вторник, 16 ноември 2010 г.

Произход на перата.

Векове наред се е приемало, че перата са типични само за птиците. Днес знаем, че това не е вярно. През последните няколко години палеонтолозите откриха данни за наличие на оперение при различни видове динозаври. Кога перата се появяват за първи път и как еволюират? Учените продължават да търсят отговори на тези въпроси.

Провинция Ляонин е разположена в Североизточен Китай, на няколко дни път от Пекин. Известна е със своите ферми и фабрики, както и с едни от най-богатите фосилни находища в света. Фосилните находки от Ляонин предоставят едни от най-важните доказателства в подкрепа на теорията, че птиците и динозаврите са близкородствени, както и данни за произхода и еволюцията на перата.

Caudipteryx zoui
Както повечето сложни биологични структури, перата еволюират на етапи. Фосилните находки от Ляонин подкрепят тази идея. Някои от динозаврите, намерени в този регион, са притежавали прости пера (протопера), докато при други са открити много по-сложни такива, сходни по устройство с тези на днешните птици. Еволюцията на перата може да бъде проследена назад до около 150 милиона години.

Caudipteryx zoui - птицоподобен динозавър, с перушина, покриваща цялото тяло. Срещал се е в началото на креда. Пропорциите на тялото са сравними с тези на днешните нелетящи птици.  Перата при Caudipteryx са много подобни на тези при днешните птици. Те притежават централна осева част, с многобройни по-фини разклонения, оформящи типичната структура на перата. Въпреки наличието на пера, Caudipteryx не са можели да летят, тъй като предните им крайници са твърде къси. Което показва, че съвременният тип пера еволюират много преди способностите за летене.
Фосилна находка на Caudipteryx zoui.

Microraptor gui - птицоподобен динозавър, живял в началото на креда. Бил е един от най-разпространените от така наречените нептицеподобни динозаври в екосистемата си. Представен е от повече фосилни находки, отколкото който и да е друг дромеозавър - над 300. Оперението по предните и задните му крайници оформя четири аеродинамични повърхности - крила. Перата при Microraptor са идентични с тези на днешните птици. Учените не са единодушни по отношение на това дали тези динозаври са можели да летят. Повечето предполагат, че по-скоро са планирали между дърветата, подобно на летящите катерици.
Microraptor gui

Перата насъвременните птици се състоят от стотици тънки влакна, водещи начало от кух ствол, простиращ се по дължина. На повърхността на всяко влакно са разположени множество малки нишки с форма на кукички, чието предназначение е да държат влакната свързани. Тази сложна структура еволюира на етапи в продължение на милиони години:
  • Етап 1 - тънки и кухи нишки, появяващи се преди около 150 млн. години.
  • Етап 2 - снопчета от нишки, които донякъде напомнят пуховите пера.
  • Етап 3 - множество нишки, закрепени за централна ос.
  • Етап 4 - разклоняваща се централна ос, тези пера осигуряват аеродинамична повърхност, необходима при летенето.
 
Tyrannosaurus rex се е срещал в Северна Америка преди повече от 66 млн. години. Един малък представител на същото семейство е обитавал горите на Ляонин. Този дребен родственик на T. rex без съмнение е бил също свиреп хищник. Наречен е Dilong paradoxus. На местен език родовото име означава "императорски дракон". Външният вид на тези динозаври е сходен с този на T. rex. Притежавали са огромни челюсти с много малки предни зъби. Но този тиранозавър е притежавал и една изненадваща характеристика - тялото му е било покрито с протопера. Тези протопера са изследвани от екип палеонтолози от Китайската Академия на Науките и е установено, че са помагали на животните да регулират телесната си температура.
Dilong paradoxus
 
Dilong paradoxus е притежавал сравнително дълги предни крайници с по три пръста. Тиранозаврите са класифицирани като тероподи - двукраки, месоядни динозаври - а наличие на пера е установено при много видове тероподи, което навежда на мисълта, че са типични за групата като цяло.
 
Дали е възможно T. rex да е притежавал пера? Според много специалисти е възможно, особено в млада възраст. Много палеонтолози са на мнение, че перата се появяват първо в отговор на нуждата от терморегулация. И докато младите животни вероятно са притежавали фина покривка от протопера, възрастните не са се нуждаели от такава, за да съхранят телесната си температура. Големите топлокръвни животни - като днешните слонове, например - генерират вътрешна телесна топлина и не се нуждаят от изолационна покривка (косми или пера), за да я съхранят. Вероятно поради тази причина възрастните слонове нямат козина.
 
T. rex
Пера или пух? Летящите влечуги, наречени птерозаври, са само далечни родственици на динозаврите. Птерозаврите не са притежавали пера, но някои са били покрити с фини нишки, понякога определяни като пух. Възможно е първите етапи от еволюцията на перата да са представени при предшествениците на птерозаврите и динозаврите.
Jeholopterus ningchengensis
 
Sinosauropteryx prima е птицоподобен динозавър, чието тяло е било покрито с къси, фини и кухи нишки. Фосилните находки от Sinosauropteryx са първото доказателство, че и други животни освен птиците са притежавали пера, макар и много по-примтивни. Тези протопера вероятно са служили за регулиране на телесната температура.

Sinosauropteryx prima
 
Фосилните находки на друг динозавър - Sinornithosaurus - са забележителни с това, че отпечатъците от пера са изключително ясни. Както изглежда  Sinornithosaurus са притежавали три типа пера - прости космоподобни нишки, пухоподобни снопчета и съвременен тип пера. Филогенетичните анализи определят Sinornithosaurus като едни от най-примитивните сред дромеозаврите.  Но някои техни характеристики - като устройство на черепа и раменната кост - са сходни с тези на Archaeopteryx. Тези факти показват, че ранните дромеозаври са били по-птицеподобни, отколкото по-късните такива, което опровергава един от аргументите на критикуващите теорията, че птиците произлизат от динозаврите.

Sinornithosaurus
 
Продължаващите открития на пернати динозаври в Ляонин носят важна информация за произхода на перата и полета, както и еволюцията на птиците. Тези находки са забележителни не само със своето изобилие и видово разнообразие, но и с това, че са изключително добре съхранени. Деликатни характеристики като текстура на кожата и пера са ясно видими при повечето от екземплярите. Бъдещите изследвания на тези находки с помощта на морфологични, екологични, генетични и биохимични методи ще допринесат за по-детайлното изясняване на филогенетичните им взаимоотношения със съвременните птици, както и за произхода, и еволюцията на перата.

2 коментара:

  1. Птиците са оцелели динозаври просто защото са имали пера, които да ги топлят в по-високите ширини. Същата е причината бозайниците да оцелеят. След удара на метеорита настъпва, голямо застудяване и който успял да се премести на юг и имал кожухче да го топли имал по-голям шанс. Преди катастрофата е имало много видове дребни пернати динозаври. Динозаврите са били топлокръвни с високо ниво на метаболизма и нужда от много храна и затова тези , които нямали козина или пера измрели от глад и студ, а някои влечуги оцелели.Перата произлизат от люспата и са много древно приспособление.Вероятно централният ствол с разклоненията съществуват от самото начало. Топлокръвните животни имат нужда от наметка.

    ОтговорИзтриване
  2. Дам, логично е и такива резки и продължителни климатични промени да се отразяват най-драстично на мегафауната, на тясноспециалзираните видове, такива които не са достатъчно адаптивни, за да се нагодят към настъпилите промени. Такива видове има сред всички класове животни. Те обикновено процъфтяват при определлени условия, доминират и определят облика на екосистемата. Подобно на динозаврите ;)

    ОтговорИзтриване