Ako sa objavil prvý vták. Pôvod vtákov: vlastnosti, zaujímavé fakty a popis. Význam a ochrana vtákov. Predkovia - vodné vtáctvo

V roku 1861 boli na území južného Bavorska objavené pozostatky Archeopteryxa – opereného tvora veľkosti vrany, ktorý žil asi pred 145 miliónmi rokov. Ako veria mnohí vedci, bol to on, kto bol predchodcom moderných vtákov. Ale viac ako storočie v paleontológii bola medzi ním a skutočnými vtákmi medzera, ktorá nebola vyplnená inými nálezmi. Až za posledných 20 - 25 rokov, s objavom mnohých nových vtákov druhohornej éry, sa ukázalo: pred 140 - 110 miliónmi rokov bol ich svet bohatý a rozmanitý. Je pravda, že rôzni vedci interpretujú tieto zistenia rôzne. Ktorá z nimi uvádzaných hypotéz je bližšie k pravde, a teda k pochopeniu ciest a zákonitostí evolúcie?

Paleontológovia sú z pohľadu laickej verejnosti špecialisti, ktorí nachádzajú a študujú mamuty a dinosaury. Ich obrovské kostry v múzeách skutočne priťahujú pozornosť a udivujú fantáziu. Ale dobre zachované exempláre sú zriedkavé. Oveľa častejšie sa v zemských vrstvách nachádzajú jednotlivé kosti, zuby a lebky, opisujú vzhľad vyhynutých zvierat a skúmajú ich príbuzenské vzťahy. Fosílne obry nám v podstate ukazujú len konečné, vysoko špecializované výsledky evolúcie. Pôvod väčšiny skupín stavovcov patrí medzi malé a nenápadné tvory bez väčšej anatomickej rozmanitosti. Navyše v tomto stave sa na mnoho miliónov rokov navzájom nahrádzali, potom buď vymreli, alebo si našli inú voľnú niku života, kde začalo ich široké, ako hovoria odborníci, adaptívne vyžarovanie, t.j. objavilo sa mnoho nových druhov prispôsobených zmeneným podmienkam prostredia.

ARCHEOPTERIX

História vtákov a ich letu zostali dlho záhadou. Hoci tieto otázky položila veda ešte pred objavením sa práce Charlesa Darwina o pôvode druhov. V polovici XIX storočia. takmer súčasne s vydaním tohto slávneho diela bol objavený Archeopteryx, ktorý prírodovedci vnímali ako triumf evolučnej teórie. Zdalo sa, že je to tu - chýbajúce prechodné spojenie medzi plazmi a vtákmi. Doteraz sa v učebniciach, od školy až po univerzitu, môžete dočítať, že vtáky sú lietajúce tvory pokryté perím, s jedným legalizovaným predkom - Archeopteryxom - prechodnou formou z plazov.

Ihneď po objavení prvého exemplára (teraz je známych už 10) niektorí vedci vyjadrili pochybnosti, že predkom iných vtákov bol práve Archeopteryx. Ak za takého považujeme všetkých, ktorí majú krídla, perie a vedia lietať, hodí sa k prapradedovi vrabcovi. Ak sa ponoríte do anatómie, vrabec z neho nevyjde: funkčne je ako vták, ale štrukturálne - čistý plaz. Okrem peria nemá nič spoločné so skutočnými vtákmi: lebka je inak usporiadaná, stavce nie sú rovnaké, predné končatiny sa síce stali krídlami, no detaily stavby ich kostry sú odlišné, ale aj stavce nie sú rovnaké. to isté platí pre nohy.

Výskumníci boli rozdelení. Niektorí tvrdili: vtáky pochádzajú zo starých plazov podobných jašterice; iní verili, že Archaeopteryx a za ním všetky ostatné vtáky majú svoj pôvod v mäsožravých (teropódnych) dinosauroch.

V roku 1926 vyšla solídna kniha Dána Gerharda Heilmanna „Pôvod vtákov“ dňa anglický jazyk... Závery autora sú jednoznačné: vtáky sa „narodili“ z plazov kodontov, nie z mäsožravých dinosaurov. Podľa vedcov samotné teropódy - dravé dinosaury - pochádzajú z tekodontov.

Archaeopteryx má s tým druhým veľa spoločného. Ich blízky vzťah podrobne rozobral a v 70. rokoch potvrdil americký paleontológ John Ostrom. Archeopteryxa však považoval za najstaršieho vtáka. Tejto hypotézy sa dnes držia ako zástancovia pôvodu vtákov z teropódov, tak aj ich odporcovia, ktorí veria, že Archaeopteryx pochádza z dravých plazov – archosauromorfov, starších ako teropódy. Ak je to tak, potom pre jednu a druhú hypotézu je potrebné akceptovať, že evolúcia postupuje postupne, v priamej línii, od jednoduchého k zložitému. A to sa v prírode nedeje. Celá skúsenosť paleontologického a moderného molekulárneho genetického výskumu posledných desaťročí ukazuje: evolúcia postupuje na širokom fronte, pokusom, cez úspechy a omyly, v lúčoch paralelných vývojových línií. A práve takýto charakter evolučných zákonitostí dobre ilustrujú nové údaje o historickom vývoji vtákov. To je dôvod, prečo sa úvahy o perách a kostiach stávajú kľúčom k pochopeniu hlavných problémov jej teórie.

FANÚŠOK NOVÝCH FAKTOV

Takmer 150 rokov boli hypotézy o pôvode a príbuznosti vtákov založené takmer výlučne na štúdiu Archeopteryxa. Dejiny kenozoických vtákov (ku ktorým patria všetci ich moderní predstavitelia) za posledných 65 miliónov rokov sú tiež dobre študované. Z obdobia druhohôr, od nás zaujímavých tvorov, existovali iba ojedinelé vzácne nálezy, ktoré nezodpovedali celkovému obrazu. A zrazu nastal zlom.

Po prvé, v roku 1981 boli Enantiornithes popísané z Argentíny. Čoskoro sa začali nachádzať na všetkých kontinentoch v sedimentoch kriedy, t.j. v rozmedzí od 145 do 65 miliónov rokov. Navonok podobné skutočným vtákom - plne operené, s dobre vyvinutými krídlami, zdanlivo s rovnakými labkami a chvostmi, ale z hľadiska detailov kostrovej štruktúry sú úplne odlišné: majú veľa spoločného s Archeopteryxom. Preto ich možno zaradiť do skupiny takzvaných jaštericových, na rozdiel od vejárovitých, kam patria všetky moderné vtáky.

Potom objavili úplne nezvyčajné vtáky s názvom Confuciusornithidae. Ich kostra má veľa primitívnych a originálnych prvkov v štruktúre, avšak podľa niektorých znakov sú podobné moderným vtákom. Najmä ich zobák bol pokrytý zrohovatenou pošvou a nemal zuby a na hrebeni ramennej kosti bola veľká diera neznámeho účelu.

Verilo sa, že skutočné vtáky s vejárom sa objavili a žili takmer výlučne v kenozoiku. No zrazu sa začali nachádzať v sedimentoch začiatku obdobia kriedy, poslednej v druhohornej ére, ktorá trvala asi 80 miliónov rokov, t.j. dlhšie ako celé kenozoikum. Prvý spoľahlivý takýto vták s názvom Ambiortus dementjevi bol nájdený začiatkom 80. rokov 20. storočia v Mongolsku. Potom sa to zdalo také nezvyčajné, že niektorí z paleontológov neverili v realitu jeho existencie.

A nakoniec, v Číne sa našli rôzne teropodné dinosaury s perím. Navyše, v niektorých bolo zdanie páperového krytu, v iných boli dlhé perie umiestnené iba na koncoch krídel a chvosta a iné boli úplne pokryté malými pierkami. A zrazu vedci „stretli“ malého dinosaura vo veľkosti bažanta, ktorý si zachoval svoje skutočné krídla so zodpovedajúcimi perami a navyše nohy boli vybavené rovnakými perami! Štvorkrídlový leták! Neskôr sa ukázalo, že rozdielne operenie je charakteristické pre dinosaury z piatich rôznych čeľadí teropodov (Oviraptoridae, Avimimidae, Dromeosauridae, Therizino-sauridae, Troodontidae), ktoré sa nachádzajú na všetkých kontinentoch okrem Antarktídy. Navyše, dokonca aj korunné tyranosaury (Tyrannosauridae) mnohých mäsožravých dinosaurov boli s najväčšou pravdepodobnosťou pokryté perím. Čo to znamená? Tu boli pozície špecialistov opäť kategoricky rozdelené. Niektorí argumentujú: niektoré z týchto dinosaurov v skutočnosti nie sú, v skutočnosti sú to vtáky, ktoré stratili schopnosť lietať, zatiaľ čo u iných dinosaurov sa kolagénové štruktúry kože modifikované vo fosílnom stave považujú za páperový obal. . Iní vedci sa domnievajú, že tieto nálezy dokazujú pôvod skutočných vtákov (spolu s Archeopteryxom) z teropodných dinosaurov.

