Слово «динозавр» — это не всеобъемлющий термин для любого чешуйчатого доисторического гиганта. Существует своего рода заблуждение, что любое крупное вымершее существо было динозавром. На самом деле — это особая группа рептилий. Они существуют непрерывно более 200 миллионов лет. Их история включает в себя всё, что произошло от самого раннего общего предка птиц и нептичьих динозавров. К нептичьим динозаврам относятся такие знаковые существа, как трицератопс и тираннозавр. Появившись в триасовом периоде, они доминировали на планете в мезозойскую эру. Эта более поздняя эра — также известная как эра динозавров — продолжалась до конца мелового периода около 66 миллионов лет назад. Учёные подозревают, что именно тогда астероид уничтожил около 80 процентов всех живых организмов планеты.
Однако не все динозавры исчезли после этого удара. Некоторые птицы выжили. Они эволюционировали в более чем 11 000 видов «динозавров», которые сегодня обитают на Земле. Птицы впервые появились около 160 миллионов лет назад. Они произошли от небольших плотоядных динозавров, похожих на велоцираптора. Итак, если птицы произошли от динозавров, делает ли это их рептилиями? С точки зрения эволюции, да. Традиционно животных классифицировали только на основе их физических особенностей. В рамках этой системы птицы — теплокровные и покрытые перьями — были отделены от чешуйчатых, холоднокровных рептилий. Сегодня большинство исследователей вместо этого организуют классификацию живых существ по их эволюционным связям.
А новые открытия предлагают более глубокое понимание происхождения птиц. Это позволило исследователям проследить родословную птиц до их древних предков-динозавров. Некоторые отличительные черты современных птиц — например, перья — достались им от нептичьих динозавров. Между тем, некоторые черты отличают их от других рептилий – например, пигостиль. Эти сросшиеся позвоночники поддерживают перья хвоста птицы. Птицы — это динозавры в том же смысле, в каком летучие мыши — млекопитающие. Например, птерозавры являются близкими родственниками динозавров. Но эти две группы отделились друг от друга в триасовый период, более 235 миллионов лет назад. Между тем, морские рептилии, такие как мозазавры, плезиозавры и ихтиозавры, не являются близкими родственниками динозавров. Действительно, все настоящие динозавры жили на суше. Но некоторые, такие как спинозавр, могли обитать в древних водно-болотных угодьях и на отмелях. А диметродон — вообще не был рептилией. Этот дальний родственник предка млекопитающих жил примерно за 50 миллионов лет до первых динозавров.
За последние 150 лет или около того палеонтологи раскопали эту связь с помощью окаменелостей. Поначалу идея о том, что птицы — это динозавры, «взъерошила перья» всего научного сообщества. Но окаменелости помогли исследователям собрать воедино истинную картину происхождения птиц. За десятки миллионов лет динозавры развили головокружительное множество размеров, форм и адаптаций. Около 150 миллионов лет назад некое существо было выброшено в песок мелководья бывшего моря на территории современной Германии. Будучи размером с ворону, оно имело чёрные перья на крыльях, конечности которых заканчивались когтями, а ряды зубов заполняли его рот. Вскоре его тело полностью исчезло, погребённое под слоями ила и мелкого осадка. Этот сценарий может объяснить, как образовались некоторые окаменелости археоптерикса. Его находка в 1861 году помогло учёным впервые выявить и понять связь между птицами и динозаврами. Археоптерикс содержит много информации о том, как выглядел предок современных пернатых. Окаменелости явили миру животное с плоскими, асимметричными перьями крыльев, похожими на перья современных летающих птиц, которые улучшают подъёмную силу и устойчивость во время полёта. Но в отличие от современников, у археоптерикса были зубы, когтистые крылья и длинный костлявый хвост. Хотя в окаменелости археоптерикса была ещё одна ключевая подсказка — в отличие от других динозавров, обнаруженных в то время, у археоптерикса была вилочковая кость. У рептилий этой кости нет, а у современных птиц она есть. Из-за этого учёные того времени посчитали археоптерикса первой птицей.
Самые классические черты динозавров связаны с тем, как они двигались. Это животные, которые подтягивают конечности под своё тело — что привело к изменениям в бедренных костях и костях ног. Верхняя часть их бедренных костей поворачивается внутрь, чтобы прикрепиться к вертлужной впадине, а таз имеет уникальное отверстие, где крепится бедренная кость. У других доисторических рептилий не было этого отверстия в бедре. Эти черты давали динозаврам вертикальную осанку, когда их ноги располагались под телом, что позволяло им тратить меньше энергии при движении. Даже современные ящерицы, черепахи и крокодилы (ближайшие живые родственники динозавров) стоят в более разваленной позе. Эта тесная связь означает, что исследователи сегодня часто рассматривают крокодилов при изучении древних динозавров. Вместе с птерозаврами эти три группы принадлежат к древней линии рептилий, называемых архозаврами.
