В конце мелового периода, более 65 миллионов лет назад, птицы, принадлежащие к сотням различных видов, порхали вокруг динозавров и по лесам так же часто, как они порхают по нашим лесам и полям сегодня.
Но после катаклизма, уничтожившего большую часть динозавров, осталась только одна группа птиц: предки птиц, которых мы видим сегодня. Почему только одна семья пережила массовое вымирание?
Недавно описанная окаменелость одной из групп вымерших птиц, родственников современных птиц, углубляет эту тайну.
Ископаемое возрастом 75 миллионов лет, от птицы размером с стервятника-индюка, является наиболее полным скелетом, обнаруженным в Северной Америке так называемыми энанциорнитинами (произносится en-an-tea-or' -neth-eens), или противоположные птицы. Окаменелость, обнаруженная в районе Гранд-Стэркейс-Эскаланте в штате Юта в 1992 году палеонтологом Говардом Хатчисоном из Калифорнийского университета в Беркли, оставалась относительно нетронутой в Музее палеонтологии Калифорнийского университета в Беркли, пока докторант Джесси Аттерхольт не узнала об этом в 2009 году и не попросила изучить его.
Аттерхольт и Хатчисон сотрудничали с Джингмаем О'Коннером, ведущим экспертом по энантиорнитинам, для проведения подробного анализа окаменелости. Согласно их исследованию, энантиорнитины в позднем меловом периоде были аэродинамически равными предкам современных птиц, способными летать сильно и ловко.
«Мы знаем, что птицы в раннем меловом периоде, около 115-130 миллионов лет назад, были способны летать, но, вероятно, не так хорошо приспособлены к этому, как современные птицы», - сказал Аттерхольт, который сейчас является доцентом и преподаватель анатомии человека в Западном университете медицинских наук в Помоне, Калифорния. «Эта новая окаменелость показывает, что энанциорнитины, хотя и полностью отделены от современных птиц, развили некоторые из тех же приспособлений для высокоточных, продвинутых стилей полета».
Грудная кость или грудина ископаемого, к которым прикрепляются летательные мышцы, имеет более глубокий киль, чем у других энанциорнитов, что подразумевает более крупную мускулатуру и более сильный полет, более похожий на современных птиц. Поперечный рычаг имеет более V-образную форму, как у современных птиц, и в отличие от U-образного поперечного рычага более ранних птиц и их предков-динозавров. Поперечная кость или вилка гибкая и хранит энергию, высвобождаемую во время взмаха крыла.
Если энантиорнитины в позднем меловом периоде были так же развиты, как и современные птицы, то почему они вымерли вместе с динозаврами, а предки современных птиц нет?
«Этой конкретной птице около 75 миллионов лет, примерно за 10 миллионов лет до вымирания», - сказал Аттерхольт. «Одна из действительно интересных и загадочных особенностей энанциорнитов заключается в том, что мы находим их в меловом периоде, примерно 100 миллионов лет существования, и они были очень успешными. Мы находим их окаменелости на всех континентах, по всему миру, и их окаменелости. очень, очень распространены, во многих областях более распространены, чем группа, которая привела к современным птицам. И все же современные птицы пережили вымирание, в то время как энанциорнитины вымерли».
Одна из недавно выдвинутых гипотез утверждает, что энантиорниты были в основном обитателями лесов, поэтому, когда леса превратились в дым после удара астероида, который ознаменовал конец мелового периода - и конец нептичьих динозавров - энанциорниты исчезли. также. По ее словам, у многих энантиорнитов сильные изогнутые когти идеально подходят для того, чтобы садиться и, возможно, лазать.
«Я думаю, что это действительно интересная гипотеза и лучшее объяснение, которое я когда-либо слышал», - сказал Аттерхольт. «Но нам нужно провести действительно тщательные исследования экологии энантиорнитов, потому что сейчас эта часть головоломки немного шатается».
Аттерхольт, Хатчисон и О'Коннор из Института палеонтологии и палеоантропологии позвоночных в Пекине, Китай, опубликовали сегодня анализ окаменелости в журнале открытого доступа PeerJ.
Тероподовые динозавры превратились в птиц
Все птицы произошли от пернатых тероподов - двуногих динозавров, таких как T. rex - начиная примерно 150 миллионов лет назад, и развились во многие линии в меловом периоде между 146 и 65 миллионами лет назад.
Хатчисон сказал, что он наткнулся на ископаемое, выветриваемое из-под земли в суровых бесплодных землях формации Кайпаровитс в Национальном памятнике Гранд-Стэркейс-Эскаланте в округе Гарфилд, штат Юта, прямо внутри границ недавно уменьшенного памятника. Найдя окаменелости птиц раньше, он признал их позднемеловыми энантиорнитинами, причем редкими. Большинство птиц из Америки относятся к позднему меловому периоду (100-66 миллионов лет назад) и известны только по одной кости стопы, часто по плюсне. Эта окаменелость была почти полной, не хватало только головы.
