История Земли - Ричард Флинт

Мы многое знаем о строении и облике летающих рептилий благодаря тому, что в южной части Германии [ФРГ, Бавария. - Ред.] широко распространены осадочные породы необычного типа. Эти породы представляют собой пласты известняка позднеюрского возраста, настолько тонкозернистого, что он применялся для гравировки иллюстраций для книг (до того, как для этой цели стали использовать стальные и медные пластинки) и за это получил название литографского камня. Необыкновенно тонкозернистый состав этих известняков заставляет предполагать, что они отлагались в мелководных лагунах, защищенных от волнения открытого моря песчаными барами или коралловыми рифами. Рыхлые отложения на дне лагун сохраняли отпечатки даже мельчайших деталей растений или тел животных, которые опускались на дно и заносились илом. В результате литографский камень славится содержащимися в нем ископаемыми остатками растений, беспозвоночных, рыб и рептилий.

Фото 46 Скелет Rhamphorhynchus, примитивной летающей рептилии, найденный в литографских известняках в Германии

В этих отложениях были найдены многие крылатые рептилии, кроме того, подобные остатки были найдены и в других слоях мезозойского возраста в различных местах. Рассматривая остатки одной из юрских примитивных рептилий, сохранившейся до мельчайших подробностей (фото 46), мы видим, что ее тело приспособилось к полету следующим образом: 1) уменьшился вес; 2) появились "устройства" для управления полетом; 3) был создан механизм для полета. Вот некоторые из этих приспособлений:

1. Малые размеры тела; хотя некоторые летающие рептилии были с индейку, другие были не больше канарейки. Скелет был облегчен благодаря развитию тонких полых костей крыльев, а у некоторых видов и череп имел почти сетчатое строение и состоял из тонких костей.

2. Необычайно, хорошим развитием отличались глаза и часть мозга, управляющая зрением.

3. Наиболее замечательной особенностью были крылья. Глядя на рисунки 51 и 52, мы можем легко себе представить, что четвертый палец на передней конечности, словом "мизинец", - был необычайно удлинен по отношению к остальным. От кончика этого пальца к задней ноге и далее к хвосту протягивалась тонкая перепонка из кожи, образовывавшая крыло.

Рис. 51. Птеранодон (Pteranodon), летающая рептилия с выростом на черепе; он пролетал огромные расстояния над обширными меловыми морями на территории нынешних штатов Канзас и Небраска

Все эти три группы приспособлений, вместе взятые, создавали устройство, которое хотя и неуклюже, но могло летать. Образование крыла, сопровождавшееся усовершенствованием глаза и уменьшением общего веса, сделало возможным полет привело к удивительным пропорциям тела. Например, одна из летающих рептилий с размахом крыльев в 90 сантиметров, согласно расчетам, при жизни весила меньше 450 грамм. Кожа таких рептилий была голая, а челюсти снабжены многочисленными острыми зубами, обычными для рептилий. Вероятно, эти животные, как современные канюки, больше парили, чем летали. Происходя от наземных хищников, они, очевидно, остались плотоядными и, медленно скользя над водой, высматривали морских животных или крупных насекомых. Строение их скеле показывает, что они не могли ходить. Очевидно, они приземлялись не на поверхность земли, а на ветви деревьев или выступы скал на которых висели, как современные летучие мыши.

Рис. 52. Схема сравнения крыла летающей рептилии, летучей мыши и птицы. Все эти крылья появились в различное время. У рептилии все крыло поддерживается только одним пальцем. У летучей мыши внешняя часть крыла усилена четырьмя пальцами. У птицы большая часть крыла поддерживается костями плеча и предплечья, а несущая поверхность образована легкими жесткими перьями. Из всех трех видов такое крыло наиболее соответствует своему назначению

Позже развитие летающих рептилий, остатки которых найдены в отложениях мелководных морей мелового времени, пошло по пути замены зубов длинным клювом, который, конечно, лучше соответствовал их образу жизни. У одного из родов в задней части черепа появился особый выступ, или гребень (рис. 51), который, возможно, уравновешивал длинный клюв и облегчал рептилии маневрирование при ветре. Но главное изменение касалось увеличения площади крыльев, очевидно, чтобы лучше поддерживать тело в воздухе. Одна из летающих рептилий для поддержки тела, которое предположительно весило менее 12 килограммов, имела крылья с размахом 7,5 метра. Такой размах крыльев позволяет считать этих рептилий самыми крупными летающими животными за всю историю существования жизни на Земле. Хотя до самого конца своего расцвета летающие рептилии отличались хрупким сложением, все же они просуществовали более 100 миллионов лет.