EVOLÚCIA JE MIMORIADNA FANTÁZIA

Ale je možné aj iné posúdenie všetkých nových skutočností. Archaeopteryx s enantiornis, majúci veľké číslo spoločné črty s teropodnými dinosaurami s najväčšou pravdepodobnosťou pochádzajú z nich a korunovali jeden z pokusov plazov ovládnuť vzduch. Žiaľ, nebolo to úspešné. Archaeopteryx zmizol v období Jury a enantiornis prehral v konkurencii so skutočnými vtákmi a vymrel bez stopy spolu s dinosaurami na konci obdobia kriedy.

Ukazuje sa, že skutočné vtáky s chvostom po milióny rokov existovali súčasne s týmito dinosaurami? A vznikli z akýchsi pôvodných archosauromorfov (podtrieda plazov charakteristická pre začiatok druhohôr) dávno pred lietajúcimi dinosaurami? Niečo podobné sa mohlo stať aj na konci triasu (asi pred 220 miliónmi rokov).

Obdobie druhohôr začalo asi pred 250 miliónmi rokov a trvalo asi 185 miliónov rokov; je rozdelená do troch období: trias (začiatok pred 250 miliónmi rokov, trvanie približne 35 miliónov rokov), jura (začiatok pred 213 miliónmi rokov, trvanie približne 70 miliónov rokov) a krieda (začiatok pred 144 miliónmi rokov, trvanie približne 80 miliónov rokov) .

Caudipteryx (Caudipteryx zoui Ji et al., 1998) zo skorej kriedy v Číne patrí k teropodným dinosaurom, no niektorí vedci ho považujú za vtáka, ktorý stratil let. Caudipteryx sa vyznačuje malými pierkami na chvoste a koncoch predných končatín (znázornené červenými šípkami). Veľa caudipteryxov v brušná dutina zachovali sa nahromadenia gastrolitov (červená šípka); sú zobrazené vo zväčšení vpravo hore.

V Jeholornis (hore) a Confuciusornis (dole) sú pazúry (znázornené modrými šípkami) na prstoch krídel ohnuté smerom von, čo nie je náhoda: s najväčšou pravdepodobnosťou sa mali prilepiť na konáre. (Foto z knihy čínskeho paleontológa L. Hou.).

Konfuciusornis posvätný (Confuciusornis sanctus Houetal., 1995) je jedným z prvých senzačných nálezov ranných kriedových vtákov v provincii Liaoning v Číne. Teraz je popísaných 6 typov.

Longirostravis (Longirostravis hani Hou et al., 2003) zo skupiny vtákov enantiornis. Veľkosť škorca, s predĺženým tenkým zobákom, ktorého špička bola vyzbrojená malými zubami, čo pravdepodobne umožňovalo vytiahnuť zakrytú korisť a bezpečne ju držať.

Existujú o tom nepriame dôkazy - nálezy stôp malých vtákov z obdobia neskorého triasu a včasnej jury v Južnej Amerike, Afrike a Európe. Vtáčie kostry za tie milióny rokov nepoznáme. Až donedávna sa však o ich prítomnosti v ložiskách staršej kriedy nevedelo. Našli sa len stopy a veľké množstvo peria, čo nám umožnilo dlho rozprávať o neznámom vývoji vtákov minimálne v období kriedy.

Z jednotlivých nálezov sú známe ďalšie línie starých vtákov, ktoré po dôkladnom štúdiu nekorelujú ani s enantiornis, ani confuciusornis, ani so skutočným vejárom.

Ukazuje sa, že evolúcia urobila veľa pokusov vyniesť plazy a ich potomkov do neba. Z rôznych dôvodov väčšina experimentov zlyhala a skončila vyhynutím. Iba ventilátor s chvostom nakoniec vydal silný výbuch adaptívneho žiarenia a ovládol vzduch vo všetkých jeho vrstvách. Ukazuje sa, že evolúcia nepôsobí ako ekonomická milenka, ale ako márnotratný rojko.

POKLAD PROVINCIE LIAONING

Väčšina senzačných paleontologických objavov v posledných rokoch bola spojená s provinciou Liaoning na severovýchode Číny. Kriedové lokality v tomto regióne sú odborníkom známe už od 20. rokov 20. storočia. Kedysi tam našli Vysoké číslo len fosílne ryby, hmyz a rastliny. Ale na konci XX storočia. boli nečakane objavené vtáky a operené dinosaury. Medzi prvými sú to pravé vejárovce, enantiornis a confuciusornis a niekoľko ďalších samostatných rodov vtákov, ktoré vedci zatiaľ nemôžu priradiť k žiadnej z ich známych skupín. A takmer všetky spomínané operené dinosaury sú popísané na základe materiálov z Liaoningu. Teraz boli nájdené v raných kriedových a dokonca jurských ložiskách a v iných provinciách Strednej ríše. Mimochodom, v tejto provincii sa okrem rôznych vtákov našli aj neznáme cicavce, jašterice, pterosaury, dinosaury, korytnačky, obojživelníky, rôzne ryby, množstvo hmyzu a bohatý rastlinný materiál vrátane najstarších kvitnúcich rastlín. Celkovo už bolo z Liaoningu popísaných viac ako 30 druhov vtákov, rovnaký počet dinosaurov a 6 druhov cicavcov.

Je pozoruhodné, že mnohé živočíchy sú tam zastúpené nielen kostrami, ale aj odtlačkami mäkkých tkanív, vonkajšími kožnými krytmi (koža, šupiny, vlna, perie), vnútornými orgánmi a dokonca aj obsahom ich tráviaceho systému. Tak sa na mieste žalúdkov u Caudipteryxa zachovali operené dinosaury z čeľade oviraptoridov a Sapeomis, prastarý vták s nejasnými príbuzenskými zväzkami, nahromadenie gastrolitov (drobných kameňov), ktoré prispievali k mletiu rastlinnej potravy. V ústnej dutine Yanornisa, prastarého vtáka s vejárovým chvostom, sa našli pozostatky rýb, u Sinosauropteryxa, malého mäsožravého dinosaura, kosti cicavca a u cicavca Repenomamus pozostatky dinosaura. Čínske pohrebiská teda umožňujú spoznať biotu tejto časti vtedajšieho sveta v celej jej rozmanitosti, ako aj ekologické charakteristiky jej jednotlivých predstaviteľov. Volá sa Jehol Biota.

Geologický vek jej ložísk, založený na izotopoch argónu, uránu a olova, je určený na obdobie pred 110 - 130 miliónmi rokov. Vznikli v sladkovodných jazerách a priľahlých korytách riek a deltách. Je známe, že takéto ložiská sú rozmiestnené na obrovskom území v mnohých častiach Číny, Mongolska, južnej Sibíri, Kórey a Japonska. Čím to je, že iba Liaoning sa vyznačuje obrovským paleontologickým bohatstvom? Faktom je, že silná sopečná činnosť sa v tomto regióne prejavila už v staršej kriede. Pravidelné erupcie so silnými emisiami popola a uvoľňovaním jedovatých plynov zničili všetko živé a celé zvieratá boli pochované pod vrstvami popola v jazerných sedimentoch. Zozbieralo sa napríklad mnoho stoviek, ba tisícok exemplárov takzvaného „konfuciusornisa posvätného“ (Confuciusornis sanctus). Pravda, hovorí sa, že väčšina z nich putovala do súkromných zbierok.

EVOLUČNÝ "PRÁVNIK"

Podľa našej hypotézy sa v priebehu desiatok miliónov rokov paralelne vyvíjali rôzne vtáky pochádzajúce z rôznych skupín plazov (samozrejme, nevyhnutne zjednodušujeme evolučný scenár, vynechávajúc celý súbor faktických dôkazov, ktoré už boli publikované v špeciálnych vedeckých prácach, ale sa snažia správne vyjadriť podstatu hypotetického procesu) ... Všetko uvedené podporujú aj údaje z iných oblastí paleontológie, pretože nielen vtáky, ale aj ďalšie hlavné triedy stavovcov sa vyvíjali podľa podobného scenára.