«В 1992 году я искал в первую очередь черепах, - сказал Хатчисон. «Но я собираю все, потому что меня интересует вся фауна. Другие животные, с которыми они встречаются, говорят мне больше об их среде обитания».
По словам Хатчисона, область, где была найдена окаменелость, датируется периодом между 77 и 75 миллионами лет назад и, вероятно, была крупной дельтой, такой как дельта реки Миссисипи, тропической и покрытой лесами множеством динозавров, а также крокодилами, аллигаторами., черепахи и рыбы.
В отличие от большинства окаменелостей птиц, найденных за пределами Америки, в частности, из Китая, окаменелость не была расплющена. Классическая раннемеловая птица, археоптерикс, была сплющена в песчанике, сохранившем красивый набор перьев и строение скелета. Китайские энанциорнитины, в основном из раннего мелового периода, одинаково красивы и плоские, как блин.
«С одной стороны, это здорово - большую часть времени вы получаете полный скелет, вы сохраняете мягкие ткани, включая перья. Но это также означает, что все раздавлено и деформировано», - сказала она. «Не то, чтобы наши окаменелости имели нулевую деформацию, но в целом большинство костей имеют очень красивую трехмерную сохранность и просто очень, очень большую детализацию. Мы видим места, где крепились мышцы и сухожилия, всевозможные интересные вещи для анатомов».
Как только Хатчисон подготовил окаменелости и поместил их в коллекцию Музея палеонтологии Калифорнийского университета, они привлекли внимание нескольких начинающих и признанных палеонтологов, но никто не завершил анализ.
Этот материал легендарен. Люди в сообществе палеонтологов позвоночных знали об этом объекте всегда и везде, и просто так получилось, что все, кто предположительно работал над ним, были слишком заняты, и он отпал на второй план и просто никогда не произошло», - сказал Аттерхольт.«Я был польщен и невероятно взволнован, когда Говард сказал, что я могу взяться за проект. Я был на седьмом небе от счастья».
Ее анализ показал, что к позднему меловому периоду у энанциорнитов развилась развитая адаптация к полёту, независимая от сегодняшних птиц. На самом деле они были очень похожи на современных птиц: они были полностью оперены и летали, взмахивая крыльями, как современные птицы. У окаменевшей птицы, вероятно, были зубы в передней части клюва и когти на крыльях, а также на ногах. У некоторых энантиорнитов были заметные хвостовые перья, которые могли различаться у самцов и самок и использовались для демонстрации сексуальности.
«Вполне вероятно, что если бы вы увидели одну из них в реальной жизни и просто взглянули на нее, вы бы не смогли отличить ее от современной птицы», - сказал Аттерхольт.
Эта ископаемая птица также является одной из крупнейших североамериканских птиц мелового периода; большинство из них были размером с синицу или ворону.
Что самое интересное, так это большие пятна на костях предплечий. Эти шероховатые участки представляют собой выступы пера, и у современных птиц они прикрепляют перья крыльев к скелету, чтобы укрепить их для активного полета. Это первое обнаружение выступов пера у любой энанциорнитовой птицы, что говорит нам о том, что это был очень сильный летчик».
Аттерхольт и ее коллеги назвали вид Mirarceeatoni (meer-ark'-ee ee-tow'-nee). Мирарсе сочетает в себе латинское слово «чудесный», которое отдает дань уважения «невероятной, детальной, трехмерной сохранности окаменелости», сказала она, с мифическим греческим персонажем Арсе, крылатым посланником титанов. Название вида дано в честь Джеффри Итона, палеонтолога, который десятилетиями работал над окаменелостями из формации Кайпаровитс. Итон впервые заманил Хатчисона в этот район в поисках черепах, и они были первыми, кто сообщил об окаменелостях в этом районе около 30 лет назад.
Тысячи таких окаменелостей из горных пород формации Кайпаровиц, многие из которых относятся к динозаврам, способствовали созданию Национального памятника Великая лестница-Эскаланте в 1996 году.
«В этом районе находится одна из лучших в мире летописей окаменелостей мелового периода, что подчеркивает исключительную важность защиты и сохранения этих частей нашего природного наследия», - сказал Аттерхольт. «Уменьшение размера охраняемой территории ставит под угрозу некоторые из самых ценных природных и научных ресурсов нашей страны».
Полевая работа Хатчисона была поддержана пожертвованием Энни М. Александер для UCMP.