Скелет мелового периода рассказал об эволюции птичьих плеч
Останки возрастом 127 миллионов лет показали, как эволюционировали птицы, сообщается в Proceedings of the National Academy of Sciences. У второго по древности представителя группы пигостилевых было необычное строение плечевого пояса — лопатка срослась с коракоидом; что может указывать на существование разных стилей полета еще на ранних этапах эволюции птиц.
Пигостилевые птицы появились в начале мелового периода, около 131 миллиона лет назад, и существуют до сих пор. Для них характерно наличие копчиковой кости (пигостиля), которую образуют несколько сросшихся хвостовых позвонков. У современных птиц к пигостилю крепятся рулевые перья, образующие хвост. У птицеподобных археоптериксов, живших 147 миллионов лет назад и занимавших промежуточное положение между птицами и рептилиями, хвост был похож на хвост рептилий — костистый и довольно длинный.
В новом исследовании палеонтологи из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук описали окаменелости скелета и перьев нового рода и вида, одной из древнейших пигостилевых птиц. Она обитала около 127 миллионов лет назад там, где сейчас находится восточная китайская провинция Хэбэй. Ученые назвали ископаемую птицу Jinguofortis perplexus. Родовое имя образовано от китайского слова «Jinguo» — «женщина-воин» и латинского «fortis» — смелый, а видовое образовано от латинского «perplexus» — «запутанный», «двусмысленный», и отражает смешение унаследованных от предков и новых анатомических признаков.
У древней птицы был клюв с мелкими зубами, подобно их родственникам динозаврам-тероподам. Авторы исследования оценили массу птицы, геометрию и площадь крыльев перплексуса, и пришли к выводу, что перплексусы были способны как к машущему, так и к парящему полету, и могли использовать восходящие потоки. Предположительно, J.perplexus обитали в лесистой местности и им приходилось много маневрировать между деревьями. Эта гипотеза подтверждается и наличием гастролитов в брюшной полости скелета. Они свидетельствуют о том, что перплексусы питались преимущественно растительной пищей.
Также у птицы было необычное строение плечевого пояса — кость лопатки срослась с вороньей костью или коракоидом, как у теропод. У современных птиц эти две кости не срастаются, а прикрепляются друг к другу. Интересно, что у археоптерикса коракоид и лопатка не срастались, поэтому ученые решили, что такое строение плечевого пояса не было базовым признаком птиц. В процессе эволюции анатомия плечевого пояса менялась, чтобы улучшить способность птиц к полету, и в конце концов скелет приобрел современный вид.
В прошлом году палеонтологи описали древнейших предков динозавров и птиц. Это были четвероногие животные, которые жили около 245 миллионов лет назад. В длину они были около трех метров, с длинной шеей и хвостом. Судя по строению зубов и челюстей они был хищниками.