Ešte v 70. rokoch 20. storočia pracovník nášho ústavu Leonid Tatarinov (akademik od roku 1981) preukázal najmenej 7 pokusov plazov stať sa cicavcami, ale iba jeden alebo dva boli úspešné. V priebehu mnohých miliónov rokov paralelne existovalo niekoľko evolučných línií cicavcov, z ktorých, ako v roku 2007 ukázal pracovník nášho ústavu, doktor biologických vied Alexander Agadzhanyan, prežili len tri: placentárny, vačkovec a vajcorodý. Podľa štúdií akademičky Emilie Vorobyevovej (Inštitút ekológie a evolúcie pomenovaný po A. N. Severcovovi z Ruskej akadémie vied), realizovaných v 70. - 90. rokoch minulého storočia, sa ryby podobné rybám opakovane pokúšali pristáť na súši. Takýmito „ašpiráciami“ sa však nevyznačujú len stavovce. Rôzne bezstavovce sa pokúšali stať článkonožcami (článkonožcami), čo sa odráža v prácach doktora biologických vied Alexandra Ponomarenka z posledných rokov (Paleontologický inštitút A. A. Borisjaka Ruskej akadémie vied). A dokonca aj v flóry Ako v roku 1989 ukázal ďalší náš zamestnanec, doktor geologických a mineralogických vied Valentin Krasilov, bolo vykonaných najmenej šesť pokusov na premenu proangiospermov na kvitnúce rastliny, z ktorých väčšina nás obklopuje dodnes.

Kolega Ponomarenko tento obraz evolúcie obrazne nazval evolučným „trávnikom“. Mnoho samostatných „stoniek“ sa na ňom vyvíja súčasne a navzájom paralelne. A dodali sme, že väčšina z nich „kosí“ ekologické a evolučné mechanizmy. A len niektoré evolučné „stopky“, ktoré sú zvyčajne na okraji vyvíjajúceho sa priestoru, sa zachovajú, dozrievajú, dávajú „šľahu semienka“ a pokračujú vo svojom ďalšom vývoji.

Prečo však napríklad enantiornis vyhynul, zatiaľ čo skutočné vejárovité vtáky sa naďalej vyvíjali? Možno preto, že enantiornis sa ponáhľal stať sa vtákmi. Poznáme kostry ich embryí z ložísk vrchnej kriedy Mongolska starých asi 70 miliónov rokov. Takže ich kostra bola úplne vytvorená už vo vajci. A ich mláďatá očividne vyšli na svet ako absolútna kópia dospelých. Stačilo dorásť do plnej veľkosti a rástli celý nasledujúci život. U pravých vejárovitých vtákov sa kurčatá, rovnako ako v našej dobe, vyliahli z vajec s polovičnou chrupavkovou kostrou. Potom veľmi rýchlo, väčšinou do 2 - 4 mesiacov úplne skostnatel a zastavil ďalší rast. Enantiornis sa teda vynorili z vajíčok ako už sformované vtáky a následne sledovali dráhu vtáka, niekedy pravdepodobne nedosiahli všetky možnosti, ktoré im let poskytoval.

Skutočné vtáky v postembryonálnom období rýchlo dosiahli dokonalosť letákov a udržali si ju počas celého života. Možno to bol hlavný dôvod, prečo enantiornis stratil vzdušný priestor pre ventilátor s chvostom? Nedávno sme opísali unikátny nález fosílneho vtáčieho mozgu z cenomanských ložísk (starých asi 93 miliónov rokov) z oblasti Volgograd. Špecialista na štúdium centrálneho nervového systému zvierat, doktor biologických vied Sergej Savelyev (Ústav humánnej morfológie Ruskej akadémie lekárskych vied) sa domnieva, že v tomto mozgu boli oddelenia zodpovedné za mobilitu, inteligenciu atď. u moderných vtákov. Podľa nepriamych dôkazov by takýto mozog mohol patriť enantiornisovi. Bol to ďalší dôvod ich konkurenčnej prehry so skutočnými vtákmi?

AKO LIETAJÚ?

Predtým sa verilo, že pôvod peria a let ako taký sú neoddeliteľne spojené. Teraz, po objavení rôznych operených teropodných dinosaurov a rôznych starých vtákov, musíme túto hypotézu opustiť. Ukazuje sa, že k získaniu prikrývky peria došlo v dôsledku iných okolností.

Možno mal najskôr funkciu tepelného tienenia alebo zakrýval svojich majiteľov pred ostrým ultrafialovým slnečným žiarením. Krátke mäkké krycie perá nemôžu lietať. Odkiaľ sa potom vzalo tvrdé a dlhé perie krídel a chvosta? Predpokladá sa, že primárne predĺženie a zvýšenie ich veľkosti u predkov vtákov a lietajúcich dinosaurov bolo spôsobené tvorbou dekoračných štruktúr spojených s ukážkami párenia.

Ale ako lietali? Doteraz v tomto smere súperili dve hypotézy. Jeden po druhom, „stromový“, označovaný smerom „zhora nadol“, sa prvé lety uskutočnili v štádiu stromových archosauromorfných predkov vtákov, ktorí vyliezli na stromy, zvierali ich prednými labkami a potom začali skočiť dole, po ktorom leteli. Podľa iného, ​​„zemného“, úzko súvisiaceho s pôvodom vtákov od dinosaurov, bol vektor iný – „zdola nahor“: bežali a bežali, rýchlejšie a rýchlejšie, skákali a nakoniec leteli. V každom prípade išlo o dvojnohých predkov – dvojnohé, ako ich nazývame, pohybujúce sa len ďalej zadné nohy, s voľnými prednými končatinami, oslobodenými od funkcie opory. Ale obe hypotézy zanechali veľa otázok a nezrovnalostí, ktoré neumožňovali ich prijatie v čistej forme. Napríklad u Archaeopteryxa, enantiornisa a Confuciusornisa sú pazúry na predných nohách (krídlach) nejako ohnuté smerom von. Ako môžete uchopiť hlaveň s touto orientáciou? Aby to urobili, musia byť ohnuté dovnútra, aby sa prilepili na kmeň.

Spolu s Igorom Bogdanovičom, kandidátom biologických vied (Inštitút zoológie pomenovaný po I.I.Shmalhausenovi, Národná akadémia vied Ukrajiny), sme vyvinuli novú kompromisnú hypotézu o pôvode letu. Po bipedalite považujeme za kľúčový faktor stavbu labky vtákov a teropodných dinosaurov. Už u úplne prvých známych ranokriedových pravých vtákov bola zadná labka usporiadaná podľa typu anizodaktyla: jej tri predné prsty smerujú dopredu a prvá vnútorná labka je úplne proti nim a smeruje dozadu. Mimochodom, hoci v triase a jure zatiaľ nikto nenašiel kostry vtákov, odtlačky ich stôp z neskorého triasu v Argentíne a zo začiatku jury v Afrike a Európe ukazujú práve takúto štruktúru labiek.

Postupnosť hypotetických štádií získania letu skutočnými vtákmi:
I - dvojnohý suchozemský arhosauromorf;
II - vznik anizodaktýlie u archosauromorfného predka skutočných vtákov;
III - skákanie na spodné vetvy stromov a kríkov;
IV - spoľahlivé pristátie na bidielka s konečnou tvorbou anizodaktýlie a počiatočným znížením dlhého chvosta;
V a VI - vzhľad peria so symetrickými sieťami na distálnych segmentoch predných končatín a chvosta na ukážky párenia;
VII - vytvorenie asymetrického aerodynamického peria na krídlach a zníženie dlhého chvosta;
VIII - prechod do skutočného mávavého letu.

