Comment le premier oiseau est apparu. L'origine des oiseaux : caractéristiques, faits intéressants et description. Importance et protection des oiseaux. Ancêtres - sauvagine
En 1861, sur le territoire du sud de la Bavière, les restes de l'archéoptéryx ont été découverts - une créature à plumes de la taille d'un corbeau qui vivait il y a environ 145 millions d'années. Comme le croient de nombreux scientifiques, c'est lui qui était l'ancêtre des oiseaux modernes. Mais pendant plus d'un siècle en paléontologie, il y avait un fossé entre lui et les vrais oiseaux, non comblé par d'autres trouvailles. Ce n'est qu'au cours des 20 à 25 dernières années, avec la découverte de nombreux nouveaux oiseaux de l'ère mésozoïque, qu'il est devenu clair : il y a 140 à 110 millions d'années, leur monde était riche et diversifié. Certes, différents scientifiques interprètent ces résultats différemment. Laquelle des hypothèses avancées par eux est la plus proche de la vérité, et donc de la compréhension des voies et des lois de l'évolution ?
Aux yeux du grand public, les paléontologues sont des spécialistes qui trouvent et étudient les mammouths et les dinosaures. En effet, leurs énormes squelettes dans les musées attirent l'attention et étonnent l'imagination. Mais les spécimens bien conservés sont rares. Beaucoup plus souvent, des os, des dents et des crânes individuels peuvent être trouvés dans les couches de la terre, ils décrivent l'apparition d'animaux éteints et étudient leur parenté. Les géants fossiles ne nous montrent généralement que des résultats d'évolution finis et hautement spécialisés. Les origines de la plupart des groupes de vertébrés se trouvent parmi des créatures petites et discrètes sans grande diversité anatomique. De plus, dans cet état, ils se sont remplacés pendant plusieurs millions d'années, puis se sont éteints ou ont trouvé une autre niche de vie libre, où leur large rayonnement adaptatif, comme le disent les experts, a commencé, c'est-à-dire. de nombreuses nouvelles espèces sont apparues, adaptées aux conditions environnementales modifiées.
ARCHÉOPTERIX
L'histoire des oiseaux et de leur vol est restée longtemps un mystère. Bien que ces questions aient été posées par la science avant même l'apparition des travaux de Charles Darwin sur l'origine des espèces. Au milieu du XIXème siècle. presque simultanément à la publication de ce célèbre ouvrage, l'archéoptéryx a été découvert, ce qui a été perçu par les scientifiques naturels comme un triomphe de la théorie de l'évolution. Il semblait que le voici - le chaînon de transition manquant entre les reptiles et les oiseaux. Jusqu'à présent, dans les manuels scolaires, de l'école à l'université, on pouvait lire que les oiseaux sont des créatures volantes couvertes de plumes, avec un ancêtre légalisé - l'archéoptéryx - une forme de transition des reptiles.
Immédiatement après la découverte du premier spécimen (il y en a déjà 10 connus), certains scientifiques ont exprimé des doutes sur le fait que ce soit l'archéoptéryx qui soit l'ancêtre d'autres oiseaux. Si l'on considère comme tels tous ceux qui ont des ailes, des plumes et sont capables de voler, il convient à l'arrière-arrière-grand-père d'un moineau. Si vous vous plongez dans l'anatomie, le moineau ne sort pas de lui: fonctionnellement, il ressemble à un oiseau, mais structurellement - un pur reptile. En plus de la plume, il n'a rien de commun avec les vrais oiseaux : le crâne est disposé différemment, les vertèbres ne sont pas les mêmes, les membres antérieurs, bien qu'ils soient devenus des ailes, mais les détails de la structure de leur squelette sont différents, il en va de même pour les jambes.
Les chercheurs étaient divisés. Certains disaient : les oiseaux descendaient des anciens reptiles thécodontes ressemblant à des lézards ; d'autres croyaient que l'archéoptéryx et au-delà, tous les autres oiseaux faisaient remonter leur ascendance aux dinosaures carnivores (théropodes).
En 1926, un solide livre du Danois Gerhard Heilmann "L'Origine des oiseaux" est publié sur langue Anglaise... Les conclusions de l'auteur sont sans ambiguïté : les oiseaux sont "nés" de reptiles codontes, et non de dinosaures carnivores. Selon les scientifiques, les théropodes eux-mêmes - des dinosaures prédateurs - proviennent des thécodontes.
Archaeopteryx a beaucoup en commun avec ce dernier. Leur relation étroite a été analysée en détail et confirmée dans les années 1970 par le paléontologue américain John Ostrom. Mais il considérait l'archéoptéryx comme l'oiseau le plus ancien. Cette hypothèse est toujours soutenue à la fois par les partisans de l'origine des oiseaux à partir des théropodes et par leurs opposants, qui pensent que l'archéoptéryx provient de reptiles prédateurs plus anciens que les théropodes - les archosauromorphes. S'il en est ainsi, alors pour l'une et l'autre hypothèses il faut admettre que l'évolution procède séquentiellement, en ligne droite, du simple au complexe. Et cela ne se produit pas dans la nature. Toute l'expérience de la recherche paléontologique et de la génétique moléculaire moderne des dernières décennies le montre : l'évolution se déroule sur un large front, par essais, à travers des réalisations et des erreurs, dans des faisceaux de lignes de développement parallèles. Et de nouvelles données sur le développement historique des oiseaux illustrent bien un tel caractère des lois évolutives. C'est pourquoi le raisonnement sur les plumes et les os devient essentiel pour comprendre les principaux problèmes de sa théorie.
FAN DE NOUVEAUX FAITS
Pendant près de 150 ans, les hypothèses sur l'origine et la relation des oiseaux se sont basées presque exclusivement sur l'étude de l'archéoptéryx. L'histoire des oiseaux du Cénozoïque (auquel appartiennent tous leurs représentants modernes) depuis 65 millions d'années a également été bien étudiée. De l'ère mésozoïque, des créatures qui nous intéressent, il n'y avait que des découvertes rares isolées qui ne correspondaient pas au tableau général. Et soudain, il y a eu une percée.
Tout d'abord, en 1981, des Enantiornithes ont été décrits d'Argentine. Bientôt, ils ont commencé à être trouvés sur tous les continents dans les sédiments de la période du Crétacé, c'est-à-dire. dans la gamme de 145 à 65 millions d'années. Extérieurement semblable à de vrais oiseaux - entièrement emplumés, avec des ailes bien développées, apparemment avec les mêmes pattes et queues, mais en termes de détails de la structure squelettique, ils sont complètement différents : ils ont beaucoup en commun avec l'archéoptéryx. Par conséquent, ils peuvent être attribués au groupe des soi-disant queue de lézard, contrairement à la queue en éventail, qui comprend tous les oiseaux modernes.
Puis ils ont découvert des oiseaux tout à fait inhabituels appelés Confuciusornithidae. Leur squelette présente de nombreuses caractéristiques primitives et originales dans la structure, cependant, selon certaines caractéristiques, ils ressemblent aux oiseaux modernes. En particulier, leur bec était recouvert d'une couverture cornée et n'avait pas de dents, et un grand trou de destination inconnue était béant sur la crête de l'humérus.
On croyait que les vrais oiseaux à queue en éventail sont apparus et vivaient presque exclusivement au Cénozoïque. Mais soudain, ils ont commencé à être trouvés dans les sédiments du début du Crétacé, le dernier de l'ère mésoique, qui a duré environ 80 millions d'années, c'est-à-dire. plus long que tout le Cénozoïque. Le premier oiseau fiable de ce type, nommé Ambiortus dementjevi, a été trouvé au début des années 1980 en Mongolie. Il semblait alors si inhabituel que certains paléontologues ne croyaient pas à la réalité de son existence.
Et enfin, une variété de dinosaures théropodes à plumage ont été trouvés en Chine. De plus, chez certains, il y avait un semblant de couverture duveteuse, chez d'autres, les longues plumes n'étaient situées qu'aux extrémités des ailes et de la queue, et d'autres encore étaient complètement recouvertes de petites plumes. Et soudain les scientifiques ont "rencontré" un petit dinosaure de la taille d'un faisan, qui a conservé ses vraies ailes avec les plumes correspondantes, et en plus, les pattes étaient équipées des mêmes plumes ! Flyer à quatre ailes ! Plus tard, il s'est avéré que le plumage différent est caractéristique des dinosaures de cinq familles différentes de théropodes (Oviraptoridae, Avimimidae, Dromeosauridae, Therizino-sauridae, Troodontidae) trouvés sur tous les continents à l'exception de l'Antarctique. De plus, même les tyrannosaures couronnants (Tyrannosauridae) de nombreux dinosaures carnivores, très probablement, étaient couverts de plumes. Qu'est-ce que ça veut dire? Ici, les positions des spécialistes étaient à nouveau catégoriquement divisées. Certains argumentent : certains de ces dinosaures, en fait, ne sont pas, en fait, ce sont des oiseaux qui ont perdu la capacité de voler, alors que chez d'autres dinosaures, les structures de collagène de la peau modifiées à l'état fossile sont prises pour une couverture duveteuse. . D'autres scientifiques pensent que ces découvertes prouvent l'origine de vrais oiseaux (avec Archaeopteryx) à partir de dinosaures théropodes.
