вторник, 20 октября 2009 г.

Мохнатые птерозавры

Птерозавры – первые крупные позвоночные, эволюционировавшие для полета. Эти высоко специализированные рептилии известны с позднего Триаса (примерно 220 млн лет назад) вплоть до конца мелового периода (65,5 миллионов лет). Где-то с завершением Юрского периода закончилось и время единоличного правления птерозавров в небе. Затем, на протяжении 85 млн лет, до своего полного исчезновения, они делили воздушную среду обитания с первыми птицами. Устоявшееся представление о рептилиях, как о чешуйчатых существах, привычно экстраполируется на птерозавров. Плюс, добавляется голая кожистая перепонка – крылья летающих ящеров. Но действительно ли они так выглядели? Палеонтологическая наука набирает все большее количество доказательств, что птерозавры, по крайней мере часть из их, не были «голыми», чешуйчатыми существами, а имели внешние покровы в виде власовидных структур, наподобие протоперьев теропод. И в нашем тысячелетии находки из Китая и Германии подтверждают этот факт.





Не вполне достоверная реконструкциия "голого" Рамфоринха в фильме "Прогулки с динозаврами"

Фантастическая сценка: птерозавры Анурогнаты (современная реконструкция), отгоняют синицу от кормушки.

Первое сообщение об обнаружении возможных покровных структур у птерозавров относится еще к 1831 году, когда немецкий палеонтолог Голдфуз (Goldfuss) описал их у примитивного птерозавра из поздней Юры Германии Скафогната (Scaphognathus).

Череп Скафогната и реконструкция его головы

Но эта идея была сразу же отвергнута современниками. Отпечатки власовидных структур ученые-оппоненты списали на особенности каменной породы, в которой были обнаружены останки птерозавра. Однако в нашем тысячелетии, с помощью современных методов исследования, палеонтологи подтвердили-таки правоту Голдфуза – Скафогнат действительно был покрыт «шерстью». И не он один! Работы других немецких ученых Вандерера (Wanderer) и Бройли (Broili) датированные началом прошлого столетия, описали власовидные структуры у Рамфоринхов (Rhamphorhynchus) и Птеродактилей (Pterodactylus). А в самом конце прошлого тысячелетия были найдены и описаны хорошо сохранившиеся экземпляры позднеюрских Германодактиля (Germanodactylus) с щетиной в области шеи, а также Птеродактиля (Pterodactylus kochi), сходно имевшего на шее плотные пучки изогнутых щетин.

Коллективный портрет "мохнатых" птерозавров из Германии. 1 - Rhamphorhynchus longicaudus; 2 - Rh. muensteri: a - самка, b - самец, c - ювенильный, d - рамфоринх кормится над поверхностью воды, e - поза посадки на вертикальную опору; 3 - Scaphognathus crassirostris (взрослый и ювенильный), 4 - Rh. gemmingi, 5 - Rh. longiceps, 6 - Rh. intermedius, 7 - Anurognathus ammoni. Это птерозавры мелкого и среднего размера с размахом крыльев колеблющемся от полуметра у Анурогната, до метра у Скафогната и почти двух метров у Рамфоринха (самого крупного представителя Rhamphorhynchus muensteri)

Германодактили. Размах крыльев - около метра

Реконструкция Птеродактиля с щетиной на шее. Птеродактили - род относительно небольших птерозавров. Размах крыльев у представителей наикрупнейшего вида Pterodactylus grandis был около 2,4 метра

«Мохнатые» виды птерозавров из поздней Юры были обнаружены и в Казахстане советскими учеными. Так, палеонтолог Анатолий Николаевич Рябинин известен на этом поприще открытием Батрахогната (Batrachognathus) – небольшого насекомоядного птерозавра из семейства Анурогнатов. Отличительной особенностью летающего ящера был широкий рот, которым он очевидно и хватал насекомых в полете. В вольном переводе с латыни его название может звучать как «лягушкоротый летун». Другой казахский птерозавр, имевший власовидные покровы – это Сордес (Sordes). Sordes pilosus можно перевести как “нечисть волосатая». Такое название ящеру дал открывший его палеонтолог Александр Григорьевич Шаров. Это существо было примерно того же размера, что и Батрахогнат. Длина черепа – 8 см, туловища – 9 см, хвост «грязнуля» имел довольно большой – его длина превышает длину черепа и туловища вместе взятых (22 см). Размах крыльев ящера Шаров оценивал в 70-76 см. Самой интересной особенностью Сордеса были хорошо сохранившиеся власовидные внешние покровы. Степень покрытия ими тела и их плотность были гораздо выше, чем у Скафогната и Рамфоринхов! Длинный «мех» (размер «волоса» - 6 мм) покрывал все тело Сордеса за исключением хвоста и, судя по изгибам отдельных волокон на отпечатке, был достаточно эластичным. Сордес считается первым бесспорным доказательством того, что птерозавры были «мохнаты».