Ďalej. U najstarších známych skutočných vtákov zo sedimentov spodnej kriedy mal chvost už vejárovitý tvar - krátka chrbtica s krátkym pygostyle (rad akrétnych posledných chvostových stavcov), na ktorých sedeli ako vejári perie. Čo im to dalo? S labkami s takýmto usporiadaním prstov mohli spoľahlivo uchopiť konáre a držať sa ich, bez balansovania s dlhým chvostom. A postupne zmizol, tk. takýto zadný vyvažovač nebol potrebný, pretože slúžil archeopteryxom a opereným teropodným dinosaurom. Nevedeli sa pevne držať konárov. Ich prvý prst nikdy nedosiahol úplne opačnú polohu. Preto museli zostať na konároch a balansovať s dlhým chvostom. A nemohli liezť na stromy pozdĺž kmeňov a zvierať ich prednými labkami-krídlami, pretože pazúry na prstoch boli ohnuté von. A na čo teda slúžili takto orientované pazúry? Predpokladáme, že na to, aby sa držali okolitých konárov nespoľahlivou oporou na zadných nohách - veď ich prsty konár úplne nechytili. Poznámka: u prvých pravých vejárovitých vtákov sa síce pazúry na prstoch ešte zachovali, ale už boli malé a takmer rovné - neohnuté.

Ako teda tieto rané vtáky a teropodné dinosaury, túžiace po lietaní, vyliezli na stromy? Pravdepodobne skáče na spodné konáre a pohybuje sa vyššie a vyššie. Tie prvé sa navyše spoľahlivo držali na konároch pomocou anizodaktylových labiek, kým druhé si pomáhali dlhými krídlovými prstami s pazúrmi vyhnutými von.

Prečo potrebovali stromy pre oboch? V prvom rade sa nenaučiť lietať. Let sa začal až neskôr, v dôsledku vývoja nadzemnej úrovne života. Dá sa predpokladať, že tam začali liezť v snahe vyvinúť nové zdroje krmovín. Alebo sa počas noci vzdialiť od pozemných predátorov. Alebo tam usporiadať hniezda, čím si poistia znášky vajec a potomkov, opäť pred predátormi. Alebo na to druhý a tretí spolu.

S krátkym, ľahkým chvostom a ľahkou kostrou skutočné vtáky, ktoré spočiatku zostupovali zo stromov, trepotali sa so základmi operených krídel, nakoniec leteli skutočným mávavým letom. Opereným dinosaurom, hoci dostali na krídla dlhé perie, „narástli“ rovnaké perie aj na zadných nohách, s najväčšou pravdepodobnosťou nezískali skutočný let, hoci sa z nich stali celkom dokonalí „pilotovia vetroňov“.

Ostáva teda čakať už len na aspoň jeden nález skutočného vtáka s anizodaktylovou labkou, s vejárovitým chvostom v jure, a ešte lepšie v neskorotriasových sedimentoch. A boli. Len sme sa z mnohých dôvodov ešte nestretli. V skutočnosti sme celkom nedávno nevedeli takmer nič o ranej kriede v histórii vtákov. Len nevedeli. Niektorí zo špecialistov ani neverili, že aj vtedy existovali skutočné fan-tailed.

Štúdia bola podporená grantom RFBR 07-04-00306.

Doktor biologických vied Evgeny KUROCHKIN, vedúci laboratória Paleontologického inštitútu pomenovaného po A. A. Borisjak RAS

Prečítanie článku zaberie: 4 minúty

"A prečo ľudia nelietajú ako... dinosaury?" ©

Prvýkrát ma myšlienka na obrovský zubatý pôvod vrabcov, kačíc, husí a iných pernatých tvorov navštívila v nedeľu ráno – za oknom cválal po pozinkovanom prílive nejaký druh dupajúceho tvora, ktorý svoje skoky komentoval vysokými tónmi. . Mierne odhrnul záves a objavil som vtáka škorcovho systému – a práve v tomto momente mi škorec akosi pripomenul medzi filmármi obľúbeného Tyranosaura rexa. Áno, dočerta – točí sa to isté hlava, kývanie tela pri chôdzi, nepríjemné plače! Mohlo sa naozaj stať, že dinosaury patrili medzi predkov chladených kuracích tiel predávaných v obchodných reťazcoch?

Tyrannosaurus - blízky príbuzný kolibríkov

Prvá vec, ktorú majú vtáky spoločné s dinosaurami, sú vajcia, ktoré nosili, aby mohli pokračovať vo svojich potomkoch. Jedinou skupinou viac či menej známych lietajúcich dinosaurov sú však pterodaktyly, ktoré, súdiac podľa záberov zrekonštruovaných paleontológmi, nemali absolútne žiadne operenie... A ešte niečo – je dobre známe, že akékoľvek plazy sú chladnokrvné, t.j. ich telá nie sú schopné udržiavať stálu teplotu ako cicavce. A všetky vtáky sú teplokrvné.

Podľa školského kurzu biológie je Archaeopteryx považovaný za predchodcu moderných vtákov - toto stvorenie svojím perím a štruktúrou niektorých kostí skutočne vyzeralo ako vták. No podľa výsledkov štúdií posledných desaťročí nebol Archeopteryx vtákom, vo väčšej miere je to poddruh dinosaurov, navyše slepá ulička, t.j. pred miliónmi rokov sa ďalej nevyvíjal a úplne vyhynul. Takže kto je on - predok vtákov?

Paleontológovia veria, že vtáky sa vyvinuli z terapodov - mäsožravých dinosaurov so silnými a dlhými nohami, krátkymi hornými končatinami, silnou lebkou, ostrými zubami a výbornou chuťou do jedla. Štruktúra kostry vtákov a kostier dinosaurov dvoch čeľadí z podtriedy terapodov - oviraptosaurus a dromaeosaurid - je veľmi podobná. Navyše, zástupcovia niekoľkých rodov dinosaurov patriacich do uvedených rodín boli pokrytí perím a mali krídla!

Pred 66 miliónmi rokov, na samom konci obdobia kriedy, existovali dromaeosauridy. Silný, obratný, asi 180 cm vysoký a asi 15 kg vážiaci dromaeosaurus bol úspešným lovcom živej koristi - dlhé nohy umožnilo mu zrýchliť na 80 km/h, skočiť na vzdialenosť až 7 m. Každá noha mala dlhý a ostrý pazúr, pomocou ktorého dromaeosaurus prepichol kožu obete v skoku a tiež liezol na stromy loviť zo zálohy. Krátke krídla mu nedovolili lietať – dinosaurus ich používal na brzdenie v zákrutách. Ak neberiete do úvahy dlhý chvost a zubaté ústa dravca, potom sa dromaeosaurus svojou veľkosťou podobal moderným pštrosom.

V rodine oviraptosaurov objavili paleontológovia najväčšieho vtáčieho dinosaura v histórii Zeme, ktorý mal krídla – gigantoraptora, ktorého výška presahovala 3 metre a celková dĺžka tela vrátane chvosta bola asi 8 metrov. Hmotnosť tohto dinosaurieho vtáka je jeden a pol až dve tony. Tým zaujímavosti nekončia – gigantoraptor nemal zubatú tlamu charakteristické pre dinosaury, mal ... vtáčí zob! Rovnako ako dromaeosaury, gigantoraptor používal krátke krídla na spomalenie v zákrutách pri prenasledovaní koristi.

Mimochodom, najväčší dinosaurus z podradu therapódov, hoci nemal krídla, ale bol pokrytý najjednoduchším 15 centimetrovým perím, bol yutirannus - vysoký 3,5 metra, dlhý 9 metrov a vážiaci jeden a pol tony. Yutyrannus žil na začiatku obdobia kriedy, asi pred 125 miliónmi rokov a patril do rodiny tyranosaurov – áno, tí istí tyranosauri!

Vráťme sa k oviraptosaurom, vedcom mylne nazývaným „krádači vajec“, pretože paleontológovia minulého storočia ich za také považovali. V skutočnosti dvojmetrové a 400-kilogramové oviraptory, ktoré žili pred 75 miliónmi rokov, vôbec nekradli cudzie vajíčka, práve naopak – inkubovali ich znášku, ako to robia moderné vtáky. Oviraptosaury nevedeli lietať, ich krídla boli príliš krátke, ale telo týchto dinosaurov bolo úplne pokryté perím a hlava bola vybavená vtáčím zobákom.

Na záver vám predstavujem Avimima, malého predstaviteľa čeľade oviraptosaurusov - výška nie viac ako 70 centimetrov, hmotnosť asi 15 kg. Tento dinosaurus nemohol lietať kvôli rovnakým krátkym krídlam, ale bežal perfektne, jeho zobák bol vybavený zubami, čo vedcom umožňuje považovať avimim za mäsožravce. Pozrite sa však ešte raz na jeho podobu – kto sa viac podobá na dinosaura alebo ... napríklad na sekretárskeho vtáka?