L'ÉVOLUTION EST LA FANTAISIE MERVEILLEUSE
Mais une évaluation différente de tous les faits nouveaux est également possible. Archaeopteryx avec enantiornis, ayant grand nombre les traits communs avec les dinosaures théropodes en sont probablement issus, couronnant l'une des tentatives des reptiles pour maîtriser l'air. Hélas, ce n'était pas réussi. L'archéoptéryx a disparu à l'époque jurassique et l'énantiornis a perdu la compétition avec les vrais oiseaux et s'est éteint sans laisser de trace avec les dinosaures à la fin du Crétacé.
Il s'avère que de vrais oiseaux à queue en éventail ont existé pendant des millions d'années en même temps que ces oiseaux dinosaures ? Et sont-ils issus d'une sorte d'arhosauromorphes originaux (une sous-classe de reptiles caractéristique du début du Mésozoïque) bien avant le vol des dinosaures ? Cela aurait pu se produire à la fin de la période triasique (il y a environ 220 millions d'années).
L'ère mésozoïque a commencé il y a environ 250 millions d'années et a duré environ 185 millions d'années; est subdivisé en trois périodes : Trias (début il y a 250 millions d'années, durée environ 35 millions d'années), Jurassique (début il y a 213 millions d'années, durée environ 70 millions d'années) et Crétacé (début il y a 144 millions d'années, durée environ 80 millions d'années) .
Le Caudipteryx (Caudipteryx zoui Ji et al., 1998) du Crétacé inférieur de Chine appartient aux dinosaures théropodes, mais certains scientifiques le considèrent comme un oiseau qui a perdu son vol. Le caudipteryx est caractérisé par de petites plumes sur la queue et les extrémités des membres antérieurs (indiquées par des flèches rouges). De nombreux caudiptéryx dans cavité abdominale des accumulations de gastrolithes ont été conservées (flèche rouge) ; ils sont affichés en grossissement en haut à droite.
Chez Jeholornis (ci-dessus) et Confuciusornis (ci-dessous), les griffes (indiquées par des flèches bleues) sur les orteils des ailes sont repliées vers l'extérieur, ce qui n'est pas une coïncidence : elles étaient très probablement destinées à s'accrocher aux branches. (Photo extraite du livre du paléontologue chinois L. Hou.).
Le Confuciusornis sacré (Confuciusornis sanctus Houetal., 1995) est l'une des premières découvertes sensationnelles d'oiseaux du Crétacé inférieur dans la province du Liaoning, en Chine. Maintenant 6 types sont décrits.
Longirostravis (Longirostravis hani Hou et al., 2003) du groupe des oiseaux enantiornis. De la taille d'un étourneau, avec un bec mince et allongé, dont la pointe était armée de petites dents, ce qui permettait probablement de retirer la proie couverte, en la tenant solidement.
Il existe des preuves indirectes de cela - des découvertes de traces de petits oiseaux du Trias supérieur et du Jurassique inférieur en Amérique du Sud, en Afrique et en Europe. Nous ne connaissons pas les squelettes d'oiseaux pour ces millions d'années. Cependant, jusqu'à très récemment, on ignorait leur présence dans les dépôts du Crétacé inférieur. Seules des traces et un grand nombre de plumes ont été retrouvées, ce qui nous a permis de parler longtemps de l'évolution inconnue des oiseaux durant au moins le Crétacé.
D'autres lignées d'oiseaux anciens sont connues à partir de découvertes individuelles qui, après une étude approfondie, ne correspondent ni à enantiornis, ni à confuciusornis, ni à une véritable queue en éventail.
Il s'avère que l'évolution a fait de nombreuses tentatives pour élever les reptiles et leurs descendants dans le ciel. Pour diverses raisons, la plupart des expériences ont échoué et se sont soldées par une extinction. Seul l'éventail, à la fin, a donné une puissante explosion de rayonnement adaptatif et a maîtrisé l'air dans toutes ses couches. Il s'avère que l'évolution n'agit pas comme une maîtresse économique, mais comme un rêveur gaspilleur.
TRÉSOR DE LA PROVINCE DU LIAONING
La plupart des découvertes paléontologiques sensationnelles de ces dernières années ont été associées à la province du Liaoning dans le nord-est de la Chine. Les localités crétacées de cette région sont connues des spécialistes depuis les années 1920. Auparavant, ils y ont été trouvés dans un grand nombre uniquement des fossiles de poissons, d'insectes et de plantes. Mais à la fin du XXe siècle. des oiseaux et des dinosaures à plumes ont été découverts de manière inattendue. Parmi les premiers, ce sont les vrais à queue en éventail, les enantiornis et les confuciusornis, ainsi que plusieurs autres genres d'oiseaux distincts, que les scientifiques ne peuvent encore attribuer à aucun de leurs groupes connus. Et presque tous les dinosaures à plumes mentionnés sont décrits sur la base de matériaux du Liaoning. Maintenant, ils ont été trouvés dans les gisements du Crétacé inférieur et même du Jurassique et dans d'autres provinces du Moyen Empire. Soit dit en passant, en plus de divers oiseaux, des mammifères inconnus, des lézards, des ptérosaures, des dinosaures, des tortues, des amphibiens, divers poissons, de nombreux insectes et une flore riche, y compris les plantes à fleurs les plus anciennes, ont été trouvés dans cette province. Au total, plus de 30 espèces d'oiseaux ont déjà été décrites du Liaoning, autant de dinosaures et 6 espèces de mammifères.
Il est remarquable que de nombreux animaux y soient représentés non seulement par des squelettes, mais aussi par des empreintes de tissus mous, de téguments externes (peau, écailles, laine, plumage), d'organes internes et même du contenu de leur système digestif. Ainsi, à la place des estomacs chez Caudipteryx, des dinosaures à plumes de la famille des oviraptoridés, et Sapeomis, un ancien oiseau aux liens familiaux peu clairs, des accumulations de gastrolithes (petites pierres) ont été conservées, qui ont contribué au broyage des aliments végétaux. Dans la cavité buccale de Yanornis, un ancien oiseau à queue en éventail, des restes de poisson ont été trouvés, chez Sinosauropteryx, un petit dinosaure carnivore, des ossements de mammifère ont été trouvés, et chez le mammifère de Repenomamus, les restes d'un dinosaure. Ainsi, les sépultures chinoises permettent de connaître le biote de cette partie du monde de cette époque dans toute sa diversité, ainsi que les caractéristiques écologiques de ses représentants individuels. Il s'appelait Jehol Biota.
L'âge géologique de ses gisements, établi par les isotopes de l'argon, de l'uranium et du plomb, est déterminé il y a 110 à 130 millions d'années. Ils se sont formés dans les lacs d'eau douce et les lits de rivières et deltas adjacents. On sait que de tels gisements sont répartis sur un vaste territoire dans de nombreuses régions de la Chine, de la Mongolie, du sud de la Sibérie, de la Corée et du Japon. Pourquoi est-ce que seul le Liaoning se distingue par sa vaste richesse paléontologique ? Le fait est qu'une forte activité volcanique s'est manifestée dans cette région au Crétacé inférieur. Des éruptions périodiques avec de puissantes émissions de cendres et la libération de gaz toxiques ont détruit tous les êtres vivants, et des animaux entiers ont été ensevelis sous des couches de cendres dans les sédiments lacustres. Par exemple, plusieurs centaines, voire des milliers de spécimens du soi-disant « Confuciusornis sacré » (Confuciusornis sanctus) ont été collectés. Certes, ils disent que la plupart d'entre eux sont allés dans des collections privées.
