Вопрос о том, был ли позднеюрский динозавр-птица археоптерикс искусно оперенным наземным обитателем, планером или активным летуном, интересовал палеонтологов на протяжении десятилетий. Ценная новая информация, полученная с помощью современного синхротронного микротомографа в ESRF, Европейском синхротроне (Гренобль, Франция), позволила международной группе ученых ответить на этот вопрос в Nature Communications. Кости крыльев археоптерикса были сформированы для случайного активного полета, но не для продвинутого стиля полета, которым овладели современные птицы.
Был ли археоптерикс летать, и если да, то как? Хотя общеизвестно, что современные птицы произошли от вымерших динозавров, многие вопросы об их ранней эволюции и развитии птичьего полета остаются без ответа. Традиционные методы исследования до сих пор не могут ответить на вопрос, летал ли археоптерикс или нет. Использование синхротронной микротомографии на линии луча ID19 ESRF для исследования окаменелостей археоптерикса, международная группа ученых из ESRF, Университета Палацкого, Чешская Республика, CNRS и Университета Сорбонны, Франция, Университета Упсалы, Швеция, и Bürgermeister-Müller-Museum Solnhofen, Германия, пролить новый свет на эту самую раннюю из птиц.
Реконструкция поведения вымерших представляет собой серьезную проблему для палеонтологов, особенно когда речь идет о загадочных животных, таких как знаменитый археоптерикс из позднеюрских отложений юго-восточной Германии, который считается старейшим потенциально свободнолетающим динозавром. Этот хорошо сохранившийся ископаемый таксон демонстрирует мозаичную анатомию, иллюстрирующую тесные родственные связи между вымершими хищными динозаврами и современными динозаврами: птицами. Большинство современных птичьих скелетов приспособлены для полета с двигателем, но многие из их характерных приспособлений, особенно плечо, отсутствуют в баварских окаменелостях археоптерикса. Хотя его оперенные крылья напоминают крылья современных птиц, летающих над головой каждый день, примитивная структура плеч несовместима с современным циклом взмахов крыльев птиц.
«Архитектура поперечного сечения костей конечностей находится под сильным влиянием эволюционной адаптации к оптимальной прочности при минимальной массе и функциональной адаптации к силам, испытываемым в течение жизни», - объясняет профессор Хорхе Кубо из Сорбоннского университета в Париже. «Статистически сравнивая кости живых животных, которые проявляют наблюдаемые привычки, с костями загадочных окаменелостей, можно внести новую информацию в старую дискуссию», - говорит старший автор доктор Софи Санчес из Упсальского университета, Швеция.
Скелеты археоптерикса сохранились в известняковых плитах и на них, что раскрывает лишь часть их морфологии. Поскольку эти окаменелости являются одними из самых ценных в мире, инвазивное зондирование для выявления скрытых или внутренних структур крайне не рекомендуется.«К счастью, сегодня больше нет необходимости повреждать драгоценные окаменелости», - говорит доктор Пол Тафоро, исследователь ESRF. «Исключительная чувствительность методов рентгеновской визуализации для исследования крупных образцов, доступных в ESRF, обеспечивает безвредное микроскопическое исследование ископаемых костей и позволяет создавать виртуальные 3D-реконструкции исключительного качества. синхротронный источник и совершенно новый канал луча, предназначенный для томографии. Эти разработки обещают в будущем дать еще лучшие результаты на гораздо более крупных образцах».
Данные сканирования неожиданно показали, что кости крыльев археоптерикса, в отличие от его плечевого пояса, имеют общие важные адаптации с костями современных летающих птиц. «Мы сосредоточились на средней части костей руки, потому что знали, что эти участки содержат четкие сигналы, связанные с полетом у птиц», - говорит доктор Эммануэль де Маржери, CNRS, Франция.«Мы сразу заметили, что костные стенки археоптерикса были намного тоньше, чем у земных динозавров, но очень похожи на кости обычных птиц», - продолжает ведущий автор Деннис Воетен из ESRF. «Кроме того, анализ данных показал, что кости археоптерикса наиболее близки к костям птиц, таких как фазаны, которые иногда используют активный полет для преодоления барьеров или уклонения от хищников, но не к костям планирующих и парящих форм, таких как многие хищные птицы и некоторые морские птицы. оптимизирован для длительных полетов."
«Мы знаем, что регион вокруг Зольнхофена на юго-востоке Германии был тропическим архипелагом, и такая среда кажется очень подходящей для прыжков с острова или побега», - отмечает доктор Мартин Рёпер, куратор Archeopteryx и соавтор исследования. отчет. «Археоптерикс делил небеса юрского периода с примитивными птерозаврами, которые в конечном итоге эволюционировали в гигантских птерозавров мелового периода. Мы обнаружили такие же различия в геометрии костей крыльев между примитивными и продвинутыми птерозаврами, как и между активно летающими и парящими птицами», - добавляет Винсент Бейранд из ESRF..
Поскольку археоптерикс представляет собой старейшего из известных летающих представителей птичьего происхождения, включающего также современных птиц, эти находки не только иллюстрируют аспекты образа жизни археоптерикса, но и дают представление о ранней эволюции полета динозавров. «Действительно, теперь мы знаем, что археоптерикс уже активно летал около 150 миллионов лет назад, а это означает, что активный полет динозавров развился еще раньше!» говорит профессор Станислав Буреш из Университета Палацкого в Оломоуце. «Однако, поскольку у археоптерикса не было грудных приспособлений для полета, как у современных птиц, способ, которым он достиг мощного полета, также должен был быть другим. Нам нужно будет вернуться к окаменелостям, чтобы ответить на вопрос, как именно этот баварский символ эволюции использовал свои крылья., - заключает Воетен.
Теперь ясно, что археоптерикс является представителем первой волны стратегий полета динозавров, которые в конечном итоге вымерли, оставив только современные птичьи движения, непосредственно наблюдаемые сегодня.