V období kriedy sa zrodili nielen operené dinosaury, ale aj prvé vtáky - protoavis, ichthyornis, enantiornis atď., Ktoré operené dinosaury s potešením jedli. Ako viete, obdobie kriedy sa skončilo prudkým poklesom teploty na našej planéte, a preto všetci zástupcovia dinosaurov vymreli, ale prvé vtáky prežili - vyvinulo sa perie a rozdelený krvný obeh (arteriálny a venózny) im umožnil udržať si telo. teplota bez ohľadu na slnečné teplo. A krídla uľahčovali prechod z oblastí chudobných na potraviny do oblastí bohatých, z chladných do teplých. Operené suchozemské dinosaury sa tiež pokúšali zahriať svoje telo perím, no buď sa vyvíjali príliš pomaly, alebo sa tam ich modernizácia zastavila – napriek tomu to bola éra dinosaurov, ktorá zrodila moderné vtáky.

Paleontologické materiály o vtákoch, ako už bolo uvedené, sú veľmi vzácne a fragmentárne. Preto sa predpokladá, že rozprávanie o predkoch vtákov medzi plazmi a o pôvode a vzťahoch moderných skupín vtákov je založené najmä na morfologických znakoch moderných skupín a vo veľmi malej miere na fragmentárnych paleontologických údajoch.

Podľa moderných predstáv boli predkami vtákov archosaury Archosauria - obrovská a veľmi rôznorodá skupina plazov, ktorá prevládala v druhohorách a zahŕňala rôzne dinosaury, krokodíly a lietajúce dinosaury. Bezprostredných predkov vtákov by sme podľa všetkého mali hľadať medzi najstaršou a najprimitívnejšou skupinou archosaurov - thecodontmi alebo pseudo-pomocníkmi Thecodontia (Pseudosuchia), z ktorých vznikli zvyšok viac organizovaných skupín archosaurov. Pseudosuchia podľa vonkajší vzhľad vyzerali ako jašterice. Viedli prevažne suchozemský spôsob života, zrejme jedli rôzne druhy potravy pre malé zvieratá. Zadné nohy boli o niečo dlhšie ako predné a pri rýchlom behu zvieratá spočívali na zemi iba zadnými nohami. V mnohých morfologických znakoch sú pseudosuchie veľmi podobné vtákom (podrobnosti o štruktúre lebky, panvy, zadných končatín). Medziformy, ktoré by umožňovali zistiť štádiá vývoja operenia a vývoja schopnosti lietať, sa zatiaľ nenašli. Predpokladá sa, že prechod na stromový životný štýl a prispôsobenie sa skákaniu z vetvy na vetvu boli sprevádzané rastom a komplikáciami štruktúry rohovitých šupín po stranách tela a chvosta, pozdĺž zadného okraja predných a zadných končatín. , ktorý poskytoval možnosť plánovania a predlžovania skokov (hypotetické štádium predného vtáka, podľa Heilmanna, 1926, obr. 13).

Ďalšia špecializácia a výber viedli k vývoju krídlových perí, ktoré poskytovali možnosť najskôr kĺzavého a potom aktívneho letu. Perie, pokrývajúce celé telo vtákov, sa pravdepodobne nevyvinulo ani tak ako adaptácia na let (poskytujúca zefektívnenie tela), ale ako adaptácia na tepelnú izoláciu; predpokladá sa, že mohla vzniknúť ešte pred rozvinutím schopnosti lietať. Niektoré pseudosuchie mali predĺžené rohovinové šupiny s výrazným pozdĺžnym hrebeňom, z ktorého vybiehali malé priečne rebrá. Takéto šupiny možno zrejme považovať za štruktúru, z ktorej by rozkúskovaním mohlo vzniknúť vtáčie perie.

Oddelenie vtákov od plazov sa zjavne uskutočnilo na konci triasu - začiatku jury (pred 170 - 190 miliónmi rokov). Fosílne pozostatky vtákov z tejto doby sa však ešte nenašli. Pomerne dobré pozostatky dvoch z najstarších známych vtákov sa našli v 60. rokoch 19. storočia. pri Zolengofene (Bavorsko) o vývoji bridlicových pieskovcov, reprezentujúcich ložiská plytkej zátoky Jurského mora (vek asi 150 miliónov rokov). Boli menovaní Archeopteryx litographica a Archaeornis simetisi... V roku 1956 sa na tom istom mieste (v okruhu do 300 g, ale v inej hĺbke) našiel výrazne horšie zachovaný odtlačok iného jedinca. Niektorí vedci považujú tieto nálezy za pozostatky troch odlišné typy(dva druhy rodu Archeopteryx a jeden z rodu Archeornis), zatiaľ čo iné sa považujú za zástupcov toho istého druhu Archeopteryx litographica vysvetlenie rozdielov medzi jednotlivcami ako jednotlivci, vek a pohlavie. Táto otázka si vyžaduje ďalšie štúdium, ale už teraz je celkom zrejmé, že všetci títo jedinci sú si veľmi blízki. Všetky majú dobre vyvinuté operenie krídel, chvosta a tela, niektoré proporcie lebky sú bližšie k vtákovi ako plazovi, črty vtákov sú pás predných končatín a panvy, zadných končatín... Typické plazí znaky: nemá rohovitý zobák, má slabé zuby, ruka nesie primárne letky, ale pracka sa ešte nevytvorila a sú tu tri dobre vyvinuté pohyblivé prsty s veľkými pazúrmi, tvorba komplexnej krížovej kosti sa práve vytvorila začala (stavce ešte nie sú zrastené, pohyblivé kosti sú spojené s malým počtom stavcov), stehno sa spája pod tupým uhlom (smeruje trochu laterálne), proximálne tarzálne kosti ešte nedorástli ku koncu holennej kosti, fibula je dobre vyvinutá, tvorba tarzu nie je úplná atď. morfologické znaky a pokiaľ sa teraz dá predpokladať, spôsob života je archepteryx (a archeornis) - staroveký, primitívny, ale vtáky.

Podtrieda pravých vtákov alebo vtákov s vejárovitým chvostom Neornithes sú očividne priamymi potomkami niektorých vtákov s jaštericovým chvostom Archaeornithes. Niektorí bádatelia (napríklad Gadov) považujú Archeopteryxa a Archeornisa za priamych predkov vtákov, iní (možno väčšina z nich) považujú skupinu Archaeopteryxov za primitívnu, no špecializovanú bočnú a slepú vetvu, pričom veria, že predkovia moderných vtákov musia to byť iné, zatiaľ neobjavené vtáky s jašteričím chvostom (ak sa nájdu, pravdepodobne vytvoria iný rad tejto podtriedy).

Pôvod a vzťahy moderných skupín (radov) vtákov zostávajú, ako už bolo spomenuté, pri absencii dostatočného množstva paleontologických materiálov spravidla veľmi hypotetické. Tejto problematike venoval najväčšiu pozornosť M. Furbringer a oveľa menej pozornosti venoval G. Gadov. Súčasní autori, ktorí sa v tej či onej miere týkali fylogenézy vtákov, do tohto problému nevniesli veľa nového a nespochybniteľného. Preto je tu prezentovaná myšlienka vzťahu jednotlivých skupín vtákov, najmä podľa Fürbringera, ale v mnohých prípadoch, kde je to potrebné, došlo k zmenám (v špeciálnych prípadoch tieto zmeny nie sú konkrétne spomínané).

Fosílne pozostatky vtákov vejárovitých sa našli až v období kriedy (ich vek je približne 80 - 90 miliónov rokov), to znamená, že sú o niekoľko desiatok miliónov rokov mladšie ako Archeopteryx. Podľa viacerých nedostatočne zachovaných pozostatkov sú popisovaní hesperornisi - veľmi veľké (viac ako 100 cm dlhé) vtáky, zrejme trochu podobné lopúchom či muchotrávkam, vôbec nelietali (hrudná kosť bez kýlu, zachovalo sa len malé tenké pliecko z r. predná končatina), ale pravdepodobne dobre plávali a potápali: ich čeľuste niesli zuby. V kriedových sedimentoch sa našli pozostatky ďalších zubatých vtákov – ichthyornis. Mali dobre vyvinutý kýl hrudnej kosti, typické vtáčie krídlo a zjavne mali aktívny let. Boli veľké asi ako holub. Vzťah zubatých vtákov s inými vtákmi je veľmi nejasný. Možno niektoré z týchto pozostatkov patria kriedovým dinosaurom a nie vtákom, ale niektoré sú nepochybne zubaté vtáky. Fürbringer priblížil Hesperornisa k potápkam a potápkam a ich Thiornisa k čajkám, no zároveň zdôraznil ich veľmi starú izoláciu.