« PELOUSE » ÉVOLUTIONNAIRE
Selon notre hypothèse, divers oiseaux ont évolué en parallèle sur des dizaines de millions d'années, provenant de différents groupes de reptiles (bien sûr, nous simplifions inévitablement le scénario évolutif, en omettant l'ensemble des preuves factuelles déjà publiées dans des ouvrages scientifiques spéciaux, mais nous essaient de transmettre correctement l'essence du processus hypothétique) ... Tout ce qui précède est également étayé par des données provenant d'autres domaines de la paléontologie, car non seulement les oiseaux, mais aussi d'autres classes principales de vertébrés ont évolué selon un scénario similaire.
Dans les années 1970, un employé de notre institut, Leonid Tatarinov (universitaire depuis 1981), a montré au moins 7 tentatives de reptiles pour devenir des mammifères, mais seulement une ou deux d'entre elles ont réussi. Pendant plusieurs millions d'années, plusieurs lignées évolutives de mammifères ont existé en parallèle, dont, comme l'a montré en 2007 un employé de notre institut, docteur en sciences biologiques, Alexander Agadzhanyan, seules trois ont survécu : placentaire, marsupial et ovipare. Selon les études de l'académicienne Emilia Vorobyeva (Institut d'écologie et d'évolution du nom de A. N. Severtsov de l'Académie des sciences de Russie), menées dans les années 1970 - 1990, des poissons ressemblant à des poissons ont tenté à plusieurs reprises d'atterrir sur terre. Cependant, non seulement les vertébrés sont caractérisés par de tels "efforts". Divers invertébrés ont tenté de devenir des arthropodes (arthropodes), ce qui se reflète dans les travaux de ces dernières années d'Alexander Ponomarenko, docteur en sciences biologiques (Institut de paléontologie A. A. Borisyak, Académie des sciences de Russie). Et même dans flore Comme un autre de nos employés, le docteur en sciences géologiques et minéralogiques Valentin Krasilov, l'a montré en 1989, il y a eu au moins six expériences pour transformer les proangiospermes en plantes à fleurs, dont la plupart nous entourent aujourd'hui.
Mon collègue Ponomarenko a appelé au sens figuré cette image de l'évolution une "pelouse" évolutive. De nombreuses "tiges" distinctes s'y développent simultanément et parallèlement les unes aux autres. Et nous avons ajouté que la plupart d'entre eux « fauchent » les mécanismes écologiques et évolutifs. Et seules quelques "tiges" évolutives, qui sont généralement au bord de l'espace évolutif, sont conservées, mûrissent, donnent un "fouet de graines" et poursuivent leur développement ultérieur.
Mais pourquoi, par exemple, l'énantiornis s'est-il éteint, alors que les vrais oiseaux à queue en éventail ont continué à se développer ? Peut-être parce que les enantiornis étaient pressés de devenir des oiseaux. Nous connaissons les squelettes de leurs embryons provenant de gisements du Crétacé supérieur de Mongolie vieux d'environ 70 millions d'années. Ainsi, leur squelette était déjà complètement formé dans l'œuf. Et leurs poussins, évidemment, sont sortis au monde comme une copie absolue des adultes. Ils n'avaient qu'à grandir jusqu'à leur pleine taille, et ils ont grandi toute leur vie ultérieure. Chez les vrais oiseaux à queue en éventail, les poussins, comme à notre époque, sont nés d'œufs avec un squelette à moitié cartilagineux. Puis il s'est très rapidement, dans la majorité des 2 à 4 mois, s'est complètement sclérosé et a arrêté sa croissance. Ainsi, enantiornis a émergé des œufs en tant qu'oiseaux déjà formés et a ensuite suivi le chemin de l'oiseau, parfois, probablement, n'atteignant pas toutes les possibilités que le vol leur offrait.
Les vrais oiseaux de la période post-embryonnaire ont rapidement atteint la perfection des aviateurs, la gardant tout au long de leur vie. C'était peut-être la principale raison pour laquelle les enantiornis ont perdu l'espace aérien au profit des fan-tailed ? Récemment, nous avons décrit une découverte unique d'un cerveau d'oiseau fossilisé provenant de dépôts cénomanien (environ 93 millions d'années) de la région de Volgograd. Spécialiste de l'étude du système nerveux central des animaux, le docteur en sciences biologiques Sergei Savelyev (Institut de morphologie humaine, Académie russe des sciences médicales) estime que dans ce cerveau les départements chargés de la mobilité, de l'intelligence, etc., étaient moins développés que chez les oiseaux modernes. Selon des preuves indirectes, un tel cerveau pourrait appartenir à l'enantiornis. Était-ce une autre raison de leur défaite en compétition contre de vrais oiseaux ?
COMMENT VOLENT-ILS ?
Auparavant, on croyait que l'origine de la plume et le vol en tant que tel étaient inextricablement liés. Maintenant, après la découverte de divers dinosaures théropodes à plumes et de divers oiseaux anciens, cette hypothèse doit être abandonnée. Il s'avère que l'acquisition du couvert de plumes était due à d'autres circonstances.
Peut-être qu'au début, il avait une fonction de protection thermique ou couvrait ses propriétaires des rayons ultraviolets durs du soleil. Les plumes courtes et souples ne peuvent pas voler. Alors d'où viennent les plumes dures et longues des ailes et de la queue ? On suppose que l'allongement primaire et l'augmentation de leur taille chez les ancêtres des oiseaux et des dinosaures volants ont été causés par la formation de structures décoratives associées aux démonstrations d'accouplement.
Mais comment volaient-ils ? Jusqu'à présent, deux hypothèses se sont affrontées à cet égard. Un à un, "arboricoles", désignés par la direction "de haut en bas", les premiers vols ont eu lieu au stade d'ancêtres arboricoles archosauromorphes des oiseaux, qui grimpaient aux arbres en les serrant de leurs pattes de devant, puis commencèrent à sauter, après quoi ils ont volé. Selon un autre, "terrestre", étroitement lié à l'origine des oiseaux des dinosaures, le vecteur était différent - "de bas en haut": ils couraient et couraient, de plus en plus vite, sautaient et enfin volaient. En tout cas, il s'agissait d'ancêtres bipèdes - bipède, comme nous les appelons, ne se déplaçant que sur pattes postérieures, avec les membres antérieurs libres, libérés de la fonction de support. Mais les deux hypothèses ont laissé de nombreuses questions et incohérences qui n'ont pas permis de les accepter dans leur forme pure. Par exemple, chez Archaeopteryx, enantiornis et Confuciusornis, les griffes des pattes avant (ailes) sont pour une raison quelconque pliées vers l'extérieur. Comment saisir le canon avec cette orientation ? Pour ce faire, ils doivent être repliés vers l'intérieur afin de s'accrocher au tronc.
Avec Igor Bogdanovich, candidat en sciences biologiques (Institut de zoologie du nom de I.I.Shmalhausen, Académie nationale des sciences d'Ukraine), nous avons développé une nouvelle hypothèse de compromis sur l'origine du vol. Après la bipédie, nous considérons que la structure des pattes des oiseaux et des dinosaures théropodes est le facteur clé. Déjà chez les tout premiers vrais oiseaux connus du Crétacé inférieur, la patte arrière était arrangée selon le type d'anisodactyle : ses trois orteils antérieurs sont dirigés vers l'avant et la première patte intérieure leur est complètement opposée et est dirigée vers l'arrière. Soit dit en passant, bien que personne n'ait encore trouvé de squelettes d'oiseaux dans le Trias et le Jurassique, les empreintes de leurs empreintes du Trias supérieur d'Argentine et du Jurassique inférieur d'Afrique et d'Europe montrent une telle structure de patte.
La séquence des étapes hypothétiques d'acquisition du vol par de vrais oiseaux :
I - Arhosauromorphe terrestre bipède;
II - l'émergence de l'anisodactylie chez l'ancêtre archosauromorphe des vrais oiseaux ;
III - sauter sur les branches inférieures des arbres et des buissons;
IV - atterrissage fiable sur des perchoirs avec formation finale d'anisodactylie et réduction initiale de la longue queue;
V et VI - l'émergence de plumes avec des toiles symétriques sur les segments distaux des membres antérieurs et de la queue pour les démonstrations d'accouplement ;
VII - la formation de plumes aérodynamiques asymétriques sur les ailes et la réduction de la longue queue;
VIII - transition vers un véritable vol battant.
