длинные хвостовые выросты почти касались запрокинутой головки. А затем он разворачивал блестящие черные крылья с красочным узором. Если избранница оставалась довольна фигурно-цветовой композицией, она согласно ерошила свой искристый хохолок. Если же нет, гордо складывала перышки на затылке и по дорожке, вымощенной желтыми фестончатыми веерами и иголками, направлялась к другому демонстрационному стенду…
Так, может, крылья понадобились поначалу совсем не для полета в воздушном пространстве, но для полета воображения? Чего только не могла навоображать самка при виде окрыленного и яркого самца… В этом случае и полукрыльев было бы достаточно, а дальше, как говорится, само пойдет все выше и выше…
Кроме конфуциусорниса, раннемеловые леса расцвечивали и другие пернатые, а также рыжевато-пятнистые пситтакозавры, оранжево-полосатохвостый динозаврик синозавроптерикс, многоцветный крылатый каудиптерикс, крупный каштановый длиннокоготный бэйпяозавр, а возможно, и птерозавры (рис. 5.11, 12.1, 12.11). В отличие от юрских предшественников, все они перестали носить немаркие темные «одежды». Разнообразие меланосом и, как следствие, расцветок в меловом периоде возросло. Это явление было связано не только с половым отбором, но, вероятно, и с повышением темпа обмена веществ. А вот быстро остывавшим юрским динозаврам, «первоптицам» и маммалиаформам черный покров помогал быстрее нагреваться под лучами солнца. Обмен веществ на генном уровне тесно связан с окраской: сигнальный белок агути, отвечающий за пятнистость, сцеплен с рецептором меланокортина‑1, влияющим на формирование меланина. Эта связка и могла возникнуть у более активных меловых динозавров и птиц (даже маммалиаформ), причем независимо, так же как в ледниковом периоде она вновь проявила себя у неандертальцев и шерстистых мамонтов — тоже не близких родственников…
Конфуциусорнис гораздо больше походил на птиц, чем археоптерикс и тем более анчиорнис из предыдущей главы. Первым бросался в глаза (наверное) беззубый настоящий острый клюв, покрытый небольшим роговым чехлом (рис. 15.2). (Хотя динозавров этим тоже не удивишь и, наоборот, у меловых птиц, даже самых настоящих, зубы, бывало, прорезывались.) Выделялась эта часть скелета разве что каким-то странным треугольным, если смотреть в профиль, «подбородочным» выступом на беззубой зубной кости да слегка выпирающими и развернутыми вперед глазницами. С обратной стороны вместо гибкого хвоста появился широкий и крепкий пигостиль из сросшихся позвонков (рис. 15.2). Правда, основание этой части тела еще составляли семь подвижных элементов, а в слитной части пока что проглядывали зазоры — там, где были невральные дуги. Грудина разрослась и уплощилась, на ней наметился продольный килеподобный выступ, а спинные ребра объединились крючковидными отростками. Крестцовые позвонки слились в прочный широкий сложный крестец, и лобковая кость вытянулась параллельно седалищной, но не приобрела сжатую с боков форму. А большой и малый вертелы бедренной кости образовали единый гребень. Когти задних лап выглядели устрашающе, но ни один из них не выделялся размерами, как у хищных динозавров (рис. 15.4). Перьевой покров, за одним небольшим, но выразительным исключением (хвостовые выросты), был вполне птичьим — ну, почти, поскольку маховые перья тоже отличались какой-то необычной длиной.
Подробнее читайте:
Журавлев А. Как полетели динозавры: Ящеры-квадрокоптеры, обратные птицы
и их потомки / Андрей Журавлев. — М. : Альпина нон-фикшн, 2026. — 606 с. : ил.