Почему у динозавров были перья?

Вопрос о том, почему у некоторых динозавров были перья, в принципе ничем не отличается от вопроса о том, почему у рыб есть чешуя или почему у собак есть мех. Почему голый эпидермис любого животного должен иметь какое-либо покрытие (или, в случае человека, вообще практически не иметь покрытия)? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны решить более глубокую загадку: какие эволюционные преимущества давали динозаврам перья, которых нельзя было добиться с помощью меха, щетинок или простой рептильной чешуи?

Большинство пернатых динозавров были тероподами

Однако прежде чем мы начнем, важно признать, что не у всех динозавров были перья. Подавляющее большинство пернатых динозавров были тероподами, широкой категорией, в которую входят хищники, тираннозавры, орнитомимиды и «диноптицы», а также самые ранние динозавры, такие как эораптор и герреразавр. Более того, не все тероподы были пернатыми: вполне вероятно, что у позднеюрского аллозавра была чешуйчатая кожа, как и у других крупных тероподов, таких как спинозавр и тираннозавр рекс (хотя все большее число палеонтологов полагают, что детеныши и молодые особи этих динозавров могли иметь чешуйчатую кожу). был очаровательно хохлатый).

Тероподы были не единственными представителями отряда ящеротазовых динозавров: как ни странно, их ближайшими родственниками были гигантские, неуклюжие зауроподы со слоновыми ногами, которые по внешнему виду и поведению настолько же отличались от теропод, насколько вы можете получить! На сегодняшний день нет абсолютно никаких доказательств наличия каких-либо пернатых родственников брахиозавра или апатозавра, и такое открытие кажется крайне маловероятным. Причина связана с разным метаболизмом динозавров-тероподов и зауроподов, о чем подробнее ниже.

В чем эволюционное преимущество перьев?

Экстраполируя пример современных птиц, вы можете подумать, что основная цель перьев — поддерживать полет; перья улавливают небольшие карманы воздуха и обеспечивают решающую «подъемную силу», которая позволяет птице парить в воздухе. Однако, судя по всему, использование перьев в полете является сугубо вторичным, одно из тех случайных явлений, которыми так славится эволюция. Прежде всего, функция перьев заключается в обеспечении изоляции, точно так же, как алюминиевый сайдинг дома или пенополиуретан, упакованный в его стропила.

А зачем животному утепление, спросите вы? Что ж, в случае динозавров-теропод (и современных птиц) это потому, что они обладают эндотермическим (теплокровным) метаболизмом. Когда существо должно генерировать собственное тепло, ему нужен способ как можно более эффективно удерживать это тепло, и пальто из перьев (или меха) — это одно из решений, которое неоднократно использовалось эволюцией. В то время как у некоторых млекопитающих (таких как люди и слоны) нет меха, у всех птиц есть перья, и изолирующие свойства перьев продемонстрированы не лучше, чем у нелетающих водных птиц, населяющих холодный климат, например у пингвинов.

Конечно, это поднимает вопрос, почему у аллозавров и других крупных динозавров-теропод не было перьев (или почему эти перья присутствовали только у молодых особей или детенышей). Это может быть как-то связано с климатическими условиями в регионах, где жили эти динозавры, или с особенностями метаболизма крупных теропод; мы еще не знаем ответа. (Что касается причины, по которой у зауроподов не было перьев, то это потому, что они почти наверняка были хладнокровными, и им нужно было эффективно поглощать и излучать тепло, чтобы регулировать внутреннюю температуру тела. Если бы они были покрыты перьями, они бы запеклись изнутри. как картошка в микроволновке.)

Половой отбор благоприятствовал перьям динозавров

Когда дело доходит до загадочных особенностей животного мира — длинных шей зауроподов, треугольных пластин стегозавров и, возможно, ярких перьев тероподовых динозавров, — никогда не следует сбрасывать со счетов силу полового отбора. Эволюция печально известна тем, что выделяет, казалось бы, случайные анатомические особенности и доводит их до сексуального возбуждения: примером могут служить огромные носы самцов хоботных обезьян, являющиеся прямым результатом того факта, что самки этого вида предпочитают спариваться с самцами с самым большим носом.

После того, как у тероподовых динозавров развились изолирующие перья, уже ничто не могло помешать половому отбору возобладать и привести к дальнейшему развитию этого процесса. Пока что мы очень мало знаем о цвете перьев динозавров, но можно с уверенностью сказать, что некоторые виды были ярко-зелеными, красными и оранжевыми, вероятно, в результате полового диморфизма (то есть самцы были окрашены ярче, чем самки или самки). наоборот). У некоторых лысых теропод могут быть пучки перьев в необычных местах, например, на предплечьях или бедрах, что является еще одним средством сигнализации о сексуальной доступности, а некоторые ранние известные птицы-динозавры, такие как археоптерикс, были оснащены темными блестящими перьями.

Что насчет полета?

Наконец, мы подошли к поведению, которое у большинства людей ассоциируется с перьями: полету. Мы еще многого не знаем об эволюции тероподовых динозавров в птиц; этот процесс мог происходить несколько раз в течение мезозойской эры, и только последняя эволюционная волна привела к появлению птиц, которых мы знаем сегодня. Это почти открытый случай, когда современные птицы произошли от маленьких, юрких, пернатых «птиц-динозавров» позднего мелового периода. Но как?

Есть две основные теории. Возможно, перья этих динозавров обеспечивали дополнительную подъемную силу, когда они преследовали добычу или убегали от более крупных хищников; естественный отбор благоприятствовал увеличению подъемной силы, и, наконец, одному удачливому динозавру удалось взлететь. В отличие от этой «земной» теории, существует менее популярная «древесная» теория, которая утверждает, что маленькие динозавры, живущие на деревьях, развили аэродинамические перья, прыгая с ветки на ветку. Как бы то ни было, важный урок заключается в том, что полет был непреднамеренным побочным продуктом, а не предопределенной целью перьев динозавров!

Одним из новых событий в дискуссиях о пернатых динозаврах стало открытие маленьких пернатых травоядных орнитопод, таких как Тяньюлонг и Кулиндадромеус.Может ли это означать, что орнитоподы, как и тероподы, обладали теплокровным метаболизмом? Возможно ли, по крайней мере, что птицы произошли от растительноядных орнитопод, а не от хищников, питающихся мясом? Мы еще не знаем, но рассчитываем, что это будет активная область исследований, по крайней мере, в следующем десятилетии.