Plus loin. Chez les premiers oiseaux réels connus des sédiments du Crétacé inférieur, la queue était déjà en forme d'éventail - une courte épine avec un court pygostyle (une rangée de dernières vertèbres caudales fusionnées), sur lesquelles des plumes étaient assises en éventail. Qu'est-ce que ça leur a donné ? Avec des pattes avec un tel arrangement de doigts, ils pouvaient saisir les branches de manière fiable et s'y accrocher, sans se balancer avec une longue queue. Et peu à peu il a disparu, tk. il n'y avait pas besoin d'un tel équilibreur arrière, car il servait l'archéoptéryx et les dinosaures théropodes à plumes. Ils ne pouvaient pas tenir fermement aux branches. Leur index n'a jamais atteint une position complètement opposée. Par conséquent, ils devaient rester sur les branches, en équilibre avec une longue queue. Et ils ne pouvaient pas grimper aux arbres le long des troncs, les serrant avec leurs pattes-ailes avant, car les griffes des doigts étaient pliées vers l'extérieur. Et à quoi servaient alors les griffes ainsi orientées ? Nous supposons que, pour s'accrocher aux branches environnantes avec un support peu fiable sur leurs pattes postérieures - après tout, leurs doigts n'ont pas complètement saisi la branche. Remarque: chez les premiers vrais oiseaux à queue en éventail, bien que les griffes sur les orteils soient encore conservées, elles étaient déjà petites et presque droites - pas courbées.
Comment, alors, ces lève-tôt et ces dinosaures théropodes, avides de voler, ont-ils grimpé aux arbres ? Sauter probablement sur les branches inférieures et se déplacer de plus en plus haut. De plus, les premiers s'accrochaient de manière fiable aux branches à l'aide de leurs pattes anisodactyles, tandis que les seconds s'aidaient avec de longs doigts ailés avec des griffes repliées vers l'extérieur.
Pourquoi avaient-ils besoin d'arbres pour les deux ? Tout d'abord, ne pas apprendre à voler. Le vol n'a commencé que plus tard, en raison du développement du niveau de vie au-dessus du sol. On peut supposer qu'ils ont commencé à y grimper dans le but de développer de nouvelles ressources fourragères. Ou éloignez-vous des prédateurs au sol pendant les nuitées. Ou d'y aménager des nids, assurant ainsi leurs couvées d'œufs et de progéniture, encore une fois contre les prédateurs. Ou pour l'un, l'autre et le troisième ensemble.
Ayant une queue courte et légère et un squelette léger, de vrais oiseaux, descendant à l'origine des arbres, voletant avec les rudiments d'ailes à plumes, ont finalement volé dans un véritable vol battant. Les dinosaures à plumes, bien qu'ils aient reçu de longues plumes sur leurs ailes, "ont poussé" les mêmes plumes sur leurs pattes postérieures, très probablement ils n'ont pas acquis de vrai vol, bien qu'ils soient devenus des "pilotes de planeur" tout à fait parfaits.
Il ne reste donc plus qu'à attendre au moins une découverte d'un véritable oiseau à patte anisodactyle, avec une queue en éventail dans le Jurassique, et encore mieux dans les sédiments du Trias supérieur. Et ils l'étaient. C'est juste que, pour de nombreuses raisons, nous n'avons pas encore rencontré. En effet, tout récemment, nous ne savions presque rien du début du Crétacé dans l'histoire des oiseaux. Ils ne savaient tout simplement pas. Certains des experts ne croyaient même pas que même alors il y avait de vrais fan-tails.
L'étude a été soutenue par la subvention RFBR 07-04-00306.
Docteur en sciences biologiques Evgeny KUROCHKIN, chef du laboratoire de l'Institut paléontologique du nom A. A. Borisyak RAS
La lecture de l'article nécessitera : 4 minutes« Et pourquoi les gens ne volent-ils pas comme… des dinosaures ? ©
Pour la première fois, la pensée de l'origine à dents géantes des moineaux, canards, oies et autres créatures à plumes m'a rendu visite dimanche matin - une sorte de créature piétinante galopait le long de la marée galvanisée à l'extérieur de la fenêtre, commentant ses sauts avec des cris sur notes élevées. En tirant légèrement le rideau, j'ai découvert un oiseau du système de l'étourneau - et c'est à ce moment-là que l'étourneau m'a en quelque sorte rappelé le Tyrannosaurus rex, populaire parmi les cinéastes. Oui, bon sang - la même tête tourne, le corps se balance en marchant, des cris désagréables! Se pourrait-il vraiment que les dinosaures fassent partie des ancêtres des carcasses de poulet réfrigérées vendues dans les chaînes de vente au détail ?
Tyrannosaurus - un proche parent des colibris
La première chose que les oiseaux ont en commun avec les dinosaures, ce sont les œufs qu'ils portaient pour continuer leur progéniture. Cependant, le seul groupe de dinosaures volants plus ou moins connus est celui des ptérodactyles, qui, à en juger par les images recréées par les paléontologues, n'avaient absolument aucun plumage ... Et encore une chose - il est bien connu que tous les reptiles sont à sang froid, c'est-à-dire. leurs corps ne sont pas capables de maintenir une température constante comme les mammifères. Et tous les oiseaux sont à sang chaud.
Selon le cours de biologie de l'école, l'archéoptéryx est considéré comme l'ancêtre des oiseaux modernes - cette créature ressemblait vraiment à un oiseau avec son plumage et la structure de certains os. Mais selon les résultats des études des dernières décennies, Archaeopteryx n'était pas un oiseau, dans une plus large mesure c'est une sous-espèce de dinosaures, de plus, une impasse, c'est-à-dire. pas encore développé et complètement éteint il y a des millions d'années. Alors qui est-il - l'ancêtre des oiseaux ?
Les paléontologues pensent que les oiseaux ont évolué à partir des thérapodes - des dinosaures carnivores avec des pattes fortes et longues, des pattes supérieures courtes, un crâne solide, des dents pointues et un excellent appétit. La structure du squelette aviaire et des squelettes de dinosaures de deux familles de la sous-classe des thérapodes - oviraptosaurus et dromaeosauridés - est très similaire. De plus, des représentants de plusieurs genres de dinosaures appartenant aux familles citées étaient couverts de plumes et avaient des ailes !
Il y a 66 millions d'années, à la toute fin du Crétacé, il y avait des dromaeosauridés. Fort, agile, mesurant environ 180 cm et pesant environ 15 kg, le droméosaure était un chasseur de proies vivantes réussi - longues jambes lui a permis d'accélérer à 80 km / h, de sauter à une distance allant jusqu'à 7 m. Chaque jambe avait une griffe longue et acérée, à l'aide de laquelle le droméosaure a percé la peau de la victime lors d'un saut, et a également grimpé aux arbres chasser dans une embuscade. Les ailes courtes ne lui permettaient pas de voler - le dinosaure les utilisait pour freiner dans les virages. Si vous ne tenez pas compte de la longue queue et de la bouche pleine de dents du rapace, alors par sa taille, le droméosaure ressemblait aux autruches modernes.
Dans la famille des oviraptosaures, les paléontologues ont découvert le plus grand représentant des dinosaures aviaires de l'histoire de la Terre, qui avait des ailes - le gigantoraptor, dont la hauteur dépassait 3 mètres, et la longueur totale du corps, y compris la queue, était d'environ 8 mètres . Le poids de cet oiseau dinosaure est d'une tonne et demie à deux tonnes. Les choses intéressantes ne s'arrêtent pas là - le gigantoraptor n'avait pas la bouche pleine de dents caractéristique des dinosaures, il avait... un bec d'oiseau ! Comme les dromaeosaures, le gigantoraptor utilisait des ailes courtes pour ralentir dans les virages tout en chassant une proie.
Soit dit en passant, le plus grand dinosaure du sous-ordre des thérapodes, bien qu'il n'ait pas d'ailes, mais était couvert des plumes les plus simples de 15 centimètres, était le yutyrannus - 3,5 mètres de haut, 9 mètres de long et pesant une tonne et demie. Yutyrannus a vécu au début du Crétacé, il y a environ 125 millions d'années et appartenait à la famille des tyrannosaures - oui, ces mêmes tyrannosaures !
Revenons aux oviraptosaures, appelés à tort par les scientifiques « voleurs d'œufs », car les paléontologues du siècle dernier les considéraient comme tels. En fait, les oviraptors de deux mètres et de 400 kilogrammes, qui vivaient il y a 75 millions d'années, n'ont pas du tout volé les œufs des autres, au contraire - ils ont incubé leurs couvées, comme le font les oiseaux modernes. Les oviaptosaures ne savaient pas voler, leurs ailes étaient trop courtes, mais le corps de ces dinosaures était entièrement recouvert de plumes et la tête était munie d'un bec d'oiseau.