Gadov hesperornis vyčlenili do nadradu, čím sa prejavilo ich izolované postavenie, a ichthyornis ako samostatný rad (aj samostatný) začal zoznam radov kýlovitých vtákov. Wetmore (1960) zdôrazňujúc nejednoznačnosť pôvodu (a objemu) týchto skupín ich rozlišuje na nezávislé nadrady.

Z kriedových usadenín bolo popísaných niekoľko ďalších vtáčích rodín (z úlomkov čeľustí a rúrkovitých kostí), ich poloha a vzhľad sú však veľmi nejasné: azda aspoň niektoré z týchto nálezov sú pozostatky plazov. Pozostatky vtákov nájdené v sedimentoch treťohorného obdobia kenozoickej éry (majú menej ako 55 miliónov rokov) sú viac-menej pravdepodobne pripisované moderným radom. V každom prípade patria k typickým vtákom, blízkym tej či onej skupine moderných vtákov. Súdiac podľa týchto materiálov možno predpokladať, že k intenzívnemu adaptačnému vyžarovaniu vtákov a formovaniu najmodernejších rádov došlo na samom konci kriedového obdobia druhohôr - v treťohorách kenozoickej éry, teda v r. obdobie pred 70-40 miliónmi rokov.

Plazy všetkých žijúcich a fosílnych veľkých nelietavých vtákov podobných pštrosom boli vyčlenené do nadradu bežcov, čím sa zdôraznila ich podobnosť a fylogenetická príbuznosť (t. j. monofília), ako aj ich určitá izolácia od iných skupín vtákov. Medzi kýlovitými vtákmi sú pštrosovi podobnému tinamu (skryté chvosty) najbližšie kurčatá, žeriavy a podobné skupiny. Furbringer a väčšina moderných autorov (Wetmore, Stresemann atď.) považujú pštrosovité vtáky za kombinovanú polyfyletickú skupinu, rozčlenenú na množstvo nezávislých jednotiek, ktoré štartujú systém, z čoho vyplýva ich určitá primitívnosť a izolovanosť. Ich spoločné podobnosti sú výsledkom konvergencie: veľká veľkosť, strata schopnosti lietať, prispôsobenie sa rýchlemu behu atď.

Podľa Gadova sa vývoj ostatných vtákov uberal dvoma smermi (dve vetvy, pozri vyššie), z ktorých každá je rozdelená do 2 skupín súvisiacich rádov. Potápky (ichthyornis, potápky, potápky, tučniaky a tučniaky) sú príbuzné skupine Pelargomorphae (bociany, anseriformes, dravce) a skupine kurčiat (chinamu, kurčatá, žeriavovité, ...

Fürbringerove evolučné myšlienky sú vo všeobecnosti blízke tejto Gadovovej schéme (iné názory na pštrosie druhy boli diskutované vyššie), ale svoje myšlienky vykladá s väčšou mierou detailov. Veľký kmeň vtákov - rad Pelargornithes - je rozdelený do niekoľkých vetiev: anseriformes, potápky (vrátane potápky, potápky, hesperornis); z bázy týchto vetiev vychádza ďalšia mohutná vetva, ktorá delením dáva vznik veslonôžkom, denným predátorom a skupinám podradu bocianov (obr. 14).

Rad Palamedei Palamedeiformes zaujíma medzipolohu medzi nandu a radom Pelargornithes. Medzirady tučniakov Aptenodytiformes a Procellariiformes sú skôr izolované; možno majú medzi sebou dlhodobé slabé väzby a ešte vzdialenejšie s radmi Pelargornithes a Sandpiper Charadriornithes. Ichthyornis Ichthyornithiformes sú tiež prechodným radom, ale s o niečo výraznejšími dlhodobými spojeniami s pieskomilmi. Rad pieskomilov Charadriornithes sa veľmi dlhotrvajúcimi spojeniami môže zrejme približovať k radu rakshaiformes. Hlavným rozvetvením kmeňa pieskomilov je podrad Laro-Limicolae - pieskomily, čajky a jalce; dosť blízko k nim majú kozliatka a dropy (bahnáči slúžia ako prechodná skupina medzi brodivými vtákmi a dropmi). Od základne kmeňa pieskomila sa oddeľovali ďalšie dve veľké vetvy: žeriavovité Gruiformes a pastierske Ralliformes. Žeriavy sa delia na niekoľko vetiev: vlastné žeriavy (žeriavy, aramidy, trubači, kariamy) a volavky slnečné a kagu, ktoré zastávajú trochu izolované postavenie. Pastieri sa delia na príbuzné vetvy: pastierky, nohavé a stojace trochu od seba, trojprsté a madagaskarské pastierky.

Jedným zo starých kmeňov rodokmeňa vtákov je rad kurčiat Alectorornithis. Najprimitívnejšou vetvou je podrad Apterygiformes bez krídel alebo kiwi, ktorý zahŕňa kiwi a moa; obe skupiny sa rozišli takmer okamžite po ich oddelení. Spoločný pôvod s predchádzajúcou vetvou zjavne súvisí s tinamu (alebo skrytými chvostmi) Crypturiformes, zase cez predkov blízkych podradu kurčiat Galliformes (takmer v modernom rozsahu). Rad kuriatok s veľmi dlhými rodinnými väzbami, pravdepodobne viac-menej blízky pastierovi Ralliformes, a cez ne aj celému radu pieskomilov.

Samostatnú pozíciu v systéme zaujímajú stredné rady holubinovitých Columbiformes (vrátane piesočných a holubov) a papagájov Psittaciformes. Pravdepodobne sú prostredníctvom veľmi dlhodobého vzťahu nejakým spôsobom spojení s obrovským oddelením typu Raksha. Podľa predstáv Gadova sa holuby a tetrovy v rade podradov zaraďujú do radu pieskomilov a papagáje, tiež ako podrad, do radu kukučích. V skutočnosti sa Wetmore pridŕža podobného stanoviska, pričom bezprostredne za oddiel pieskomilov umiestňuje oddiel holubičích vtákov a vedľa oddielu kukučiek oddiel papagájov.

Obrovský a pestrý rad Coracornithes je spojený s predkami radu pieskomilov. Hlavnou a najmocnejšou vetvou je podrad ďatľov a koniklecov Pico - Passeriformes, ktorý sa potom delí na samostatné skupiny vlastne konikle a ďatle. Od základne tejto vetvy sa oddelili makrochiry (rorýsy, kolibríky) a myšiaky Colii. Ešte skôr sa od tejto vetvy oddelili trogoni Thogones. Zo samotného základu vetvy ďatľov a koniklecov vystupujú aj ďalšie tri podrady rakshiformes. Podrad kukučkovitých Coccygiformes oddeľuje vetvu jakamarov Galbulae (jakamarov a chochlačiek a podľa Wetmora je to podrad radu ďatľov) a potom sa delí na kukučky Cuculidae a banánovité Musophagidae. Podrad rakshiformes Soraciiformes sa delí na vlastné raksh Coraciae a na druhú vetvu, ktorá sa čoskoro rozdelí na sovy Striges a nočné Caprimulgi. Podrad Halcyoniformes kingfishers (zjavne má bližšie k Pico-Passeriformes ako k iným podradom), oddeľujúci hneď na začiatku bočnú vetvu Todi Todi (okrem Todiho Fürbringera, kam patria aj Momoty), sa delí na 3 súvisiace skupiny: Halcyones (Alcedinidae ), dudok Bucero tes (dudok, zoborožec) a blanokrídlovce Meropes.

Porovnanie Fürbringerových fylogenetických konceptov s názormi Gadova a Wetmora (poradie a poradie uvádzania rádov) ukazuje ich významnú zhodu; ostré rozdiely v postavení a vzťahu jednotlivých skupín sú naznačené vyššie.