Рекнструкция Батрахогната. Размах крыльев – 50-75 см

Останки одной из семи известных на сегодняшний день особи Сордеса

Сордес

В нашем тысячелетии немецкими палеонтологами Эбергардом Фреем (Eberhard Frey) с коллегами, описаны останки еще одного хорошо сохранившегося представителя Рамфоринхов (Rhamphorhynchus muensteri), имеющего пучки хорошо различимых власовидных структур в области голени. Длина структур составляет 2-4 мм.

Отпечаток Рамфоринха (Rhamphorynchus muensteri). Обведен фрагмент останков с сохранившейся щетиной

a. Обведенный фрагмент в приближении. Стрелка указвает на пучки щетинок на задней левой ноге, выше большеберцовой кости; b. Область перепонки на левой ноге. Стрелка указывает на отпечатки нитей соеденительной ткани между 1-м и 2-м пальцами стопы Рамфоринха. Масштабная полоска - 30 мм

Неполный, но хорошо сохранившийся скелет небольшого раннемелового птерозавра, к сожалению, неидентифицированного вида, был найден в китайской провинции Ляонин и описан палеонтологом Жун-Чангом Лю (Jun-Chang Lu). Останки включают как фрагменты скелета, так и отпечатки мягких тканей птерозавра – мышц голени, мембраны крыла, перепонки на задних лапах, а также пучки тонких, коротких, пухоподобных структур в области шеи. Эти пучки удалось обнаружить только при изучении останков с помощью сканирующей электронной микроскопии – длинна структур составляет лишь 4 мкм, а диаметр – 0,24 мкм.

Останки фрагметов птерозавра. Выделена область шеи, где китайскому палеонтологу удалось различить мелкие пучки «пуха». Масштабная полоска в выделенном фрагменте - 100 мкм

Еще более интересной находкой из Ляонина стал Джехолоптер (Jeholopterus ningchengensis). Этот раннемеловой птерозавр (время обитания 140-130 млн лет назад) найден и описан китайскими палеонтологами Ванг Ксяолином (Wang Xiaolin) с коллегами. Он имеет практически полный скелет и замечателен превосходно сохранившейся мембраной крыла, а также своим «мехом». Это была взрослая или почти взрослая особь с размером тела около 30-ти сантиметров и размахом крыльев до 90 см, что необычно много для семейства мелких анурогнатид, к которым Джехолоптер был отнесен. Как считают китайские ученые, на основе изучения особенностей строения и пропорций скелета, среди всех известных на сегодняшний день анурогнатид, Джехолоптер имеет наибольшее сходство с Денроринхом (Dendrorhynchus). Интересно, что первый является самым крупным из найденных представителей семейства, второй же напротив, самый мелкий (размах крыльев Дендроринха всего 40 см).

a. Отпечаток Дендроринха; b. Череп Дендроринха. Масштабная полоска - 20 мм

Череп Джехолоптера (который, стоит заметить, сохранился не полностью) был короткий, широкий и, возможно, высокий, длинной около 28 мм, с лягушкоподобной челюстью усаженной небольшими зубами-колышками. Хвост птерозавра, как считают китайские палеонтологи, был коротким. Когти на крыльях большие – в полтора раза длиннее когтей на задних конечностях. Подобно современным водоплавающим птицам, у Джехолоптера имелись перепонки между пальцами задних лап. Впрочем, как было показано на одной из иллюстраций выше, такая деталь анатомии была присуща и другим птерозаврам – Рамфоринхи, Птеродактили, Сордес, например, тоже имели перепончатые лапы. Обитал Джехолоптер неподалеку от воды и, судя по размеру когтей на передних лапах, умел хорошо лазать по скалам или деревьям. Его длинные крылья указывают на то, что этот птерозавр был хорошим летуном. Как и все анурогнатиды (Дендроринх, Батрахогнат, Анурогнат (Anurognathus)) Джехолоптер, очевидно питался насекомыми. Но меню его могла разнообразить также и иная не крупная живность, например, рыбы.