Но несмотря на то, что крыло рептилий выполняло свои функции и просуществовало долго, оно было менее удачным приспособлением для полета, чем появившееся независимо от него крыло птицы и позднее млекопитающих - летучих мышей. На рисунке 52 показаны все три крыла, и, как можно видеть, крыло птицы из них самое совершенное.

Птицы

В юрское время у рептилий, живших по берегам теплых морей, существовали различные виды полета. Мы уже видели, что несколько видов наземных рептилий поднялись в воздух, используя для этого только что описанные кожистые крылья. Но один из видов пошел еще дальше. В одном из карьеров при разработке литографского камня в середине XIX в. был найден ископаемый скелет рептилии, размером не больше вороны, имевшей большие глаза, зубы, как у рептилий, и пальцы с когтями на передних конечностях. Поразительно, что при этом были обнаружены очень четкие отпечатки перьев, крепившихся к предплечью и к позвонкам длинного хвоста. Это, несомненно, была птица. Она получила родовое имя археоптерикс (Archaeopteiyx) ("древнее крыло") и видовое название Uthographica по названию горной породы (фото 47). В том же самом слое были обнаружены еще два ископаемых скелета и отдельный отпечаток пера.

Фото 47. Археоптерикс (Archaeopteryx), древнейшая известная нам птица, сидит на ветке хвойного дерева, собираясь съесть пойманную ящерицу. На переднем плане справа - цикадовые растения; сзади - хвойные деревья и еще одна такая же птица. Реконструкция

Конечно, эти находки представляли необычайный интерес и потому были тщательно изучены. Результаты исследований могут быть, очевидно, сведены к следующему: археоптерикс по своим основным чертам - летающая рептилия, но так как, по определению, птицы имеют перья, а рептилии - нет, то ее можно отнести к птицам. Особенности строения археоптерикса позволяют уверенно сказать, что эта древнейшая из известных нам птиц произошла от жившей на земле двуногой рептилии. Наличие перьев убедительно свидетельствует о том, что она имела теплую кровь, потому что одной из основных функций перьев является термоизоляция. У многих птиц кровь даже теплее, чем у человека. Их перьевой покров и высокая двигательная активность позволяют им поддерживать нормальную температуру тела около 39,5° С.

Перья состоят из того же прочного рогового вещества, что и чешуя. Некоторые ученые предполагают, что небольшая рептилия, которая была предком этих примитивных птиц, имела чешую и что сначала чешуйки стали волнистыми по краям, возможно, потому, что такая форма предохраняла кожу от перегрева солнечными лучами. Волнистые края оказались полезны и в другом отношении, поскольку они уменьшали потерю телом тепла, и постепенно эти чешуйки превратились в перья. Жесткость и небольшой вес вещества перьев сделал их идеальным приспособлением для полета.

Хотя первая птица и имела перья, она, как и ее родственники - летающие рептилии с кожистыми крыльями, летала плохо. Ее строение указывает на то,что птица, вероятно, была хорошо приспособлена к планирующему полету. Возможно, она жила на суше и, будучи хищником, питалась или мелкими животными, или падалью. То, что ее остатки были найдены в морских известняках, свидетельствует лишь о том, что отдельные экземпляры были унесены в море ветром или течением и погребены в мягком донном иле. Хрупкие тела птиц, погибших на суше, просто не сохранились.

К меловому периоду неуклюжесть полета у птиц исчезла и многие из них вместо зубов обзавелись клювом. Некоторые птицы приспособились к жизни на воде. Примером является весьма походившая на гагару плавающая и ныряющая птица гесперорнис (Hesperornis) (рис. 50), длина которой была около двух метров и которая все еще обладала зубами и крыльями, хотя и не такими сильными и меньшего размера, чем у летающих птиц. Существование птиц, которые почти покинули воздушную среду, перейдя к плаванию, свидетельствует о том, что на ранних этапах развития птицы охотились на рыбу так же, как это постоянно делали рептилии с начала мезозойской эры.