Ранние перья поставили вопрос о рождении полёта
Первые птицы обучились нормально летать далеко не за один дюжина миллионов лет. Перед завоеванием воздушного океана планеты у них был продолжительный период относительно скромных опытов с полётами, вряд ли уносившими птах дальше, чем на соседнюю ветку дерева.
Как всё это имело возможность смотреться, попытались определить английские ученые и Ирландии.
Полёт в том либо другом виде (как планирующий, при прыжке с высоты, так и деятельный) природа изобрела до птиц (примеры — птерозавры и кое-какие древние млекопитающие), равно как показались раньше и перья. Но как раз рождение птах (отделившихся от динозавров) и «обучение» их машущему полёту вызывают у исследователей громаднейшие споры.
В частности, систематично появляются работы, обосновывавшие один из двух механизмов происхождения полёта.
Первый: бег по земле с подскоками при преодолении препятствий, на протяжении которых существа, эволюционирующие из дино в птиц, махали передними конечностями, помогая себе продолжительнее удержаться в воздухе. Второй: прыжки с деревьев либо скал с планированием.
Крылья при таких условиях помогали замедлить падение, а машущий полёт с комплектом высоты появился у птиц позднее.
В качестве доводов спорщики из того либо иного лагеря применяют компьютерные модели, воспроизводящие биомеханику полёта у современных птиц и древних созданий, сравнение анатомии современных пернатых и первых птиц, сопоставление имеющихся информации об среде обитания и образе жизни тех и других. Но ясности до сих пор нет.
Род примитивных птиц конфуциусорнисов насчитывает пара видов и увлекателен тем, что это самая ранняя птица, владевшая клювом (челюсти более раннего археоптерикса ещё были аналогичны пасти динозавров) (иллюстрации Frederik Spindler, wikipedia.org).
Дабы пролить новый свет на данный занимательный вопрос, биолог Роберт Наддс (Robert Nudds) из университета Манчестера (University of Manchester) и палеонтолог Гарет Дайк (Gareth Dyke) из университетского колледжа Дублина (University College Dublin) подробно изучили окаменелости перьев двух старейших птиц: «первоптицы» археоптерикса (Archaeopteryx), показавшегося на Земле приблизительно 150-140 миллионов лет назад, и конфуциусорниса (Confuciusornis), жившего приблизительно 120 миллионов лет назад.
Сперва авторы изучения измерили длину первичных перьев и диаметр их стержней у пяти образцов конфуциусорниса, забранных из двух музеев в Германии. Потом они воспользовались существующими оценками массы данной птицы и внесли данные в уравнение Эйлера-Бернулли для расчёта поведения балки (в этом случае — базы пера) под нагрузкой.
Оказалось, что перья конфуциусорниса были весьма не хорошо приспособлены для активного полёта — при взмахах они должны были терять устойчивость и ломаться. Действительно, учёным до тех пор пока неизвестно — были ли стержни перьев первых птиц полыми, как у птах современных, либо целыми.
В случае если правильно первое — конфуциусорнис, согласно точки зрения двух исследователей, просто не мог рассчитывать на что-то более сложное, чем затяжной прыжок с высокой ветки вниз. В случае если база перьев была целой — деятельный полёт был вероятен, но на грани.
Кроме того при таких условиях прочность перьев (появлявшихся более узкими и не сильный, чем современные) была не через чур высока.
О том, что Confuciusornis, быть может, не был способен к машущему полёту, учёные говорили ещё недавно, по окончании сравнения скелета и анализа создания его со скелетами современных пернатых.
Но нельзя исключать, что легко техника полёта у ранних птиц была хорошей от нынешних птах и потому точку в разрешённом вопросе ставить через чур рано (фото Carnegie Museum of Natural History).
Для сравнения учёные выполнили подобный анализ перьев голубей, чаек и грифов. В случае если у доисторических птиц прочность пера была чуть ли не в два раза меньшей, чем нужная для предотвращения утраты устойчивости «балки» при машущем полёте, то у современных птиц данный параметр владел 13-кратным запасом. (Подробности анализа раскрывает статья в Science.)
Тот же способ Наддс и Дайк применили к окаменелостям перьев археоптерикса. И он также был нехорошим летуном, но, что страно, всё-таки более талантливым, чем живший позднее конфуциусорнис.
Это привело биологов к попутному вопросу: в то время, когда как раз линия птиц раскололась на ветви птах летающих и нелетающих?
Основное, но, машущий полёт. Роберт и Гарет приходят к выводу, что ранние птицы обзавелись перьями прежде всего с целью сохранения тепла и для красоты — привлечения особей противоположного пола.
Исследователи считают, что ранние птицы больше карабкались по деревьям, время от времени спрыгивая вниз и совершая наряду с этим планирующий полёт, в котором их не сильный крылья вряд ли имели возможность давать заметное количество тяги, но хотя бы удлиняли и стабилизировали прыжок. А вот полноценный полёт у птиц с сильными «ударами» крыльев о воздушное пространство должен был появиться значительно позднее, возможно, уже по окончании конфуциусорниса.
Для сопоставления параметров разных видов конфуциусорнисов, современных птах и археоптерикса авторы работы составили последовательность графиков, показывающих длины массы и соотношение тела маховых перьев, толщины стержней и веса птицы её перьев, изгибающего момента на конечностях и снова же геометрии перьев и без того потом (иллюстрации Robert L. Nudds, Gareth J. Dyke/Science).
Не все учёные разделяют взоры отечественных храбрецов. «Я согласен, что конфуциусорнис и археоптерикс были нехорошими летунами, — говорит Луис Чиаппе (Luis Chiappe) из музея естествознания Лос-Анджелеса (Natural History Museum of Los Angeles County). — Я не согласен, но, что эти птицы не могли летать, рукоплеща крыльями.» Он утвержает, что ископаемые стержни ранних птиц не хорошо сохранились и их тяжело измерить совершенно верно.
Филип Кьюрри (Philip Currie) из университета Альберты (University of Alberta) высказался в том же ключе: «Это самоё убедительное подтверждение того, что эти птицы не отлично ощущали себя в воздухе».
Но Филип кроме этого ставит под сомнение выводы о том, что ранние птахи были способны лишь на «пассивное» скольжение. Так как окаменелости таких птиц были отысканы в морских и озёрных отложениях. «Если бы эти птицы имели возможность лишь кидаться с деревьев, как они были так на большом растоянии от берега?» — вопрошает канадский палеонтолог.
Разумеется, картина их полёта и рождения птиц ещё испытывает недостаток в уточнении. Быть может, в этом деле учёным окажут помощь окаменелости перьев птиц, живших пара позднее археоптерикса и конфуциусорниса.
Наддс и Дайк именно собираются заняться данной работой, — додаёт PhysOrg.com. Увы, останки для того чтобы рода очень немногочисленны, что затрудняет анализ и сопоставление.
Однако расследование по делу птиц ещё рано вычислять завершённым.