Такое расположение бёдер помогло древним существам занять разные ниши. Более мелким эта особенность позволила быстро убегать от хищников. Адаптация бедра даже помогала поддерживать огромную массу титанозавров — крупнейших наземных хищных животных, когда-либо живших. Некоторые из них могли достигать ошеломляющих 13 метров и весить 12 тонн. Ранее учёные давали более скромные характеристики, но новые методы расчётов с использованием мощных серверов, позволили по множеству выстраиваемых сечений уточнить эти цифры. Вот только было найдено мало костей именно таких гигантов – поэтому пока вычисление их настоящего взрослого размера остаётся под вопросом. У динозавров, слишком больших, чтобы убежать от опасности, эта уникальная структура бедра также помогала поддерживать их вес. Некоторые, такие как бронированные анкилозавры и вооружённые шипами стегозавры, были бы отягощены этой защитой.
Окаменелости бедренных костей не просто помогают исследователям определить, было ли животное динозавром, а также помогают объяснить, как сильно динозавры разошлись в эволюционном развитии. Эти существа делятся на две основные группы в зависимости от формы нижней части тазовой кости. У ящеротазовых представителей эта кость выступает вперёд. Но их ещё можно разделить на две меньшие подгруппы: плотоядные тероподы (например, тираннозавр рекс и дейноних) и длинношеие травоядные завроподы, такие как брахиозавр и диплодок. Однако знаменитый плащеносный динозавр трицератопс и стадные утконосые гадрозавры были орнитисхиями. Этот термин означает «птицетазовые». Он появился благодаря учёным 19 века, которые заметили, что перевёрнутая лобковая кость у этих обитателей мелового периода напоминает кости птиц. Дейноних формально не был птицей. Вместо этого он принадлежал к группе близкородственных динозавров, называемых дромеозаврами, но очень напоминал археоптерикса. Когда палеонтолог Джон Остром обнаружил его в 1960-х годах, это помогло возродить спор о том, являются ли птицы и динозавры родственниками.
Маленький динозавр сидел на ветке в лесу около 125 миллионов лет назад. Это место находилось на северо-востоке нынешнего Китая. Животное зевнуло. Длинные, переливающиеся черные перья на его руках и ногах приобрели вид четырёх (!) крыльев. Вдалеке рухнуло дерево, заставив динозавра подпрыгнуть. Растопырив руки и ноги, он спланировал на лесную подстилку, а затем нырнул в подлесок. Названный microraptor, этот динозавр размером с курицу был одним из многих пернатых динозавров, обнаруженных на северо-востоке Китая, начиная с 1990-х годов. Находки окаменелых останков этих существ имели решающее значение для понимания того, как динозавры эволюционировали в птиц — ведь исключительно сохранившиеся окаменелости этого вида имеют «полное оперение». Самый древний из найденных представителей – Sinosauropteryx имел только волосовидный пух. Найденный в 1996 году, этот небольшой плотоядный был первым найденным пернатым динозавром, который был тесно связан с птицами. Он предоставил доказательство того, что птицы унаследовали перья от предков динозавров. Эти ранние перья появились за миллионы лет до тех, которые использовались для полёта. Они могли помогать ранним динозаврам чувствовать окружающую среду, а со временем трансформировались таким образом, что помогли, в конечном итоге и птицам, сохранять тепло, привлекать партнёров и летать.
Когда Microraptor был впервые обнаружен, он был очень уникальной находкой — потому, что у этого динозавра были перья на перепончатых крыльях, растущие из его ног. Некоторые назвали их «штанами», что весьма забавно. Исследователи предположили, что четыре, получившиеся таким образом, крыла работали вместе, чтобы помочь существу планировать, как биплан. Палеонтологи вскоре начали находить эти «штаны» и у ранних птиц (дромеозавров и других близкородственных). Среди них были «Anchiornis» и «Xiaotingia», которые жили примерно за 10 миллионов лет до «Archaeopteryx». Одно время исследователи подозревали, что эти двое были одними из первых птиц. Однако более вероятно, что они просто близкие родственники предка настоящих птиц. Но самые ранние птицы в юрском периоде, вероятно, выглядели очень похоже.