В те времена здесь росли густые леса и жили теплолюбивые животные
В раннем эоцене на расположенном в канадской Арктике острове Элсмир жили родственники приматов. Палеонтологи обнаружили здесь ископаемые остатки двух неизвестных ранее видов из семейства Paromomyidae. Несмотря на то, что в те времена Элсмир отличался теплым климатом и был покрыт густыми лесами, выживать здесь зимой все равно было непросто из-за полярной ночи. Чтобы выжить в таких условиях, местные паромомииды в периоды долгой темноты переходили с кормления фруктами на семена и орехи. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала PLoS One. Остров Элсмир, расположенный в канадской части Арктики, трудно назвать гостеприимным местом. На протяжении нескольких зимних месяцев здесь царят полярная ночь и тридцатиградусные морозы — и даже коротким летом средняя температура воздуха лишь немного поднимается выше ноля. Неудивительно, что остров покрыт ледниками и тундрами. Однако в раннем эоцене, около пятидесяти миллионов лет назад, Элсмир выглядел совершенно иначе. Тогда на планете было в среднем на тринадцать градусов теплее, чем сегодня (ученые называют этот период раннеэоценовым климатическим оптимумом), благодаря чему на острове могли существовать густые заболоченные леса, населенные разнообразными теплолюбивыми животными, например, крокодилами из рода Allognathosuchus и родственниками тапиров Thuliadanta mayri. При этом географически остров располагался всего на несколько градусов южнее, чем в наши дни. Условия на раннеэоценовом Элсмире должны были хорошо подходить и для приматов, которые в те времена были широко распространены в Северной Америке, Евразии и Берингии. Однако до сих пор специалисты не находили здесь следов присутствия этих млекопитающих. На острове были обнаружены лишь остатки близких родственников приматов — плезиадапиформов из семейства Paromomyidae (вместе с настоящими приматами, шерстокрылами (Dermoptera) и некоторыми вымершими группами они составляют группу приматоморфов (Primatomorpha)). Однако даже эти находки никогда не были должным образом исследованы. Команда палеонтологов под руководством Кристофера Бирда (K. Christopher Beard) из Университета Канзаса решила разобраться, действительно ли на Элсмире в раннем эоцене жили приматы или представители родственных им групп. Для этого они подробно изучили остатки предполагаемых паромомиид, найденные в течение нескольких десятилетий на формации Маргарет, возраст которой оценивается в 52 миллиона лет. Сравнительный анализ зубов и фрагментов челюстей подтвердил, что эти млекопитающие действительно относились к семейству Paromomyidae. Исследователям даже удалось установить их родовую принадлежность. Оказалось, что элсмирские приматоморфы представляют два неизвестных ранее вида из рода Ignacius. Они получили названия I. mckennai и I. dawsonae. До сих пор ученым было известно четыре вида этого рода, которые населяли запад Северной Америки со среднего палеоцена по ранний эоцен. По словам авторов, I. mckennai и I. dawsonae — самые северные известные приматоморфы за исключением человека. I. mckennai и I. dawsonae состояли в сестринских отношениях и были самыми молодыми представителями рода (а их ближайшим родственником, в свою очередь, являлся I. graybullianus из раннего эоцена Вайоминга). Вероятно, их предок проник на территорию будущего Элсмира с территории Северной Америки в период время раннеэоценового климатического оптимума, а затем разделился по меньшей мере на два вида. Один из двух этих видов, I. mckennai, стал самым крупным представителем своего рода, увеличившись в четыре раза по сравнению с североамериканскими видами (впрочем, он все равно оставался относительно небольшим животным, сопоставимым по размеру с белкой). Некоторые другие североамериканские млекопитающие заселили раннеэоценовый Элсмир аналогичным путем. Несмотря на то, что в раннем эоцене на Элсмире было тепло, в течение нескольких месяцев здесь стояла полная темнота из-за полярной ночи. В эти периоды здесь было трудно найти пищу. По мнению Бирда его соавторов, I. mckennai и I. dawsonae на время полярной ночи переходили с фруктов и насекомых на альтернативные источники пищи, например, семена и орехи. На это указывает строение их челюстей, более приспособленных к поеданию твердых объектов, чем у игнациусов из континентальной Северной Америки. Результаты исследования демонстрируют, что когда в период раннеэоценового климатического оптимума Арктика сильно прогрелась, ее быстро заселили многие теплолюбивые животные. Тем не менее, далеко не все обитатели средних широт смогли проникнуть сюда. Например, среди многочисленных приматоморфов, обитавших тогда в Северной Америки, до Элсмира добрались только представители рода Ignacius. Вероятно, главным ограничительным фактором при колонизации Арктики в раннем эоцене была не температура воздуха, а сезонные изменения, связанные с наступлением полярной ночи. На раннеэоценовом Элсмире жили не только теплолюбивые млекопитающие, но и крупные нелетающие птицы из рода Gastornis. На это указывает найденная здесь фаланги пальца ноги одной из них.