V posledné roky pokus o grafické znázornenie fylogenetických vzťahov medzi jednotlivými skupinami vtákov podnikli nemeckí ornitológovia Berndt a Meise v trojzväzkovom kapitálnom súhrne „Prírodné dejiny vtákov“ (Bernd R., Meise W. Naturgeschichte der Vogel, Kosmos, Stuttgart, 1960 (1962), zv. 2, str. 668 - 673). Podtrieda starých vtákov s jaštericovým chvostom Palaeornithes dala vzniknúť podtriede nových vtákov s vejárovitým chvostom Neornithes, ktorá zahŕňa 24 rádov, zvyčajne rozdelených autormi priamo do čeľadí; taxonomické kategórie hodnosti podradu a nadčeľade sa používajú spravidla len v poradí spevavcov. Vzťah medzi rádmi vtákov je podľa Berndta a Meise nasledovný:

Od pradávnych vtákov sa evolúcia uberala dvoma smermi (vetvy): vetvy (nadrad) suchozemských a vodných vtákov Geornithes a vetvy (nadrad) stromových vtákov Dendrornithes. Od samého začiatku boli vetvy suchozemských a vodných vtákov (obr. 15) oddelené spoločným kmeňom, neskôr sa oddelili Crypturi tinamu a raticovité Ratitae, vrátane všetkých žijúcich pštrosovitých vtákov, vrátane kiwi, a fosílie moa a epyornis. Ďalej vystupujú kurčatá Galli (v plnom objeme Wetmorovho oddelenia) a na rovnakej úrovni, ale nezávislá vetva - Pygopodes (vrátane fosílnych vtákov s kriedovými zubami Hesperornis, Loons a muchotrávky). Všetky ostatné jednotky tejto vetvy (nadriadok) majú spoločný pôvod- sú ako zväzok kmeňov vyčnievajúcich z jednej časti. Pomerne blízko k sebe navzájom a trochu protikladne k iným skupinám sú rády žeriavovitých (pastierky, madagaskarské pastierky, volavky slnečné, poinfooty, kagu, žeriavy pravé, aram, trubači, dropy, karyamy, trojprsté; z fosílií - diatrims a fororaks) a Phororhacidae brodivé a čajkovité vtáky Limicolae - Lari (jaky, vlastné rôzne skupiny pieskomilov, čajky a z fosílií - zubaté vtáky - ichthyornis). Ďalej zo spoločnej základne prasličky (t. j. majúcej spoločných predkov) sa postupne vyčleňujú rady Anseriformes (Palamedeans a Anseriformes), Flamingos Phoenicopteri, Ankle Gressores, denné predátory Accipitres a Copepods Steganopodes. Od foriem blízkych predkom veslonôžok sa oddeľuje vetva, ktorá sa potom delí na rad tubinares tučniakov a tučniakov Sphenisci.

Vývoj druhej vetvy (nadradu) stromových vtákov Dendrornithes začína od niektorých predkov, zjavne starších ako predkovia prvej vetvy (prvého nadradu). Spoločným kmeňom sú najprv oddelené 3 rády: kukučky podobné, holuby Columbae (holubice, tetrovy a dodos) a papagáje Psittaci. Ďalšia izolovaná vetva je rozdelená na 2 vetvy, z ktorých každá tvorí 2 oddelenia. Z jednej z nich sa rodia sovy Striges a nočné čačky Caprimulgi, z druhej Trogony a Coracii rakshaki. Ďalej od spoločného kmeňa sú spoločnou vetvou oddelené aj rady vtáčích myší Colii a rýchlikovitých Macrochires (rysy a kolibríky), oddelenie ďatľov Pici (vo Wetmoreovom zväzku) odchádza ako samostatná vetva a hlavná kmeň sa rozvetvuje do početných pododdielov radu Passeres. Okrem toho autori poskytujú hypotetické schémy, v ktorých sa snažia znázorniť fylogenetické vzťahy v rámci niekoľkých samostatných rádov (denné predátory, veslonôžky, lykožrúty a spevavce).

Fylogenetické schémy Berndta a Meise sú jasné, vizuálne a ľahko zapamätateľné. Tie však nie sú prakticky vôbec zdôvodnené, nepodložené materiálmi a zrejme v oveľa menšej miere odrážajú skutočné príbuzenské (fylogenetické) vzťahy medzi jednotlivými skupinami vtákov ako zodpovedajúce Fürbringerove schémy. Je teoreticky nepravdepodobné, že by následná biotopická špecializácia vtákov bola jasne definovaná už v počiatočných štádiách evolúcie triedy, čo je vyjadrené v načrtnutej schéme rozdelenia podtriedy „nových vtákov“ len na 2 samostatné nadrady a v takmer lineárne, sekvenčné oddelenie objednávok. Pri odhadovaní povahy evolúcie, ktorá je u vtákov vlastná modernými formami, vyjadrená v širokom adaptívnom žiarení v rámci jednotlivých skupín (čo bolo stručne spomenuté vyššie), sa zdá logickejšie predpokladať, že podobné široké adaptívne žiarenie bolo charakteristické pre počiatočné fázy evolúcie. triedy. Ak je to tak, potom môžeme povedať, že Fürbringerove fylogenetické schémy, aspoň navonok, skutočne odrážajú prevahu tohto typu evolúcie.

Je ešte príliš skoro hovoriť o plne rozvinutom triednom systéme. Zdá sa však, že systémy Fürbringer, Gadow a Wetmore možno považovať za dobrý základ pre konštrukciu prírodný systém... Ich materiály dávajú najviac Všeobecná myšlienka o fylogenetických vzťahoch väčšiny skupín. Na zlepšenie a objasnenie systému triedy vtákov sú potrebné ďalšie rôzne štúdie na všetkých taxonomických úrovniach (od zoskupení poddruhov až po rady a nadrady): morfologické, ekologické, etologické a genetické. Možno, že v budúcnosti budú cenné materiály poskytované použitím biochemických a fyziologických indikátorov; použitie moderné techniky do taxonómie vtákov doteraz výrazne neprispela. Dúfajme, že sa zvýši aj množstvo paleontologických materiálov, čo umožní rozumnejšie diskutovať o evolúcii vtákov všeobecne a jednotlivých skupín (radov, čeľadí).

Všetky črty vtákov, ktoré ich odlišujú od plazov, sú prevažne adaptívne na let. Preto je prirodzené myslieť si, že vtáky pochádzajú z plazov.

Vtáky pochádzajú z najstarších plazov, u ktorých boli zadné končatiny postavené rovnakým spôsobom ako u vtákov. Prechodné formy - Archaeopteryx a Archeornis - vo forme fosílnych pozostatkov (odtlačkov) sa našli v ložiskách vrchnej jury. Spolu s vlastnosťami typickými pre plazy majú znaky štruktúry vtákov.

Prispôsobenie vtákov ich biotopu

Vtáky sa dobre prispôsobili rôznym životným podmienkam: životu v močiaroch, vodnému životu, vo vzduchu, lesoch a krovinách, rovinách alebo skalách.

Pre niektoré vtáky (rýchle, lastovičky atď.) je vzduch hlavným biotopom, pretože sa živia rôznym lietajúcim hmyzom vo vzduchu. Vtáky, ktoré sa živia vo vzduchu, sú obyvateľmi útesov, skál a drevín. Napríklad lastovičky a rorýsy sa už po druhý raz prispôsobili stavať si hniezda v ľudských budovách a nahradili svahy brehov a skál.

Vtáky, ktoré využívajú vzduch ako prostriedok pohybu aj ako prostriedok na získavanie potravy, trávia väčšinu dňa v lete. Majú najvyspelejšie lietadlá vôbec.

Malé a stredne veľké vtáky (rysy, lastovičky, sokoly) majú extrémne pretiahnuté krídlo, smerujúce nahor. Ich chvost je často hlboko zrezaný alebo vidlicovitý. Tieto vtáky lietajú veľmi rýchlo a môžu robiť nečakané obraty. U väčších druhov vtákov je lietadlo prispôsobené na vznášanie sa. Napríklad u morských foriem (čajky, chrapkáče) je krídlo pomerne dlhé a úzke, zatiaľ čo u suchozemských foriem (dravé vtáky) je širšie a kratšie.

Vtáky, ktoré využívajú vodu ako biotop a korisť na potravu, majú tiež vhodné úpravy. Kráčali dvoma smermi: úpony krídel a úpony nôh.

Niektoré vtáky (buzardy) majú extrémne dlhé krídla a celý deň sa vznášajú nad vodou a chytajú potravu, ktorú vidia. Takéto vtáky môžu plávať na vode. Iné vtáky (tučniaky) používajú na pohyb vo vode krídla, ktoré fungujú ako veslá. Perie krídel tučniaka sa zmenilo na šupinovité útvary, takže tieto vtáky vôbec nevedia lietať.

U tých vodných vtákov, ktoré používajú nohy na plávanie a potápanie, sa v priebehu evolúcie medzi prstami objavili membrány. Výnimkou je vodné kura, ktoré dobre pláva a na nohách nemá blany.