Не так давно учёные исследовали перья крыльев 346 ныне живущих видов птиц и обнаружили последовательный набор «правил» для птиц, которые могли летать: у всех птиц, способных к активному полёту, было от девяти до 11 перьев. Эти самые внешние перья прикреплены к сросшимся костям рук птицы. Эти перья также асимметричны или неровные по форме. У современных птиц это помогает создавать подъёмную силу. Учёные обнаружили, что археоптерикс и микрораптор, похоже, были способны полноценно летать. Другие птицеподобные динозавры не умели — у анхиорниса (который когда-то претендовал на звание первой птицы) было около 20 основных перьев, что очевидно отличается от девяти-одиннадцати, которые можно наблюдать у летающих современных птиц. Хотя эта двадцатка также была расположена относительно симметрично. Но это очень большое (излишнее) количество перьев для полёта.
А в 2010 году исследователи Йельского университета объявили, что им удалось реконструировать красочное оперение пернатого динозавра «Anchiornis huxleyi». Они сделали это, изучив форму сохранившихся пигментсодержащих мешочков, называемых меланосомами. Результаты показали, что этот небольшой теропод мог иметь серое тело с черно-белыми крыльями. Он даже мог щеголять красновато-коричневым оперённым «ирокезом».
Очень редко находят динозавров, которые сохранились в своих жизненных позах. Но некоторые из найденных скелетов демонстрируют сложное поведение, например, высиживание яиц. «Jaculinykus» принадлежал к группе теропод, называемых альваресзавры. У этих небольших динозавров были длинные ноги и короткие руки, заканчивающиеся одним когтем. Почти полный скелет одного из них обнаружили во время экспедиции 2016 года в Монголии. Окаменелость представляла собой динозавра метровой длины, сохранившегося в позе, похожей на ту, в которой спят современные птицы. Первый такой спящий динозавр Мей Лонг (Mei long — спящий дракон) был найден в 2004 году. Останки принадлежали динозавру, ещё более тесно связанному с птицами, чем якулиникус. Эти доказывает, что, когда тероподы ведут себя таким образом, их позы действительно похожи на птичьи, что добавляет доказательств к тому, что птицы унаследовали это поведение от динозавров.
В прошлом такое поведение не считалось птичьим. В 1923 году палеонтологи нашли ещё одну разновидность монгольского динозавра, лежащего прямо над гнездом с яйцами. Тогда предположили, что клювоносый динозавр умер во время кражи яиц. Поэтому его назвали «Oviraptor», или «похититель яиц». Но в 1990-х годах исследователи начали находить его «родственников» в похожих позах. Это привело учёных к утверждению, что это, вероятно, были самки, высиживающие яйца. Такие результаты свидетельствуют о том, что некоторые древние животные использовали тепло своего тела, чтобы согревать яйца. Подобная родительская забота наблюдается у современных птиц, но не у других современных рептилий.
Черты, которые делают птиц уникальными, достались им от древних рептилий. Они помогли птицам стать одними из самых выносливых животных, когда-либо живших на Земле. Хотя люди привыкли думать, что динозавры вымерли и являются частью давней истории Земли, но на самом деле — это самая успешная группа наземных позвоночных на планете. Многие из птиц, которых мы знаем сегодня, появились вскоре после глобального вымирания большинства видов динозавров, после катастрофы 66 миллионов лет назад. Большинство современных групп птиц (а сегодня их существует более 11 000 видов) сформировались около 50 миллионов лет назад. Некоторые даже раньше. Подавляющее количество их них летают, а другие выработали другие способы для выживания. Например, эму, страусы, казуары и киви мчатся по лесам и лугам на сильных ногах, а пингвины (возраст которых около 62 миллиона лет) ныряют.
Учёные ввели термин «динозавр» в 1842 году. Тогда было известно всего несколько видов. А научное сообщество предполагало, что эти древние рептилии были неуклюжими, медлительными гигантами. С тех пор было обнаружено около 1000 нептичьих видов этой группы. И они представляют собой лишь часть всех когда-либо живших. Новые виды продолжают обнаруживаться каждый год. Теперь человечество знает, что все динозавры произошли от одной группы небольших, быстрых динозавров, которые жили в триасовый период, около 230 миллионов лет назад. А птицы на самом деле произошли от теропод с «ящеротазовыми» бёдрами. Разные виды позже независимо друг от друга развили обращённую назад перевёрнутую тазовую кость, которая позволила создать больше места для кишечника, чтобы переваривать огромное количество растений.