En conclusion, je vous présente Avimim, un petit représentant de la famille des oviraptosaurus - hauteur ne dépassant pas 70 centimètres, poids environ 15 kg. Ce dinosaure ne pouvait pas voler à cause des mêmes ailes courtes, mais il courait parfaitement, son bec était muni de dents, ce qui permet aux scientifiques de considérer l'avimim comme carnivore. Mais regardez à nouveau son image - à qui ressemble-t-il le plus à un dinosaure ou... par exemple, à un oiseau secrétaire ?
L'ère du Crétacé a donné naissance non seulement aux dinosaures à plumes, mais aux premiers oiseaux - protoavis, ichthyornis, enantiornis, etc., que les dinosaures à plumes mangeaient avec plaisir. Comme vous le savez, la période du Crétacé s'est terminée par une forte baisse de température sur notre planète, c'est pourquoi tous les représentants des dinosaures sont morts, mais les premiers oiseaux ont survécu - un plumage développé et une circulation sanguine divisée (artérielle et veineuse) leur ont permis de maintenir leur corps température indépendamment de la chaleur solaire. Et les ailes facilitaient le passage des zones pauvres en nourriture aux zones riches, du froid au chaud. Les dinosaures terrestres à plumes ont également essayé de réchauffer leur corps avec des plumes, mais soit ils ont évolué trop lentement, soit leur modernisation s'est arrêtée là - néanmoins, c'est l'ère des dinosaures qui a donné naissance aux oiseaux modernes.
Les matériaux paléontologiques sur les oiseaux, comme déjà indiqué, sont très rares et fragmentaires. Par conséquent, parler des ancêtres des oiseaux parmi les reptiles et de l'origine et des relations des groupes d'oiseaux modernes doit être principalement basé sur les caractéristiques morphologiques des groupes modernes et, dans une très faible mesure, sur des données paléontologiques fragmentaires.
Selon les concepts modernes, les ancêtres des oiseaux étaient les archosaures Archosauria - un groupe de reptiles vaste et très diversifié qui prévalait au Mésozoïque et comprenait divers dinosaures, crocodiles et dinosaures volants. Les ancêtres immédiats des oiseaux, apparemment, devraient être recherchés parmi le groupe d'archosaures le plus ancien et le plus primitif - les thécodontes ou pseudo-aides Thecodontia (Pseudosuchia), qui ont donné naissance au reste des groupes d'archosaures les plus organisés. Pseudosuchie par apparence ressemblait à des lézards. Ils menaient un mode de vie principalement terrestre, mangeaient apparemment une variété d'aliments pour petits animaux. Les pattes postérieures étaient un peu plus longues que les pattes antérieures, et lors d'une course rapide, les animaux ne se reposaient sur le sol qu'avec leurs pattes postérieures. Dans de nombreuses caractéristiques morphologiques, les pseudosuchies sont très similaires aux oiseaux (détails de la structure du crâne, du bassin, des membres postérieurs). Des formes intermédiaires qui permettraient de connaître les stades de développement du plumage et le développement de l'aptitude à voler n'ont pas encore été trouvées. On pense que la transition vers un mode de vie arboricole et l'adaptation au saut de branche en branche s'accompagnaient de la croissance et de la complication de la structure des écailles cornées sur les côtés du corps et de la queue, le long du bord postérieur des membres antérieurs et postérieurs. , qui offrait la possibilité de planifier et d'allonger les sauts (stade hypothétique de l'oiseau antérieur, d'après Heilmann, 1926, fig. 13).
Une spécialisation et une sélection plus poussées ont conduit au développement des plumes des ailes, qui offraient la possibilité de vol plané puis actif. Le plumage, couvrant tout le corps des oiseaux, s'est probablement développé non pas tant comme une adaptation pour le vol (fournissant une rationalisation du corps), mais comme une adaptation pour l'isolation thermique ; il est suggéré qu'il aurait pu se former avant même le développement de la capacité de voler. Certains pseudosuchia avaient des écailles cornées allongées avec une crête longitudinale distincte, à partir de laquelle s'étendaient de petites côtes transversales. De telles écailles, apparemment, peuvent être considérées comme une structure à partir de laquelle la plume d'un oiseau pourrait surgir par démembrement.
La séparation des oiseaux des reptiles, apparemment, a eu lieu à la fin du Trias - début du Jurassique (il y a 170 - 190 millions d'années). Cependant, les restes fossiles d'oiseaux de cette époque n'ont pas encore été trouvés. D'assez bons restes des deux plus anciens oiseaux que nous connaissions ont été trouvés dans les années 1860. près de Zolengofen (Bavière) dans le développement de grès de schiste, représentant les dépôts de la baie peu profonde de la mer Jurassique (âge d'environ 150 millions d'années). Ils ont été nommés Archaeopteryx lithographica et Archaeornis simetisi... En 1956, au même endroit (dans un rayon allant jusqu'à 300 g, mais à une profondeur différente), une empreinte nettement moins bien conservée d'un autre individu a été trouvée. Certains chercheurs considèrent ces découvertes comme les restes de trois différents types(deux espèces du genre Archaeopteryx et une du genre Archaeornis), tandis que d'autres sont considérées comme des représentants de la même espèce Archaeopteryx lithographica expliquant les différences entre les individus en tant qu'individu, âge et sexe. Cette question nécessite une étude supplémentaire, mais même maintenant, il est tout à fait évident que tous ces individus sont très proches. Tous ont un plumage bien développé des ailes, de la queue et du corps, certaines proportions du crâne sont plus proches de l'aviaire que du reptilien, les caractéristiques aviaires sont la ceinture des membres antérieurs et le bassin, les membres postérieurs... Caractéristiques typiquement reptiliennes : il n'y a pas de bec corné, il y a des dents faibles, la main porte des rémiges primaires, mais la boucle ne s'est pas encore formée et il y a trois doigts mobiles bien développés avec de grandes griffes, la formation d'un sacrum complexe vient de commencé (les vertèbres ne sont pas encore fusionnées, les os mobiles sont reliés à un petit nombre de vertèbres), la cuisse se joint à un angle obtus (dirigé un peu sur le côté), les os du tarse proximaux n'ont pas encore poussé jusqu'à l'extrémité du tibia , le péroné est bien développé, la formation du tarse n'est pas complète, etc. caractéristiques morphologiques et, pour autant qu'on puisse le supposer maintenant, le mode de vie est archepteryx (et archeornis) - ancien, primitif, mais oiseaux.
La sous-classe des oiseaux Neornithes réels, ou à queue en éventail, est apparemment des descendants directs de certains oiseaux à queue de lézard Archaeornithes. Certains chercheurs (par exemple, Gadov) considèrent Archaeopteryx et Archeornis comme les ancêtres directs des oiseaux, tandis que d'autres (peut-être la majorité d'entre eux) considèrent le groupe Archaeopteryx comme une branche latérale et aveugle primitive, mais spécialisée, estimant que les ancêtres des les oiseaux devraient être d'autres oiseaux à queue de lézard non encore découverts (s'ils sont trouvés, ils sont susceptibles de former un autre ordre de cette sous-classe).
L'origine et les relations des groupes (ordres) modernes d'oiseaux restent, comme déjà mentionné, en l'absence de matériaux paléontologiques suffisants, en règle générale, très hypothétiques. M. Furbringer a accordé le plus d'attention à cette question, et G. Gadov a accordé beaucoup moins d'attention. Peu de choses nouvelles et indiscutables ont été introduites dans ce problème par les auteurs modernes qui, à un degré ou à un autre, se sont intéressés à la phylogénie des oiseaux. Par conséquent, l'idée de la relation de groupes individuels d'oiseaux, principalement selon Fürbringer, est présentée ici, mais dans un certain nombre de cas, lorsque cela est nécessaire, certaines modifications ont été apportées (dans des cas particuliers, ces modifications ne sont pas spécifiquement mentionné).
Des restes fossiles d'oiseaux à queue en éventail n'ont été trouvés que pendant la période du Crétacé (leur âge est d'environ 80 à 90 millions d'années), c'est-à-dire qu'ils sont plusieurs dizaines de millions d'années plus jeunes que l'archéoptéryx. Selon plusieurs restes mal conservés, des hesperornis sont décrits - de très gros oiseaux (plus de 100 cm de long), apparemment, apparemment quelque peu similaires aux plongeons ou aux grèbes, ne volaient pas du tout (le sternum sans quille, seule une petite épaule mince était préservé du membre antérieur), mais probablement , ils nageaient et plongeaient bien : leurs mâchoires portaient leurs dents. Dans les sédiments du Crétacé, les restes d'autres oiseaux à dents - ichthyornis ont été trouvés. Ils avaient une quille de sternum bien développée, une aile d'oiseau typique et, apparemment, avaient un vol actif. Ils avaient à peu près la taille d'un pigeon. La relation des oiseaux de craie à pleines dents avec d'autres oiseaux n'est pas claire. Peut-être que certains de ces restes appartiennent aux dinosaures du Crétacé, pas aux oiseaux, mais certains sont sans aucun doute des oiseaux à pleines dents. Fürbringer a rapproché les Hesperornis des plongeons et des grèbes, et leurs Thiornis des mouettes, tout en soulignant leur isolement de très longue date.