Asi pred 150 miliónmi rokov (v polovici jurského obdobia) sa od plazov odklonila vetva, ktorá položila základ vtákom.

O niečo neskôr z iných vetiev plazov vznikli aj cicavce (zvieratá), hoci ich predkovia - zvierací jašterice - vznikli skôr ako predkovia vtákov. Teraz si možno celkom presne predstaviť, ako tento vývoj prebiehal. V zemi, vo vrstvených bridliciach západná Európa(Východné Nemecko, Západné Nemecko a ďalšie miesta) našli skamenené pozostatky lebiek, kosti dávnych vtákov a ich predkov, celé kostry so šupinami, odtlačky peria a celé krídlo.

Ako k tomu došlo?

Niektoré jašterice začali v strachu a nebezpečenstve utekať. Zároveň vyliezli na zadné končatiny (teraz sú také jašterice). Potom sa naučili behať len po zadných nohách (čo trvalo milióny rokov). Výpočty a porovnania nám dávajú právo tvrdiť, že už mali štvorkomorové srdce, keďže predkovia krokodílov, ktorí majú rovnaké srdce, boli blízki tejto rodine (pseudoucho). Bola to aromorfóza, evolúcia, ktorá priniesla prudký vzostup celej ich organizácie.

Bežiace jašterice robili skoky a ich predné končatiny pôsobili na betu ako kormidlá. Ich nadržané šupiny sa začali predlžovať, pozdĺž okraja od ruky po lakeť sa vytvárali hrebene a pri behu naberali viac vzduchu. Ďalej. Tieto bežiace druhy postupne prešli na lezenie po skalách a stromoch. Pre korisť začali liezť na konáre, čo robia moderné chameleóny a mnohé leguány.

Medzi fosílnymi jaštericami mali niektoré druhy duté kostrové kosti naplnené vzduchom. Na stromy liezli tí, čo mali také kosti, aj tí s ťažkými kosťami. No keď bolo treba skákať z konára na konár a neskôr zo stromu na strom, jašterice s ľahkými kosťami skákali ďalej a pri páde sa nezlomili. Čoskoro sa im (relatívne) začali predlžovať šupiny a na bokoch tela, ako aj pozdĺž zadného okraja predných labiek. Šupiny sa predĺžili a rozštiepili, bol veľmi ľahký a pri skoku „nabral“ viac vzduchu, čím udržal telo v lete. Pre také zviera bolo ľahšie skákať - jeho telo bolo sploštené. Pripomeňme, že list papiera padá pomaly a ak je pokrčený, padá oveľa rýchlejšie. Váhy natiahnuté do všetkých strán pôsobili ako padák. Každá vločka bola rozdelená rôznymi spôsobmi: "rybia kosť" pozdĺž okrajov od zhrubnutej strednej tyče alebo pozdĺž polomerov do jedného stredu. V prvom prípade sa z váhy získalo pierko av druhom - páperie. Na iných častiach tela zostali šupiny dlho nezmenené (napríklad na nohách, rohovinový obal zobáka).

Staroveké jašterice s ešte nedostatočne vyvinutým perím liezli na stromy a skaly pomocou všetkých štyroch končatín, ktoré mali prsty a pazúry. Len na predných končatinách boli široké perovité šupiny, ktoré tvorili ploché priezory pozdĺž zadného okraja labky. Takéto živočíchy (pseudouši) sú známe aj vo fosílnom stave. Boli to oni, ktorí sa postupne zmenili na prvých vtákov (Archeopteryx). Ich kostry s odtlačkami prstov a dokonca aj perím sa zachovali celkom dobre. V roku 1974 v Bavorsku (SRN) v kameňolomoch Zolengofen našli dobre zachovanú kostru štvrtého archeopteryxa vo veľkosti škorca. Predchádzajúce tri nálezy boli veľké asi ako holub. Ukázalo sa, že kosti sú duté, ako kosti skutočných vtákov. V dôsledku toho vzduchové vaky siahajúce z pľúc vstúpili do kostí. Mali podobnosti s jaštericami a vtákmi.

Uveďme si nasledujúce porovnanie:

Znaky plazov zachované u prvých vtákov:

• Čeľuste, hoci sú úzke, netvoria zobák
• Na čeľustiach - zuby
• Chvost 21-28 stavcov (môže byť ohnutý)
• Na predných nohách - tri voľné prsty
• Rebrá boli v jednom bode pripevnené k stavcom ako u jašteríc a u vtákov nemali výbežky smerujúce dozadu a siahajúce k ďalšiemu rebru.

"Vtáčie" znaky plazov:

• Telo je pokryté perím.
• Kosti (stehná a ramenná kosť) sú duté. Do kostí sa teda dostali vzduchové vaky.
• Z ramena a predlaktia sa stalo krídlo.
• Na krídle rástlo husté perie, ktoré sa navzájom prekrývalo ako skutočné vtáky.
• Pod holennou kosťou sa z pozdĺžne zrastených kostí vytvoril tarsus.

K tomu dodávame, že vzduchové vaky sa vzďaľujú od pľúc moderných chameleónov. Niektoré dinosaury mali tiež dutiny v kostiach. Ani jeden, ani druhý však nelietali a nelietajú. Preto nie je potrebné hovoriť, že tieto zariadenia slúžili na „uľahčenie“ letu. Navyše, najlepšie moderné letáky - swifts nemajú žiadne duté kosti. Sú „prerastené“ kostnou dreňou.

Takže čeľuste prvých vtákov boli stále široké, s mnohými malými zubami. Chvost dlhý, ako u jašteríc, pozostával z mnohých stavcov a mohol sa ohýbať do všetkých strán. Na predných končatinách zmizli minimálne dva prsty, zvyšné tri boli stále dobre vyvinuté, s pazúrmi a zjavne pomáhali s lasagňami. Ale za rukou už úd niesol celkom dobre vyvinuté krídlo z hustého peria. Takíto priekopníci pravdepodobne stále nelietali dobre, mohli sa len prevracať zo stromu na strom. Ako prvý sa skrátil chvost. Dlhý chvost prevážil na. plánovanie, hoci bolo po okrajoch obalené perím. Potom sa predné končatiny, ktoré fungovali ako lezecká labka aj ako krídlo, postupne uvoľnili z predchádzajúcej záťaže a začali pracovať len ako krídlo, stratili voľné prsty.

Existujú však aj dnes vtáky, ktoré držia voľné prsty na krídle, dokonca aj s pazúrmi. Mláďatá Hoatzin týmto spôsobom vyliezajú na konáre. Pazúr na prvom prste sa vyskytuje u určitých mäsožravých druhov, husí a Haunových dlaní. V iných palamedoch vyčnievajú z okraja krídla „ostrohy“, nepochybne rovnakého pôvodu. Na druhom prste sú pazúry u moderných vtákov menej časté. Sú známe medzi kazuárom nandu, kivi a tukanmi. Napokon, africkému pštrosovi rastú pazúry na všetkých troch prstoch na krídle.

Zuby prvých vtákov boli ešte dlho zachované: súdiac podľa lebiek z neskorších vrstiev zeme (obdobie kriedy), na 50 miliónov rokov. Zuby vtákom úplne zmizli asi pred 70 miliónmi rokov. Zvyšky prstov v krídle sa dodnes zachovali u všetkých vtákov. Sú tri, vrátane krátkej prednej časti („palec“), ktorá sa môže ešte mierne otočiť. K nemu je pripevnený samostatný zväzok peria - „krídlo“ na prednom okraji krídla. Rýchlo lietajúce (dravé a pod.) vtáky, otáčajúce krídla, regulujú let, spomaľujú let a pod. Na nohách vtákov sú zachované šupiny od dávnych predkov - jašterov. Štruktúra vajíčok a vývoj vtáčích embryí sa len veľmi málo líši od vývoja jašteríc. Telesná teplota sa stala konštantnou. Zmenený obehový systém so štvorkomorovým srdcom zabezpečuje aktívnejšiu oxidáciu krvi (spojenie s kyslíkom), čím sa zvyšuje telesná teplota a hrubá pokrývka peria a páperia udržuje teplo.

Takže z popínavých jašterov, ktoré sa naučili skákať a neskôr skákať zo stromu na strom, sa neskôr stali vtáky.

Ak nájdete chybu, vyberte časť textu a stlačte Ctrl + Enter.