Джехолоптер

Другой вариант реконструкции Джехолоптера с пушистым хвостом

Темной аурой останков Джехолоптера является отпечаток его «меха». Короткие власовидные структуры густо покрывали все тело птерозавра и часть мембраны крыла. Судя по плотности завитков, «мех» Джехолоптера очевидно был даже более мягкий и эластичный, чем у Сордеса.

Останки Джехолоптера. Неправда ли, напоминают силуэт вампира?

Увеличеные фрагменты останков Джехолоптера с различимым "мехом" (слева на право, сверху вниз): пучки структур на правой части тела, более густые пучки структур на левой части тела, "мех" в области хвоста, перепонка между фалангами пальцев стопы

Но действительно ли останки, найденные китайскими палеонтологами, принадлежали взрослой особи? Итальянский палеонтолог Фабио Далла Векчиа (Fabio M. Dalla Vecchia), один из выдающихся экспертов в области птерозавров, подвергает это сомнению. Равно как и принадлежность Джехолоптера к анурогнатидам, известных представителей которых, к слову сказать, Векчиа считает возможным рассматривать не как отдельные рода и виды, а лишь как птенцов каких-то других, более крупных видов птерозавров. В таком ракурсе, наружные покровы Джехолоптера не «мех» взрослой особи, а скорее «щенячий пух». Так, например, у птерозавра Эудиморфодона (Eudimorphodon) следы власоподобных структур на сегодняшний день обнаружены только на останках молодой особи.

Эудиморфодон (на дереве). Размах крыльев - 75 см

Несмотря на то, что расхожим стало уже именовать наружные покровы птерозавров «мехом», необходимо отметить, что они значительно отличаются от того меха, который имеется у млекопитающих. Власовидные структуры Джехолоптера скорее походят на покровные структуры таких теропод, как Синозавроптерикс (Sinosauropteryx) и Бейпяозавр (Beipiaosaurus), хотя прямых доказательств их гомологии пока не существует.

На дендрограмме выделены те ветви филогенетического древа птерозавров, которые имеют подтвержденных ископаемыми останками, представителей с наружными покровами. Можно видеть, что «мохнатыми» были как примитивные птерозавры (верхняя часть древа), так и более «продвинутые» летающие ящеры (Птеродактили, Германодактили)

Зачем эти покровные структуры были нужны птерозаврам? Одним из объяснений может быть теплокровность летучих ящеров – «мех» просто помогал им сохранять тепло, так же как это происходит у современных животных. Другим объяснением является необходимость защиты тела, и крыльев в частности, от солнца. Птерозавры, единственные животные такого размера (некоторые имели размах крыльев более 10 м) за все историю земли, ведшие активный дневной образ жизни. Современные летучие мыши – ночные животные, некоторые виды крупных фруктовых мышей (размах крыльев наикрупнейших не превышает 1,5 м) бодрствуют и днем, но они избегают перелетов на длительные дистанции и в жаркие летние месяцы, предпочитают висеть на ветвях, под защитой гутой листвы. Птерозаврам же, для целей минимизации проблем с терморегуляцией при полноценном бодрствовании в светлое время суток, просто необходимо было иметь многослойную, сложно устроенную мембрану крыла с развитой сосудистой сетью, обеспечивающей кондиционирование, а также наружные покровы, способные защитить от попадания избыточного количества прямых и отраженных солнечных лучей (например, во время полетов над водой), и гарантировать доставку крови к голове одной и той же температуры.

Пернатая первоптица Археоптерикс на фоне стаи «мохнатых» птерозавров

Публикация-источник (2002)
Публикация-источник (2002)
Публикация-источник (2002)
Публикация-источник (2003)
Публикация-источник (2009)

1 комментарий:

  1. Даа.. чтобы летать в стратосфере нужна хорошая шуба. Хотя, лучше дубленка :)

    ОтветитьУдалить