Как работали птерозавры

Представьте себе прыжок в машину времени. Вы найдете ручки времени и местоположения, установленные на «70 миллионов лет назад» и «Западный Техас». Вы думаете, почему бы и нет. С некоторой неуверенностью нажимаешь ярко-красную кнопку пуска и БАМ! Вы попадаете в древнюю пойму, усеянную кипарисовыми, лавровыми, мангровыми зарослями и различными шишковидными деревьями. Удивительно, но похоже, что это сработало [источник: NPS ].

В панике вы проверяете свой телефон, но безрезультатно - вы живете в конце мелового периода. Когда приходит отрезвляющее осознание того, что помощь недосягаема, у вас возникает неприятное ощущение, что что-то позади вас. Когда вы разворачиваетесь, массивный крылатый зверь размером с небольшой самолет, 36 футов (11 метров) в поперечнике, рассекает воздух прямо над вами со скоростью, приближающейся к 67 милям в час (108 километров в час) [источник: Кастро ].

В ужасе вы ныряете на землю, когда она приземляется поблизости. При осторожном взгляде можно увидеть гигантскую рептилию с крыльями, не похожую ни на одну птицу или летучую мышь, которых вы когда-либо видели. Идя на четвереньках, существо длинным беззубым клювом пробирается сквозь растительность и в конце концов хватает маленькое животное, прячущееся в кустах. Этот монстр ростом с жирафа - Quetzalcoatlus northropi , один из крупнейших птерозавров, когда-либо украшавших доисторическое небо [источник: Виттон и Найш ].

Названные от греческих слов, означающих «крылатые ящерицы», птерозавры были группой летающих рептилий, впервые появившихся на Земле около 215 миллионов лет назад. Они были первыми позвоночными или хищными животными, которые поднялись в небо, опередив птиц и летучих мышей на миллионы лет. Хотя технически они не динозавры, они жили примерно в тот же период, а также вымерли, когда удар кометы погрузил планету в хаос около 65 миллионов лет назад. К концу своего бегства птерозавры распространились по земному шару, населяя территории Северной и Южной Америки, Европы, Азии, Африки и Австралии [источник: Анвин ].

К сожалению, у нас нет машин времени, которые вернут нас во времена птерозавров, но у нас есть палеонтологи , ученые, которые изучают и интерпретируют окаменелости. Они смогли использовать старые камни и кости, чтобы узнать довольно удивительные вещи о том, как эти существа эволюционировали, как они выглядели и как летали. Как только вы познакомитесь с птерозаврами, вы поймете, почему некоторые называют их «драконами неба».

1. Типы птерозавров
2. Свидетельства о птерозаврах
3. Эволюция птерозавров
4. Полет птерозавра

Большинство людей узнают о птерозаврах из фильмов, но, к сожалению, эти изображения мало что делают, чтобы передать разнообразие этих удивительных существ. К примеру, картина из « Кинг-Конга » (1933) была практически такой же, как та, что изображена почти 70 лет спустя в «Парке юрского периода III» (2001). На самом деле палеонтологи идентифицировали около 130 видов птерозавров, от Quetzalcoatlus northropi размером с самолет до Nemicolopterus crypticus , который был не больше небольшой певчей птицы [источники: Witton , Wang et al. ]. У некоторых были зубы, у некоторых - хвосты, а гребни на голове были разных форм и размеров. Правда, оказывается, интереснее вымысла.

Но прежде чем мы продолжим, откуда Голливуд черпал вдохновение? В основном это Pteranodon , птерозавр с размахом крыльев 22 фута (7 метров), длинным беззубым клювом и костлявым гребнем [источник: Анвин ]. Создатели фильма, вероятно, обратили внимание на этих знаковых существ, потому что они были обнаружены рано и часто. Палеонтолог О.К. Марш собрал первые окаменелости в западном Канзасе в 1870 году, и с тех пор было выкопано более 1000 экземпляров, что сделало его одним из наиболее представленных птерозавров на Земле. Птеранодон также был первым птерозавром, обнаруженным в Соединенных Штатах, и нет ничего лучше, чем всеамериканский герой, любители кино! [источники: Беннетт , Анвин ]

В то время как птеранодоны сами по себе немного странные, другие птерозавры подняли все на совершенно новый уровень. Один путь лежал через эти надгробия. Возьмем, к примеру , Tapejara imperator , птерозавра из позднего мелового периода, обитающего на северо-востоке Бразилии. Его головной убор, который выглядел как парус лодки, развевающийся на затылке, был бы идеальным аксессуаром для празднования карнавала в стране [источник: Hone et al. ]. Другой птерозавр того периода, никтозавр , имел рогатый гребень, в три раза превышающий длину его черепа, что делало его похожим на кроличьи уши с телевизионной антенной [источник: Беннетт ].

