Палеонтологи обнаружили перья гесперорниса в копролите теропода
Палеонтологи впервые представили детальное описание хорошо сохранившихся перьев гесперорниса, который относится к вымершей группе водоплавающих птиц, обитавших в морских и пресноводных экосистемах Северного полушария в конце мелового периода. Эти перья были найдены в копролите хищного динозавра. Исследование показало, что некоторые из перьев гесперорнисов обладали полным набором характеристик, присущих современным птицам из кроновой группы, включая ствол с прямоугольным поперечным сечением и сердцевину. Однако рядом с ними находились более примитивные нитевидные перья. В статье, опубликованной в журнале Current Biology, авторы предполагают, что более совершенное оперение птиц из кроновой группы лучше сохраняет тепло, что могло объяснить их выживание в период мел-палеогенового вымирания, в то время как другие эволюционные линии птиц, включая гесперорнисов, вымерли. Об этом сообщает портал N + 1.
Палеонтологи неоднократно находили перья птиц и нептичьих динозавров в отложениях юрского и мелового периодов, как в связке со скелетными остатками, так и изолированно. Эти ископаемые находки помогают реконструировать эволюционную историю пера от простых роговых образований до сложных структур с стержнем и опахалом. К сожалению, мезозойские перья в основном сохранились в виде двумерных отпечатков, что затрудняет изучение их строения, таких как содержимое стержня и форма поперечного сечения. Исключение составляют образцы, найденные в янтаре, в первую очередь бирманском. Большинство мезозойских перьев были обнаружены на раннемеловых лагерштеттах Евразии. В то же время, в отложениях позднего мела, когда предположительно появились современные птицы из кроновой группы (Neornithes), перья встречаются редко.
Цзинмай О’Коннор из Филдовского музея естественной истории и ее коллеги описали окаменелость, которая заполняет оба этих пробела. В центре их внимания оказался копролит, найденный на геологической формации Хелл-Крик на северо-западе США. Возраст находки составляет 66–68 миллионов лет. Судя по всему, фекалия принадлежала хищному динозавру средних размеров, например, нанотираннусу или анзу. На поверхности копролита исследователи обнаружили перо длиной 9,3 миллиметра с слабоасимметричным опахалом. В ходе микрокомпьютерной томографии внутри него было найдено похожее, но чуть более короткое перо, два нитевидных пера (одно из которых напоминало пуховое) и, предположительно, двенадцать обломков стержней. Также в копролите находились две чешуйки рыбы из семейства панцирников и две частично сохранившиеся кости.
Изучив перья и фрагменты костей, О’Коннор и ее соавторы пришли к выводу, что они принадлежат одному животному: сравнительно мелкой птице из вымершей группы гесперорнисов. Судя по всему, она поймала и съела панцирника, после чего сама стала добычей теропода. Самое крупное из найденных перьев интерпретировалось как маховое или рулевое, более мелкое — как кроющее крыла, а нитевидные перья, вероятно, располагались на туловище, шее или голове птицы.
Гесперорнисы были водоплавающими птицами, напоминающими современных гагар. Они обитали в пресных водоемах и морях Северного полушария в конце мелового периода и питались рыбой и беспозвоночными. Эволюционно продвинутые представители этой группы утратили способность к полету, а их крылья заметно редуцировались. Систематически гесперорнисы относились к той же эволюционной линии, что и современные пернатые, но в кроновую группу не входили. Во время массового вымирания на рубеже мела и палеогена они полностью исчезли.
По словам О’Коннор и ее коллег, до сих пор палеонтологи могли судить об оперении гесперорнисов только по одному образцу — плохо сохранившимся отпечаткам перьев, принадлежащим представителю рода Parahesperornis. Перья гесперорниса из копролита теропода намного более информативны. Ствол самого крупного из них на срезе имеет прямоугольную форму и заполнен сердцевиной из роговой ткани. Такое строение делает перо жестким, но легким, что характерно для современных птиц, но ранее не наблюдалось у мезозойских птиц и нептичьих динозавров.
Авторы предполагают, что перья, обладающие всеми признаками, характерными для современных птиц, появились только в кладе Euornithes, точнее, в более узкой кладе Ornithuromorpha, которая не включает несколько мезозойских родов. У древних птиц из других групп, включая энанциорнисов, такие перья отсутствовали. Несмотря на то, что гесперорнисы имели перья современного типа на крыльях и хвосте, большая часть их тела, вероятно, была покрыта примитивными нитевидными перьями. Возможно, кроющие перья с хорошо развитыми стержнем и опахалом возникли в эволюционной истории птиц очень поздно — только в кроновой группе. Такое оперение обеспечивает более эффективную теплоизоляцию, что могло помочь птицам из кроновой группы пережить резкое похолодание после падения астероида в конце мелового периода. Птицы из других эволюционных линий не обладали столь совершенным оперением и, следовательно, вымерли.
Самое крупное из перьев, найденных в копролите, также имеет ряд характеристик, присущих водоплавающим птицам, включая высокую плотность бородок. Его смачиваемость примерно соответствует таковой у современных пеликанов, но значительно выше, чем у специализированных ныряющих птиц, таких как пингвины. Судя по всему, гесперорнисы, обитавшие в пресных водоемах и на побережье, были менее адаптированы к длительным погружениям под воду, чем пелагические представители группы.
В прошлом году палеонтологи установили, что птицы начали гнездиться в полярных регионах уже в конце мелового периода. Ученые обнаружили на формации Принс-Крик, расположенной на севере Аляски, кости ихтиорнисов, гесперорнисов и многочисленные пернатые современного типа, включая зародышей и птенцов.
