Окаменелости опровергают более чем вековые знания о происхождении современных птиц

Окаменелые фрагменты скелета, спрятанные в скале размером с грейпфрут, помогли перевернуть одно из самых давних предположений о происхождении современных птиц, сообщает «phys.org».

Исследователи из Кембриджского университета и Музея Natuurhistorisch в Маастрихте обнаружили, что одна из ключевых особенностей черепа, которая характеризует 99% современных птиц — мобильный клюв — развилась до массового вымирания, которое убило всех крупных динозавров, 66 миллионов лет назад.

Это открытие также говорит о том, что черепа страусов Эму и их родственников эволюционировали «назад», вернувшись к более примитивному состоянию после появления современных птиц.

Используя методы компьютерного сканирования, кембриджская команда идентифицировала «кости из неба» нового вида крупных древних птиц, которых они назвали Janavis finalidens. Он жил в самом конце эпохи динозавров и был одной из последних зубастых птиц, которые когда-либо жили.
Расположение его небных костей показывает, что у этой «дино-птицы» был подвижный, ловкий клюв, почти неотличимый от клюва большинства современных птиц.

В течение более чем столетия предполагалось, что механизм, позволяющий подвижный клюв, развился после вымирания динозавров. Тем не менее, новое открытие, предполагает, что наше понимание того, как появился череп современной птицы, нуждается в переоценке.

Каждый из примерно 11 000 видов птиц на Земле сегодня классифицируется в одну из двух всеобъемлющих групп, основанных на расположении их небных костей. Страусы Эму и их родственники классифицируются в палеогнатх, или группу «древних челюстей», что означает, что, как и у людей, их небные кости слиты вместе в твердую массу.

Все остальные группы птиц классифицируются в неогнат, или группу «современной челюсти», что означает, что их небные кости соединены подвижным суставом. Это делает их клювы гораздо более ловкими, полезными для строительства гнезд, ухода, сбора пищи и защиты.

Эти две группы были первоначально классифицированы Томасом Хаксли, британским биологом, известным как «бульдог Дарвина» за его громкую поддержку теории эволюции Чарльза Дарвина. В 1867 году он разделил всех живых птиц на «древние» или «современные» челюстные группы. Хаксли предполагал, что «древняя» конфигурация челюсти была первоначальным условием для современных птиц, а «современная» челюсть возникла позже.

«С тех пор это предположение было принято, как данность», — сказал доктор Дэниел Филд из Кембриджского департамента наук о Земле, автор исследования. «Основная причина, по которой это предположение сохранилось, заключается в том, что у нас не было хорошо сохранившихся ископаемых клювов птиц с того периода, когда появились современные птицы».

Окаменелость, Janavis, была найдена в известняковом карьере недалеко от бельгийско-голландской границы в 1990-х годах и была впервые изучена в 2002 году. Она датируется 66,7 миллионами лет назад, в последние дни существования динозавров. Поскольку окаменелость заключена в скалу, ученые в то время могли основывать свои описания только на том, что они могли видеть снаружи. Они описали куски кости, торчащие из скалы, как фрагменты черепа и плечевых костей, и поместили ничем не примечательную окаменелость обратно в хранилище.

Почти 20 лет спустя окаменелость была одолжена группе Филда в Кембридже, и доктор Хуан Бенито, тогда аспирант, начал придавать ей другой вид.

«С тех пор, как эта окаменелость была впервые описана, мы начали использовать компьютерную томографию окаменелостей, которая позволяет нам видеть сквозь скалу и просматривать всю окаменелость», — сказал Бенито, в настоящее время научный сотрудник Кембриджа и ведущий автор статьи. «Мы возлагали большие надежды на эту окаменелость — первоначально говорили, что у нее есть материал черепа, который не часто сохраняется, но мы не могли увидеть ничего, что выглядело бы так, как будто оно пришло из черепа на нашей компьютерной томографии, поэтому мы сдались и отложили окаменелость в сторону».

«Затем мы поняли, что видели подобную кость раньше, в черепе индейки», — сказал Бенито. «И из-за исследований, которые мы проводим в Кембридже, у нас есть такие вещи, как черепа индейки в нашей лаборатории, поэтому мы вытащили один, и две кости были почти идентичны».

Двумя ключевыми характеристиками, которые мы используем, чтобы отличить современных птиц от их предков динозавров, являются беззубый клюв и подвижная верхняя челюсть. В то время как у Janavis finalidens все еще были зубы, что делало его досовременной птицей, его структура челюсти является современной и подвижной.

«Используя геометрический анализ, ученые смогли показать, что форма ископаемой нёбной кости была чрезвычайно похожа на форму живых кур и уток», — сказал Пей-Чен Куо, соавтор исследования. Соавтор Клара Видриг добавила: «Удивительно, но кости птичьего нёба, которые наименее похожи на кости Джанависа, принадлежат страусам и их родственникам».

«Эволюция не происходит по прямой линии. Эта окаменелость показывает, что подвижный клюв — состояние, которое, как мы всегда думали, предшествовало происхождению современных птиц, на самом деле развилось до того, как появились современные птицы. Мы были совершенно отсталыми в наших предположениях о том, как современный череп птицы развивался более века».

Исследователи говорят, что, хотя это открытие не означает, что все генеалогическое древо птиц должно быть перерисовано, оно переписывает наше понимание ключевой эволюционной особенности современных птиц.