Gadov hesperornis s'est distingué dans un super-ordre, montrant par là leur position isolée, et ichthyornis, en tant qu'ordre indépendant (également séparé), a commencé la liste des ordres d'oiseaux carénés. Soulignant l'ambiguïté de l'origine (et même du volume) de ces groupes, Wetmore (1960) les distingue en superordres indépendants.
Plusieurs autres familles d'oiseaux ont été décrites dans les dépôts du Crétacé (à partir de fragments de mâchoires et d'os tubulaires), mais leur position et leur apparence sont très floues : peut-être qu'au moins certaines de ces découvertes sont des restes de reptiles. Les restes d'oiseaux retrouvés dans les sédiments du Tertiaire du Cénozoïque (moins de 55 millions d'années) sont plus ou moins susceptibles d'être attribués aux ordres modernes. En tout cas, ils appartiennent à des oiseaux typiques, proches de l'un ou l'autre groupe d'oiseaux modernes. À en juger par ces matériaux, on peut supposer que le rayonnement adaptatif intense des oiseaux et la formation de la plupart des ordres modernes ont eu lieu à la toute fin de la période crétacée de l'ère mésozoïque - dans la période tertiaire de l'ère cénozoïque, c'est-à-dire dans la période il y a environ 70-40 millions d'années.
Les reptiles de tous les grands oiseaux vivants et fossiles ressemblant à des autruches incapables de voler ont été distingués dans le super-ordre des ratites, soulignant ainsi leur similitude et leur relation phylogénétique (c'est-à-dire la monophilie), ainsi que leur certain isolement par rapport aux autres groupes d'oiseaux. Parmi les oiseaux de quille, les plus semblables au tinam ressemblant à l'autruche (queues cachées) sont les poulets, les grues et les groupes similaires. Fürbringer et la plupart des auteurs modernes (Wetmore, Stresemann, etc.) considèrent les oiseaux ressemblant à l'autruche comme un groupe polyphylétique combiné, divisé en un certain nombre d'unités indépendantes qui démarrent le système, ce qui implique leur certaine primitivité et isolement. Leurs similitudes communes résultent de la convergence : grande taille, perte de capacité à voler, adaptation à la course rapide, etc.
Selon Gadov, l'évolution du reste des oiseaux est allée dans deux directions (deux branches, voir ci-dessus), dont chacune, à son tour, est divisée en 2 groupes d'ordres connexes. Les plongeons grèbes (ichtyornis, grèbes, plongeons, manchots et huîtres) sont apparentés au groupe des Pelargomorphae (cigognes, ansériformes, prédateurs), et à un groupe de poulets (tinamu, poulet, grue, ...
Les idées évolutionnistes de Fürbringer sont en termes généraux proches de ce schéma de Gadov (d'autres points de vue sur les espèces semblables à l'autruche ont été discutés ci-dessus), mais il expose ses idées avec un plus grand degré de détail. Le grand tronc des oiseaux - l'ordre des Pelargornithes - est divisé en un certain nombre de branches : ansériformes, grèbes (dont grèbes, plongeons, hesperornis) ; de la base de ces branches part une autre branche puissante qui, en se divisant, donne naissance à des copépodes, des prédateurs diurnes et des groupes du sous-ordre des cigognes (Fig. 14).
L'ordre Palamedei Palamedeiformes occupe une position intermédiaire entre le nandou et l'ordre Pelargornithes. Les ordres intermédiaires de manchots Aptenodytiformes et Procellariiformes à nez tubulaire sont plutôt isolés ; peut-être ont-ils depuis longtemps des liens faibles entre eux et, encore plus lointainement, avec les ordres des Pelargornithes et du Bécasseau Charadriornithes. Ichthyornis Les Ichthyornithiformes sont également un ordre intermédiaire, mais avec des liens de longue date un peu plus prononcés avec les bécasseaux. L'ordre des Bécasseaux Charadriornithes, avec des liens de très longue date, peut apparemment être proche de l'ordre des Raksha-like. La branche principale du tronc des bécasseaux est le sous-ordre Laro-Limicolae - bécasseaux, goélands et guillemots ; les coureurs de chèvres et les outardes sont assez proches d'eux (les forgerons servent de groupe de transition entre les échassiers et les outardes). Deux autres grosses branches se sont séparées de la base du tronc du bécasseau : les Gruiformes ressemblant à des grues et les Ralliformes du berger. Les grues se divisent en plusieurs branches : les grues proprement dites (grues, aramides, trompettes, kariams) et les hérons solaires et kagu, qui occupent une position quelque peu isolée. Les bergers sont subdivisés en branches apparentées : les bergers, à pattes et debout quelque peu écartés à trois doigts et les bergères de Madagascar.
L'un des troncs anciens de l'arbre généalogique des oiseaux est l'ordre des poulets Alectorornithis. La branche la plus primitive est le sous-ordre des Apterygiformes sans ailes, ou kiwi, qui comprend le kiwi et le moa ; les deux groupes se sont dispersés presque immédiatement après leur séparation. L'origine commune avec la branche précédente, apparemment, est liée aux tinamu (ou queues cachées) Crypturiformes, à leur tour, par des ancêtres proches du sous-ordre des poulets Galliformes (presque à l'échelle moderne). L'ordre des poulets aux liens familiaux très longs, probablement plus ou moins proche du berger Ralliformes, et à travers eux à l'ensemble de l'ordre des bécasseaux.
Les ordres intermédiaires de columbiformes ressemblant à des colombes (y compris les gangas et les pigeons) et les perroquets psittaciformes occupent une position distincte dans le système. Probablement, à travers une relation de très longue date, ils sont en quelque sorte liés au vaste détachement de Raksha-like. Selon les idées de Gadov, les pigeons et les tétras des sables au rang des sous-ordres sont inclus dans l'ordre des bécasseaux, et les perroquets, également en tant que sous-ordre, dans l'ordre des coucous. En fait, Wetmore adhère à un point de vue similaire, plaçant un détachement de pigeons immédiatement derrière un détachement de bécasseaux, et un détachement de perroquets à côté d'un détachement de coucous.
L'ordre vaste et varié des Coracornithes est associé aux ancêtres de l'ordre des bécasseaux. La branche principale et la plus puissante est le sous-ordre des pics et des passereaux Pico - Passeriformes, qui est ensuite divisé en groupes distincts de passereaux et de pics. Des macrochires (rapides, colibris) et des oiseaux souris Colii se sont séparés de la base de cette branche. Plus tôt encore, les trogons Thogones se sont séparés de cette branche. A partir de la base même de la branche des oiseaux pic-passereaux, trois autres sous-ordres de rakshiformes se séparent également. Le sous-ordre des Coccygiformes ressemblant à des coucous sépare la branche des yakamar Galbulae (yakamars et bouffées, et selon Wetmore, il s'agit d'un sous-ordre de l'ordre des pics), puis se divise en coucous Cuculidae et bananoïdes Musophagidae. Le sous-ordre des rakshiformes Soraciiformes est divisé en raksh Coraciae proprement dit et en une seconde branche, qui se divise bientôt en hiboux Striges et engoulevents Caprimulgi. Le sous-ordre Halcyoniformes des martins-pêcheurs (il est, semble-t-il, plus proche des Pico-Passériformes que des autres sous-ordres), séparant au tout début la branche latérale de Todi Todi (sauf Todi Fürbringer, cela inclut les Momots), est divisé en 3 groupes apparentés : Martin-pêcheur Halcyones (Alcedinidae), huppes Bucero tes (huppe, calao) et guêpiers Meropes.
La comparaison des concepts phylogénétiques de Fürbringer avec les vues de Gadov et Wetmore (l'ordre et l'ordre de lister les ordres) montre leur coïncidence significative ; les différences marquées dans la position et la relation des groupes individuels sont indiquées ci-dessus.
