До того, как у них развилась способность летать, двуногие динозавры, возможно, начали махать крыльями как пассивный эффект бега по земле, согласно новому исследованию Цзин-Шань Чжао из Университета Цинхуа, Пекин, и его коллеги.
Выводы, опубликованные в журнале PLOS Computational Biology, дают новое представление о происхождении птичьего полета, который стал предметом споров после открытия археоптерикса в 1861 году. В то время как планирующий тип полета, по-видимому, сформировался раньше в истории эволюции, появляется все больше свидетельств того, что активный машущий полет мог возникнуть без промежуточной фазы планирования.
Чтобы изучить этот ключевой момент в истории эволюции, Чжао и его коллеги изучили Caudipteryx, самого примитивного нелетающего динозавра, который, как известно, имел пернатые «протокрылья». Это двуногое животное должно было весить около 5 килограммов и бегать со скоростью до 8 метров в секунду.
Во-первых, исследователи использовали математический подход, называемый теорией модальной эффективной массы, для анализа механических эффектов бега на различные части тела каудиптерикса. Эти расчеты показали, что скорость бега от 2,5 до 5,8 метра в секунду создавала вынужденные вибрации, которые заставляли крылья динозавра взмахивать крыльями.
Эксперименты в реальном мире предоставили дополнительную поддержку этим расчетам. Ученые построили робота каудиптерикса в натуральную величину, который мог бегать с разной скоростью, и подтвердили, что бег вызывал взмахи крыльев. Они также снабдили молодого страуса искусственными крыльями и обнаружили, что бег действительно заставляет крылья махать, а более длинные и большие крылья обеспечивают большую подъемную силу.
«Наша работа показывает, что движение хлопающих пернатых крыльев развивалось пассивно и естественно, когда динозавр бежал по земле», - говорит Чжао. «Хотя это махающее движение не могло поднять динозавра в воздух в то время, движение хлопающих крыльев, возможно, развилось раньше, чем планирование».
Чжао говорит, что следующим шагом в этом исследовании будет анализ подъемной силы и толчка пернатых крыльев Caudipteryx во время пассивного взмахивания.