Представьте себе динозавра, чьи перья росли не только на передних, но и на задних лапах. Знакомьтесь: микрораптор — четырехкрылый динозавр, чья необычная анатомия дает ученым возможность выяснить, как пернатые животные передвигались по воздуху до того, как современные птицы стали полноправными хозяевами неба.
Это существо не было просто птицей с парой лишних крыльев. В нем сочетались острые зубы, цепкие когти и длинный хвост с маховыми перьями, предназначенными для взаимодействия с воздушными потоками. В окаменелостях микрораптора сохранились даже следы его последней трапезы, что позволяет исследователям связать столь неординарное строение тела с повседневным поиском пищи.
Место микрораптора на генеалогическом древе динозавров
Микрораптор жил в раннем меловом периоде, около 120 миллионов лет назад. Он относился к семейству дромеозаврид (Dromaeosauridae), в которое также входит знаменитый велоцираптор. Представители этой группы были тероподами — хищными двуногими динозаврами, от одной из ветвей которых впоследствии произошли птицы.
Ученые классифицируют микрораптора как нептичьего динозавра, то есть он находился за пределами собственно птичьей клады. Первый описанный вид, Microraptor zhaoianus, получил официальное научное признание в 2000 году. Название его рода переводится как «маленький воришка» — весьма удачное имя для существа, чьи наиболее крупные экземпляры достигали всего от 70 до 100 сантиметров в длину вместе с хвостом.
Окаменелости микрораптора находят в формации Цзюфотан — толще горных пород в провинции Ляонин на северо-востоке Китая. Этот ящер был частью биоты Джехол — древнего сообщества, оставившего после себя богатое наследие из окаменелостей динозавров, ранних птиц, млекопитающих, рыб и других организмов. Благодаря исключительной сохранности в этих породах уцелели не только кости, но и нежные перья, а также остатки содержимого желудка. Это делает их бесценным источником информации о том, как выглядели и жили древние животные.
Почему микрораптора называют четырехкрылым?
Многие динозавры имели перьевой покров, однако микрораптор обладал длинными маховыми перьями как на передних, так и на задних конечностях. Определение «четырехкрылый» описывает именно эти несущие плоскости, а не наличие четырех рук. Целый ряд анатомических особенностей наглядно показывает, чем его тело отличалось от тела современных птиц:
- Перья на передних конечностях образовывали передние крылья, а длинные перья на голенях и стопах формировали задние крылья. Работая сообща, они создавали дополнительные несущие поверхности для генерации аэродинамических сил.
- Его асимметричные перья имели опахала разной ширины по обе стороны от центрального стержня. Аналогичное строение перьев характерно для летающих птиц: именно такая форма необходима для работы в набегающем воздушном потоке.
- Длинный костный хвост заканчивался веером из рулевых перьев. В отличие от короткого копчика современной птицы (пигостиля), этот скелетный хвост вытягивался далеко за пределы туловища.
- На вторых пальцах задних лап располагались крупные серповидные когти — классический признак дромеозаврид. В его челюстях сидели загнутые назад зубы, а вовсе не беззубый клюв.
Как ученые восстановили переливающийся окрас микрораптора
Окаменевшее перо способно сохранить гораздо больше, чем просто свой контур. В перьях микрораптора ученые обнаружили микроскопические структуры — меланосомы, крошечные клеточные органеллы, содержащие пигмент меланин. Их форма и характер укладки дали ключ к разгадке прижизненной окраски хищника.
Сравнение с перьями современных птиц показало, что микрораптор щеголял преимущественно черным оперением с радужным отливом. Иризация (переливчатый блеск) меняет оттенок в зависимости от угла зрения благодаря тому, как микроструктура пера преломляет и отражает свет. Представьте себе глянцевый, синевато-зеленый отблеск на перьях современного скворца, ворона или сороки, а не просто матовую черную краску.
Эта реконструкция вовсе не означает, что исследователи знают точный цвет каждого перышка у любой особи. Однако она доказывает, что перья динозавров служили не только для аэродинамики, но и играли важную визуальную роль. Использовал ли микрораптор этот глянец для привлечения брачных партнеров или для демонстрации силы соперникам — пока лишь гипотеза, а не доказанный факт.
Планировал ли микрораптор или владел активным полетом?
Четыре оперенные лапы вызывают закономерный вопрос: как именно животное ими пользовалось? Ученые исследуют аэродинамику микрораптора с помощью физических масштабных моделей и компьютерного моделирования. В ходе этих испытаний анализируется, как реконструированное тело реагирует на воздушный поток и сколько подъемной силы и лобового сопротивления создают различные позы.
Результаты экспериментов с моделями уверенно подтверждают способность к планирующему полету. Планирующее животное расходует высоту ради продвижения вперед — почти как безмоторный планер. Активный машущий полет устроен иначе: при нем животное затрачивает собственную мышечную энергию, совершая взмахи крыльями для поддержания полета.
Точное положение конечностей микрораптора в воздухе и его способность к машущему полету по-прежнему вызывают жаркие споры. Реконструкция положения задних лап критически важна: малейшее изменение угла задних крыльев меняет распределение аэродинамических сил на все тело. Древесный образ жизни обеспечивал бы удобные стартовые площадки на высоте, однако сама по себе способность планировать еще не доказывает, что динозавр проводил на ветвях большую часть времени.
Значение микрораптора для понимания эволюции полета вовсе не в том, что он обязательно был прямым предком птиц. Наряду с археоптериксом и другими пернатыми родственниками микрораптор демонстрирует куда большее разнообразие строения крыльев, чем мы видим в современной фауне. Эволюция птиц представляла собой ветвящееся древо смелых эволюционных экспериментов, а не прямолинейный марш к современной анатомии.
О чем рассказывают последние трапезы микрораптора
Анатомия лишь намекает на то, чем могло питаться животное, но окаменевшее содержимое желудка предоставляет неопровержимые доказательства. Находки показывают, что меню микрораптора было на редкость разнообразным: рыба, ранние птицы, мелкие млекопитающие и по меньшей мере одна ящерица.
В брюшной полости одного из скелетов сохранились кости примитивной птицы. В другом образце были найдены рыбьи остатки, что подтверждает охоту на водных обитателей. Эти свидетельства не позволяют назвать микрораптора узкоспециализированным хищником: он питался практически всем, что мог поймать.
Ящерица, найденная внутри еще одного экземпляра, даже была описана учеными как отдельный новый вид — Indrasaurus wangi. В другом случае лапка небольшого млекопитающего подтвердила присутствие теплокровных зверей в рационе ящера. В совокупности эти находки дают исключительно детальное представление о пищевых привычках мелких плотоядных динозавров.
Впрочем, возможности окаменевших остатков пищи не безграничны. Они прямо доказывают факт поедания, но не дают ответа на вопрос: поймал ли микрораптор живую добычу сам или наткнулся на падаль? Хищничество и падальничество оставляют в пищеварительном тракте совершенно одинаковые следы, поэтому для точной реконструкции охотничьего поведения требуется гораздо больше, чем просто список съеденных блюд.
Эта статья создана при участии технологий искусственного интеллекта, после чего прошла фактчекинг и научную редактуру специалистами издания HowStuffWorks.