А еще есть птеродаустро , птерозавр, который возник в раннем меловом периоде в Аргентине. Это существо было намного меньше птеранодона, с размахом крыльев чуть более 4 футов (1,3 метра) и длинной, изогнутой вверх мордой. В нижнюю челюсть было встроено более 1000 длинных игольчатых зубов, из-за которых Птеродаустро выглядел как массивный прикус. Этот своеобразный вид заставил одного исследователя птерозавров назвать его «зубной щеткой с крыльями» [источник: Hone et al. ]

Что с гербом на голове?

Одной из самых отличительных черт птерозавров является гребень на голове, поразительная структура, сделанная из роговидного материала и мягкой ткани, поддерживаемой костью. Некоторые данные свидетельствуют о том, что они могли быть даже ярко окрашены. Каким бы ни был точный внешний вид гербов, существуют значительные разногласия по поводу того, для чего они на самом деле использовались. Некоторые палеонтологи считают, что они помогли птерозаврам отличить один вид от другого, в то время как другие утверждают, что они привлекали партнеров, регулировали тепло или действовали как руль в воздухе или киль в воде [источники: Американский музей естественной истории ].

Пока палеонтологи не придумают, как вернуть птерозавров к жизни в стиле Парка Юрского периода , им придется полагаться на окаменелости, чтобы объяснить, на что были похожи эти существа. И с тех пор, как в конце 18 века были обнаружены первые останки птерозавров, они пытались сделать именно это - с разной степенью успеха.

Видите ли, хорошие останки птерозавров относительно редки и часто неполны, потому что их легкие полые кости хрупки и не особенно хорошо подходят для процесса окаменелости. Даже если хороший образец найден, его легко повредить при извлечении, транспортировке и подготовке. В результате птерозавры представляют собой особенно сложную головоломку, которую палеонтологи все еще пытаются собрать воедино [источники: Американский музей естественной истории, «Окаменелости» ].

Никто точно не знает, кто нашел первый скелет птерозавра, но он был выкопан из слоя известняка возрастом 150 миллионов лет в Германии где-то между 1767 и 1784 годами [источник: Switek]. Затем образец попал к Козимо Алессандро Коллини, итальянскому естествоиспытателю, который действительно не знал, что с ним делать. Он ошибочно пришел к выводу, что его необычно длинный безымянный палец поддерживает весло для плавания, хотя в его защиту скелет был найден в древней лагуне, окруженной окаменелыми останками океанических существ. Лишь в 1801 году французский натуралист Жорж Кювье выяснил, что у этого экземпляра, которого он позже назвал «птеродактилем», были не лопасти, а крылья. Несмотря на такое раннее внимание к птерозаврам, палеонтологи вскоре потеряли интерес к этим существам, поскольку окаменелостей оказалось мало и они были плохо изучены [источники: Монастерский , Свитек ].

К 1970-м годам современные теории и методы снова привлекли внимание к птерозаврам. В то время как палеонтологи давно подозревали, что летающие рептилии питаются рыбой, новое исследование показало, что они были гораздо менее разборчивы, и в их рацион также входили крошечные пресноводные беспозвоночные и даже маленькие динозавры. Обнаружение мест гнездования и окаменелых яиц показало, что птерозавры, вероятно, собирались группами и откладывали яйца с мягкими стенками, которые они закапывали для защиты. В одном яйце, обнаруженном в 2004 году, был даже не вылупившийся маленький птерозавр! На основе этой находки палеонтологи смогли определить, что эти существа, вероятно, могли заботиться о себе и даже летать вскоре после того, как вылупились. Ах да, гребни на голове? Они могли быть уникальными для мужчин [источники: Switek , Unwin ,Чем ].

Очевидно, что было проведено много интересных исследований, но следите за новостями: один палеонтолог объявил 21-й век «золотым веком исследований птерозавров».

Проблемы с "Птеродактилем"

С тех пор, как Кювье назвал свой экземпляр «птеродактилем» в 1812 году, термин «птеродактиль» часто использовался как общее название для всех летающих рептилий. Сегодня палеонтологи быстро указывают, что правильный термин - «птерозавр» [источники: Taquet and Padian , Naish ].

Когда натуралисты впервые начали изучать окаменелости птерозавров на рубеже XIX века, у них была такая же реакция, как и у вас: что это такое? Им действительно не с чем было сравнивать кости, и в результате ошибочные теории начали летать быстрее, чем птерозавр с попутным ветром. Но это наука. Новые открытия вскоре привели к новым знаниям, и сегодня палеонтологи знают гораздо больше о месте птерозавров в истории эволюции .

Неудивительно, что ученые изначально пытались связать птерозавров с современными птицами и летучими мышами, учитывая их общую способность летать. Профессор анатомии и хирургии Самуэль Томас фон Зоммеринг впервые предположил, что эти существа были летучими мышами в начале 1800-х годов, и эта теория была подтверждена лишь некоторыми довольно большими рисунками пушистых птерозавров с большими ушами. Палеонтолог Гарри Сили сделал похожую шутку в своей книге 1901 года «Драконы неба», в которой он утверждал, что птицы были потомками птерозавров [источник: Анвин ].