V dernières années une tentative de représenter graphiquement les relations phylogénétiques entre des groupes individuels d'oiseaux a été entreprise par les ornithologues allemands Berndt et Meise dans un résumé majeur en trois volumes "Histoire naturelle des oiseaux" (Bernd R., Meise W. Naturgeschichte der Vogel, Kosmos, Stuttgart, 1960 (1962), v. 2, p. 668 - 673). La sous-classe des anciens oiseaux à queue de lézard Paleornithes a donné naissance à la sous-classe des nouveaux oiseaux à queue en éventail Neornithes, qui comprend 24 ordres, généralement subdivisés par les auteurs directement en familles; les catégories taxonomiques du rang du sous-ordre et de la superfamille ne sont utilisées, en règle générale, que dans l'ordre des passereaux. La relation entre les ordres d'oiseaux, selon Berndt et Meise, est la suivante :
A partir des oiseaux anciens, l'évolution s'est déroulée dans deux directions (branches) : branches (superordre) des oiseaux terrestres et aquatiques Geonithes et branches (superordre) des oiseaux arboricoles Dendrornithes. Dès le début, les branches des oiseaux terrestres et aquatiques (Fig. 15) séparées par un tronc commun, plus tard séparés, le Crypturi tinamu et les ratites Ratitae, y compris tous les oiseaux vivants ressemblant à l'autruche, y compris le kiwi, et les fossiles de moa et épyornis. De plus, les poulets Galli (dans tout le volume du détachement de Wetmore) se tiennent à l'écart et au même niveau, mais une branche indépendante - les plongeons Pygopodes (y compris les oiseaux fossiles à dents de craie d'hesperornis, les plongeons et les crapauds). Toutes les autres unités de cette branche (superordre) ont origine commune- ils sont comme un verticille de troncs s'étendant d'un site. Relativement étroitement liés les uns aux autres et quelque peu opposés aux autres groupes sont les ordres des grues (bergères, bergères de Madagascar, hérons solaires, pieds rouges, kagu, vraies grues, aram, trompettistes, outardes, karyams, trois doigts ; parmi les fossiles - diatrimes et fororaks) et Phororhacidae échassiers et oiseaux ressemblant à des goélands Limicolae - Lari (yakans, divers groupes de bécasseaux proprement dits, goélands à mottes et - d'après les fossiles - oiseaux de craie à pleines dents - ichthyornis). De plus, à partir de la base commune du verticille (c. Des formes proches des ancêtres des copépodes, une branche est séparée, qui se divise ensuite en les ordres des Tubinares à nez tubulaire et des manchots Sphenisci.
Le développement de la deuxième branche (superordre) des oiseaux arboricoles Dendrornithes commence à partir de certaines formes ancestrales, apparemment plus anciennes que les ancêtres de la première branche (le premier superordre). Au début, 3 ordres sont séparés par un tronc commun : les Cuculi ressemblant à des coucous, les pigeons Columbae (tourterelles, tétras des sables et dodos) et les perroquets Psittaci. La branche isolée suivante est divisée en 2 branches, chacune formant 2 détachements. L'un d'eux donne naissance aux hiboux Striges et aux engoulevents Caprimulgi, l'autre aux trogones Trogones et aux rakshaki Coracii. Plus loin du tronc commun, les ordres des oiseaux-souris Colii et des Macrochires (rapides et colibris) sont également séparés par une branche commune, le détachement de pics Pici (dans le volume de Wetmore) part comme une branche indépendante, et le principal le tronc se ramifie en de nombreuses unités de l'ordre Passeres. De plus, les auteurs proposent des schémas hypothétiques dans lesquels ils tentent de représenter les relations phylogénétiques au sein de plusieurs ordres distincts (prédateurs diurnes, copépodes, plongeons et passereaux).
Les schémas phylogénétiques de Berndt et Meise sont clairs, visuels et faciles à retenir. Cependant, ils ne sont pratiquement pas du tout raisonnés, non étayés par des matériaux et, apparemment, reflètent dans une bien moindre mesure les relations de parenté réelles (phylogénétiques) entre les groupes individuels d'oiseaux que les schémas correspondants de Fürbringer. Il est théoriquement peu probable que la spécialisation biotopique ultérieure des oiseaux ait été clairement définie dès les premiers stades de l'évolution de la classe, ce qui s'exprime dans le schéma esquissé consistant à diviser la sous-classe des « nouveaux oiseaux » en seulement 2 super-ordres distincts et dans un séparation quasi linéaire et séquentielle des commandes. Estimant la nature de l'évolution inhérente aux oiseaux par les formes modernes, qui s'exprime dans un large rayonnement adaptatif au sein de groupes individuels (qui a été brièvement mentionné ci-dessus), il semble plus logique de supposer qu'un large rayonnement adaptatif similaire était caractéristique des phases initiales de l'évolution de la classe. Si tel est le cas, alors nous pouvons dire que les schémas phylogénétiques de Fürbringer, au moins extérieurement, reflètent vraiment la prédominance de ce type d'évolution.
Il est encore trop tôt pour parler d'un système de classes pleinement développé. Cependant, les systèmes de Fürbringer, Gadow et Wetmore, apparemment, peuvent être considérés comme une bonne base pour construire système naturel... Leurs matériaux donnent le plus idée générale sur les relations phylogénétiques de la plupart des groupes. Pour améliorer et clarifier le système de la classe des oiseaux, diverses études supplémentaires sont nécessaires à tous les niveaux taxonomiques (des groupements de sous-espèces aux ordres et super-ordres) : morphologique, écologique, éthologique et génétique. Peut-être qu'à l'avenir, des matériaux précieux seront fournis par l'utilisation d'indicateurs biochimiques et physiologiques ; usage techniques modernes n'a pas apporté de contribution significative à la taxonomie des oiseaux jusqu'à présent. Espérons que le nombre de matériaux paléontologiques augmentera également, ce qui permettra de discuter plus raisonnablement de l'évolution des oiseaux en général et des groupes individuels (ordres, familles).
Toutes les caractéristiques des oiseaux qui les distinguent des reptiles sont principalement adaptatives au vol. Par conséquent, il est naturel de penser que les oiseaux descendent des reptiles.
Les oiseaux descendent des reptiles les plus anciens, dont les membres postérieurs étaient construits de la même manière que chez les oiseaux. Des formes de transition - Archaeopteryx et Archeornis - sous forme de restes fossiles (empreintes) ont été trouvées dans les gisements du Jurassique supérieur. Outre les caractéristiques caractéristiques des reptiles, ils présentent des signes de la structure des oiseaux.
Adaptation des oiseaux à leur habitat
Les oiseaux se sont bien adaptés à une variété de conditions de vie : à la vie dans les marécages, la vie aquatique, dans les airs, les forêts et les arbustes, les plaines ou les rochers.
Pour certains oiseaux (rapides, hirondelles, etc.), l'air est l'habitat principal, puisqu'ils se nourrissent de divers insectes volants dans l'air. Les oiseaux qui se nourrissent dans l'air sont des habitants des falaises, des rochers et de la végétation ligneuse. Les hirondelles et les martinets, par exemple, se sont adaptés pour la deuxième fois pour construire leurs nids dans des bâtiments humains, remplaçant les pentes des berges et des rochers.
Les oiseaux qui utilisent l'air à la fois comme moyen de déplacement et comme moyen d'obtenir de la nourriture passent la majeure partie de la journée en vol. Ils ont l'avion le plus avancé de tous les temps.
Les oiseaux de petite et moyenne taille (rapauds, hirondelles, faucons) ont une aile extrêmement allongée, pointée vers le haut. Leur queue est souvent profondément coupée ou fourchue. Ces oiseaux volent très vite et peuvent faire des virages inattendus. Chez les plus grandes espèces d'oiseaux, l'avion est adapté au vol stationnaire. Par exemple, dans les formes marines (goélands, pétrels), l'aile est relativement longue et étroite, tandis que dans les formes terrestres (oiseaux de proie), elle est plus large et plus courte.
Les oiseaux qui utilisent l'eau comme habitat et proies pour se nourrir ont également des adaptations appropriées. Ils marchaient dans deux directions : les attaches des ailes et les attaches des jambes.
Certains oiseaux (pétrels) ont des ailes extrêmement longues et planent au-dessus de l'eau toute la journée et attrapent la nourriture qu'ils voient. Ces oiseaux peuvent nager sur l'eau. D'autres oiseaux (pingouins) utilisent des ailes pour se déplacer dans l'eau, qui agissent comme des rames. Les plumes de l'aile du pingouin se sont transformées en formations semblables à des écailles, de sorte que ces oiseaux ne peuvent pas du tout voler.
Chez ces oiseaux aquatiques qui utilisent leurs pattes pour nager et plonger, au cours de l'évolution, des membranes sont apparues entre les orteils. Une exception est le poulet d'eau, qui nage bien et n'a pas de membranes sur ses pattes.
