Эволюционная загадка: почему на Земле нет ни единой птицы размером со слона

История Земли насчитывает миллиарды лет и за это время наша планета успела стать домом для невероятного количества видов: некоторые из них давно вымерли, другие процветают по сей день, а некоторые эволюционировали совсем в других существ. Например, птицы, которые эволюционировали от теропод — двуногих динозавров, таких как тираннозавр и велоцираптор, пишет Фокус.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Профессор Стив Брусатте из Эдинбургского университета десятилетиями изучает тероподов, чтобы узнать больше о животных, эволюционировавших от них. Ученый также пытался построить новое большое генеалогическое древо тероподных динозавров, чтобы понять, какое место на нем занимают птицы, как они эволюционировали от динозавров и как сформировались их физические особенности.

Большинство людей на планете слышали, что птицы произошли от динозавров. Но до сих пор многие не признают, что птицы, по сути, действительно являются динозаврами. Они — часть генеалогического древа динозавров. Простыми словами, это была необычная группа динозавров, которые, став маленькими, обзавелись крыльями, поднялись в небо и дожили до наших дней.

Первым, кто заметил сходство между скелетами некоторых динозавров, которые начали находить в Европе, и скелетами современных птиц еще в 1860-х годах был Томас Генри Хаксли, ученик Чарльза Дарвина.

По словам профессора Брусатте, несмотря на то, что динозавров часто воспринимают как гигантов, многие из них были мелкими, имели перья и крылья, а также были похожи на птиц. Только за последние несколько десятилетий идея о том, что птицы произошли от динозавров, стала общепринятой в науке. Открытие перьев у динозавров в 1990-х годах окончательно подтвердило это.

Впрочем, в этом вопросе все еще остается множество тайн. Например, нам неизвестно, как динозавры начали летать, как начали двигать крыльями таким образом, чтобы создавать достаточную подъемную силу и тягу для полета. Еще одной загадкой является то, какие динозавры были ближайшими родственниками птиц.

К счастью, чем больше ископаемых останков находят ученые, особенно пернатых динозавров в Китае и других местах, тем яснее становится, что существовало множество мелких динозавров с перьями. У многих были крылья, у некоторых — только на руках, у других — на руках и ногах. У некоторых крылья состояли из перьев. У некоторых — из кожи, как у летучей мыши.

На этом этапе развития генеалогического древа, когда появились настоящие современные птицы с большими крыльями на руках, которыми они машут, чтобы держаться в воздухе, наблюдалось огромное разнообразие.

Окаменелости указывают на то, что перья эволюционировали задолго до того, как эти животные научились летать. У многих динозавров были простые перья, которые выглядели как маленькие волоски. Ученые считают, что у большинства динозавров, вероятно, были эти тонкие волоски, но они, увы, не сохраняются, потому что быстро разлагаются.

Но эти перья не использовались для полета. Ископаемые находки ясно показывают, что перья эволюционировали в более простой форме по другим причинам. Большинство ученых считают, что эти перья эволюционировали для теплоизоляции, чтобы помогать животным сохранять тепло.

Позже у некоторых динозавров эти перья превратились в гусиные перья, из которых состояли крылья. Но ископаемые находки показывают, что первые крылья появились у динозавров размером с овец и лошадей. Эти перья были крохотными и по законам физики не могли удержать животных таких размеров в воздухе. Простыми словами, все указывает на то, что крылья изначально эволюционировали по какой-то другой причине и лишь позже их стали использовать для полета.

Некоторые динозавры, такие как тираннозавры, со временем становились больше, но динозавры, которые эволюционировали в птиц, уменьшались в размерах на протяжении десятков миллионов лет. Ученые не знают, почему это произошло, но данные указывают на то, что существует множество экологических ниш, где попросту выгодно быть маленькими.

Так почему же на Земле не существует птиц размером со слона? По словам профессора Брусатте, согласно законам физики, животные, которым нужно махать крыльями, чтобы летать, не могут быть такими большими.

Самые крупные летающие существа сегодня — это странствующие альбатросы, и размах их крыльев составляет около 3,5 метров. Однако у науки есть окаменелости более крупных птиц: пелагорнитиды были гигантскими парящими птицами, вымершими непосредственно перед ледниковым периодом. Размах их крыльев составлял около 7 метров. Большинство ученых считают, что первыми махать крыльями, вероятно, стал кто-то вроде раптора размером с корону или небольшую собаку, а не какой-то динозавр размером с альбатроса.

Еще одной загадкой считается то, как птицам удалось пережить падение астероида около 66 миллионов лет назад. Настоящие птицы существовали по меньшей мере 150 миллионов лет назад, а это значит, что они жили бок о бок со своими динозаврами-сородичами около 80 миллионов лет. Затем, примерно 66 миллионов лет назад, упал астероид, и все динозавры вымерли, кроме птиц. В действительности это не совсем так: многие птицы также вымерли, так как были довольно примитивными. По сути, выжили только птицы современного типа.

Недавние исследования объяснили, как это произошло: астероид был выброшен из темноты космоса и мгновенно изменил все. На мир обрушились цунами, землетрясения и лесные пожары. Пыль заслонила солнце, вызвав зиму ядерного типа, которая длилась несколько лет. Естественный отбор не мог работать в такие временные рамки, поэтому, когда упал астероид, всем животным пришлось противостоять ситуации, используя уже имеющиеся у них особенности.

У современных птиц было множество полезных особенностей. Они достигали зрелости за год, поэтому им не требовалось много времени для воспитания следующего поколения. Они могли улетать от опасности. Но, что особенно важно, у них также были клювы, которые позволяли им питаться семенами.

При написании использовались материалы The Conversation UK, bookshop.org, Popular Science.