Хотя есть много причин, по которым эти двое ошибались, самое основное объяснение связано с крыльями. И у летучих мышей, и у птерозавров крылья сделаны из мембраны, натянутой между их руками и ногами. Однако внешнюю часть этого крыла поддерживают четыре пальца у летучих мышей и только один палец у птерозавров. Крылья птиц в основном поддерживаются руками и, очевидно, покрыты перьями [источники: Анвин , Хатчинсон ].

Менее ясно то, что было до птерозавров. Кювье, французский натуралист, сделал шаг в правильном направлении, когда в начале 1800-х годов предположил, что птерозавры были рептилиями (хотя эта теория не получила полного признания еще в течение следующего столетия). С тех пор палеонтологи тупо работали долотами, пытаясь поместить их на генеалогическое древо рептилий. Проблема в том, что никто не нашел протоптерозавра - по сути, окаменелости перехода между птерозаврами и их ящероподобными предками. Но это не мешает палеонтологам гадать. Из четырех основных теорий, объясняющих происхождение птерозавров, та, которая, кажется, получила наибольшее признание, помещает их в Орнитодиру, своего рода сестринскую группу динозавров [источники: Анвин , Виттон ].

Птерозавры - не динозавры

Не поддавайтесь соблазну называть птерозавров «летающими динозаврами». Хотя эти две группы, вероятно, связаны, это не одно и то же. Это как если бы кто-то сказал, что мы сумчатые: я думаю, мы разделяем с ними некоторые характеристики, но все же есть некоторые действительно большие различия [источник: Switek ].

Трудно представить себе животное размером с жирафа, которое оторвалось бы от земли и долго оставалось в воздухе. В конце концов, птицы и летучие мыши далеко не такие большие! Но когда дело доходит до птерозавров, забудьте все, что вы знаете о современных летчиках. Эти летающие рептилии, поднявшиеся в небо примерно за 80 миллионов лет до наших пернатых и пушистых друзей, имели свои собственные стратегии для взлета в воздух и парения над доисторической землей [источник: Хабиб ]. И, как выяснилось, они действительно неплохо справлялись с этим.

Как мы упоминали ранее, крылья птерозавра состояли из перепонки, протянутой между ногами, руками и особенно длинным безымянным пальцем. Кости крыльев - полые и тонкие, как игральная карта - были невероятно легкими и гибкими, но при этом очень прочными. Они поддерживали кожу и мышечную мембрану, которая была усилена длинными волокнами, идущими спереди назад. Эта система позволяла птерозаврам регулировать напряжение и форму своих крыльев для максимальной летной способности [источник: Американский музей естественной истории ].

Но как они оторвались от земли? Подобно современным летучим мышам и птицам, птерозавры не просто начали взмахивать крыльями, чтобы взлететь; они должны были сначала взлететь в воздух, а затем задействовать крылья. Сначала палеонтологи подумали, что они, должно быть, спрыгнули с задних лап, потому что именно так и поступают птицы. Однако дальнейшие исследования анатомии птерозавров показали, что руки этих существ на самом деле были сильнее ног - полная противоположность птицам. Это, вкупе с новыми данными о том, что они были четвероногими (ходили на четвереньках), предполагает, что птерозавры также использовали все четыре конечности, чтобы катапультироваться в воздух. Больше конечностей означало больше силы, давая даже самым крупным птерозаврам серьезный подъем [источник: Фогель ].

Эта стратегия взлета, несмотря на то, что ей более 200 миллионов лет, недавно привлекла внимание Министерства обороны США. Работая с исследователем птерозавров, они надеются разработать систему самолета, которая позволила бы пилотам совершать быстрые вертикальные запуски или взлетать без большого количества топлива. Если они когда-либо смогут сделать эту работу, полет действительно пройдет полный круг: от первых летающих позвоночных до новейших авиационных технологий [источник: Sneed ].

Примечание автора: как работали птерозавры

Как почти каждый маленький мальчик моего поколения, я любил динозавров. Мне нравилось читать о них, посещать музеи о них и носить их на своих футболках. Моя мама сказала, что я в основном ходячая энциклопедия динозавров, готовая рассказать о длине и периоде времени для каждого вида от тираннозавра до брахиозавра . Каково же было мое удивление при исследовании этой статьи, когда я обнаружил, что птерозавры на самом деле не были динозаврами. Я даже не использовал правильное имя, ошибочно назвав их «птеродактилями». Маленький я был бы разочарован, но был бы рад, если бы у меня была возможность все исправить - и чтобы кто-то, кроме мамы, слушал его, рассказывал о доисторических рептилиях.

Статьи по Теме