Il y a environ 150 millions d'années (au milieu du Jurassique), une branche s'écartait des reptiles, qui ont jeté les bases des oiseaux.
Un peu plus tard, les mammifères (animaux) sont également issus d'autres branches de reptiles, bien que leurs ancêtres - les hommes-lézards animaux - soient apparus plus tôt que les ancêtres des oiseaux. Or, on peut très bien imaginer comment s'est déroulée cette évolution. Dans le sol, dans les schistes stratifiés Europe de l'Ouest(Allemagne de l'Est, Allemagne de l'Ouest et autres endroits) ont trouvé des restes fossilisés de crânes, des os d'oiseaux anciens et de leurs ancêtres, des squelettes entiers avec des écailles, des empreintes de plumes et l'aile entière.
Comment est-ce arrivé?
Certains lézards ont commencé à s'enfuir dans la peur et le danger. En même temps, ils grimpaient sur leurs membres postérieurs (il y a de tels lézards maintenant). Ensuite, ils ont appris à courir uniquement sur leurs pattes arrière (ce qui a pris des millions d'années). Les calculs et les comparaisons nous donnent le droit d'affirmer qu'ils avaient déjà un cœur à quatre chambres, puisque les ancêtres des crocodiles, qui ont le même cœur, étaient proches de cette famille (pseudo-oreille). Ce fut une aromorphose, une évolution qui provoqua une forte ascension de toute leur organisation.
Les lézards qui couraient faisaient des bonds et leurs membres antérieurs agissaient sur le bêta comme des gouvernails. Leurs écailles cornées ont commencé à s'allonger, formant des peignes le long du bord de la main au coude, ramassant plus d'air tout en courant. Plus loin. Ces espèces qui courent sont progressivement passées à grimper aux rochers et aux arbres. Comme proies, ils ont commencé à grimper sur les branches, ce que font les caméléons modernes et de nombreux iguanes.
Parmi les lézards fossiles, certaines espèces avaient des os squelettiques creux remplis d'air. Les arbres ont été grimpés à la fois par ceux avec de tels os et ceux avec des os lourds. Mais lorsqu'il a fallu sauter de branche en branche, et plus tard d'arbre en arbre, les lézards aux os clairs ont sauté plus loin et ne se sont pas cassés en tombant. Bientôt (relativement) leurs écailles et sur les côtés du corps ont commencé à s'allonger, ainsi que le long du bord arrière des pattes de devant. Les écailles s'allongeaient et se fendaient, elle était très légère et "ramassait" plus d'air pendant le saut, gardant le corps en vol. Il était plus facile pour un tel animal de sauter - son corps était aplati. Rappelez-vous qu'une feuille de papier tombe lentement, et si elle est froissée, elle tombe beaucoup plus vite. Les écailles tendues dans tous les sens faisaient office de parachute. Chaque flocon était divisé de différentes manières: "en chevrons" le long des bords de la tige médiane épaissie ou le long des rayons, jusqu'à un centre. Dans le premier cas, une plume a été obtenue à partir des écailles et dans le second - duvet. Dans d'autres parties du corps, les écailles sont restées inchangées pendant longtemps (par exemple, sur les jambes, la couverture cornée du bec).
Les lézards antiques, avec des plumes encore sous-développées, grimpaient aux arbres et aux rochers en utilisant leurs quatre membres, qui avaient des doigts et des griffes. Seules les pattes antérieures se trouvaient de larges écailles plumeuses, qui formaient des visières plates le long du bord arrière de la patte. De tels animaux (pseudosuchies) sont également connus à l'état fossile. Ce sont eux qui se sont progressivement transformés en premiers oiseaux (Archéoptéryx). Leurs squelettes avec des empreintes digitales et même des plumes ont été assez bien conservés. En 1974 en Bavière (RFA), dans les carrières de Zolengofen, un squelette bien conservé du quatrième Archaeopteryx, de la taille d'un étourneau, a été retrouvé. Les trois découvertes précédentes avaient à peu près la taille d'un pigeon. Il a été prouvé que les os étaient creux, comme ceux de vrais oiseaux. Par conséquent, des sacs d'air partant des poumons pénétraient dans les os. Ils avaient des similitudes avec les lézards et les oiseaux.
Donnons la comparaison suivante :
Signes de reptiles conservés chez les premiers oiseaux:
- Les mâchoires, bien qu'étroites, ne forment pas un bec
- Sur les mâchoires - dents
- Queue de 21-28 vertèbres (pourrait se plier)
- Sur les pattes avant - trois doigts libres
- Les côtes étaient attachées aux vertèbres, comme chez les lézards, à un moment donné et n'avaient pas de processus tournés vers l'arrière et s'étendant dans la côte suivante chez les oiseaux.
Signes "oiseaux" de reptiles:
- Le corps est couvert de plumes.
- Les os (cuisses et humérus) sont creux. Par conséquent, il y avait des sacs d'air entrant dans les os.
- L'épaule et l'avant-bras sont devenus une aile.
- Sur l'aile, des plumes denses poussaient, se chevauchant les unes les autres, comme de vrais oiseaux.
- Sous le tibia, à partir des os fusionnés longitudinalement, un tarse s'est formé.
À cela, nous ajoutons que les sacs aériens s'éloignent des poumons des caméléons modernes. Certains dinosaures avaient également des cavités dans leurs os. Cependant, ni l'un ni l'autre n'ont volé et ne volent pas. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de dire que ces dispositifs ont servi à "faciliter" le vol. De plus, les meilleurs flyers modernes - les martinets n'ont pas d'os creux. Ils sont " envahis " par la moelle osseuse.
Ainsi, les mâchoires des premiers oiseaux étaient encore larges, avec de nombreuses petites dents. Longue, comme celle des lézards, la queue était constituée de nombreuses vertèbres et pouvait se plier dans toutes les directions. Sur les membres antérieurs, au moins deux doigts avaient disparu, les trois autres étaient encore bien développés, avec des griffes et, apparemment, aidés avec des lasagnes. Mais derrière la main, le membre portait déjà une aile assez développée de plumes denses. De tels pionniers, probablement, ne volaient toujours pas bien, ils ne pouvaient que basculer d'arbre en arbre. La queue a été la première à être raccourcie. La longue queue l'emportait sur. planification, bien qu'il ait été enveloppé sur les bords avec des plumes. Ensuite, les membres antérieurs, qui fonctionnaient à la fois comme une patte d'escalade et comme une aile, ont été progressivement libérés de la charge précédente et ont commencé à fonctionner uniquement comme une aile, ayant perdu les orteils libres.
Il existe cependant, et de nos jours, des oiseaux qui gardent les doigts libres sur l'aile, même avec des griffes. Les poussins Hoatzin grimpent ainsi sur les branches. La griffe sur le premier orteil se trouve chez certaines espèces carnivores, les oies et les palameds de Haun. Dans d'autres palameds, des « éperons », sans doute de même origine, dépassent du bord de l'aile. Sur le deuxième orteil, les griffes sont moins courantes chez les oiseaux modernes. Ils sont connus parmi le nandou casoar, le kiwi et les toucans. Enfin, chez l'autruche africaine, des griffes poussent sur les trois orteils de l'aile.
Les dents des premiers oiseaux ont encore été conservées longtemps : à en juger par les crânes des dernières couches de la terre (crétacé), pendant 50 millions d'années. Les dents ont complètement disparu des oiseaux il y a environ 70 millions d'années. Les restes des doigts dans l'aile ont été conservés chez tous les oiseaux à ce jour. Il y en a trois, dont un avant court ("pouce"), qui peut encore tourner légèrement. Un faisceau séparé de plumes y est attaché - une "aile" sur le bord avant de l'aile. Les oiseaux qui volent rapidement (prédateurs, etc.), tournent leurs ailes, régulent le vol, ralentissent à la volée, etc. Sur les pattes des oiseaux, les écailles d'anciens ancêtres - les lézards - sont conservées. La structure des œufs et le développement des embryons d'oiseaux sont très peu différents du développement des lézards. La température corporelle est devenue constante. Le système circulatoire modifié avec un cœur à quatre chambres fournit une oxydation du sang plus active (connexion avec l'oxygène), ce qui augmente la température corporelle, et une épaisse couverture de plumes et de duvet maintient au chaud.
Ainsi, les lézards grimpants, qui ont appris à sauter, puis à sauter d'arbre en arbre, sont devenus plus tard des oiseaux.
Si vous trouvez une erreur, veuillez sélectionner un morceau de texte et appuyez sur Ctrl + Entrée.
