На вопросы журнала отвечает доктор биологическихнаук Е. Н. КУРОЧКИН, заведующий лабораторией палеогерпетологии и палеорнитологииПалеонтологического института Российской академии наук.

Все больше научных данных говорит о множественности путей эволюции птиц Возможный древнейший предок птиц, найденный учеными в Техасе (США), жилна 80 миллионов лет раньше археоптерикса По мнению некоторых ученых, археоптерикс — тупиковая ветвь эволюции Древние и современные птицы произошли, вероятно, независимо — от разныхгрупп рептилий В Китае найдены остатки удивительных динозавров — они были покрыты перьями


Подробности для любознательных СЕНСАЦИИ ПРОВИНЦИИЛЯОНИН

Беседу ведет специальный корреспондент журналаЕ. И. КАЛИКИНСКАЯ. — Евгений Николаевич, мне кажется, я не ошибусь,если скажу, что в палеонтологии многое зависит от удачи. Неожиданная находкаподобна лучу прожектора, который внезапно падает на темную дорогу и освещаетее ответвления, перекрестки, развилки. Новые открытия способны кореннымобразом изменить представления ученых об эволюции животного мира и пересмотретьинтерпретацию давно известных фактов. Именно так обстоит дело с сенсационныминаходками ископаемых остатков древнейших птиц. События далекого прошлогостали популярной темой обсуждения на страницах газет и журналов. Каковысегодня представления ученых об эволюции пернатых? — В этой области за последние десять—пятнадцать летпроизошел настоящий переворот. Судите сами: более ста лет все заключенияо происхождении птиц основывались на ископаемых остатках археоптерикса,жившего в юрском периоде, а также зубастых герпесорнисов и ихтиорнисов— древних птиц, живших в меловом периоде. До восьмидесятых годов существовалавсего одна монография о происхождении птиц, написанная Дж. Хельтманом в1926 году. А за последние три года в свет вышло пять книг.Это связано с появлением множества новых фактов вначале восьмидесятых годов.В 1981 году британский палеонтолог С. Уокер описалновую группу ископаемых птиц, обнаруженную в меловых отложениях Аргентины,возрастом около 70 миллионов лет. Он назвал эти странные существа энанциорнисами,что означает “противоположные птицы”. В 1977 году экспедиция нашего институтана раскопках в Монголии нашла древнюю летающую птицу, жившую в начале меловогопериода, которую назвали амбиортусом. Эти находки были так необычны, чтомногие специалисты не поверили в достоверность определения их возрастаи не согласились с предложенной классификацией. Но затем последовали новыенаходки в меловых отложениях Испании, Китая, Монголии, Узбекистана, Севернойи Южной Америки, Австралии, Мадагаскара, которые подтвердили, что в мезозоептицы уже широко расселились по земному шару.Попытки объяснить родственные связи этих древнихсуществ привели к тому, что ученые разделились на два лагеря. Сторонники“динозавровой” теории происхождения птиц считают, что динозавры не вымерли,а дали начало современным птицам. В некоторых книгах так и пишут: “Посмотритев окно — и вы увидите динозавра в перьях”.Другой лагерь исследователей, к которому принадлежуи я, придерживается классической схемы происхождения птиц, считая, чтос динозаврами их могут связывать только общие предки, но отнюдь не прямоепроисхождение от них. Скорее это куст со многими ветвями. Первая точказрения удобна и понятна для широкой публики, вторая, на мой взгляд, основываетсяна тонком анализе строения скелета древних существ. — По каким же признакам динозавров объединяютс птицами? Ведь раньше ископаемых ящеров относили к пресмыкающимся. — Динозаврологи рассуждают, например, следующим образом:для птиц характерен заметный гребень над вертлужной впадиной, в которыйупирается головка бедренной кости. Такой же гребень обнаружили у одногодинозавра, несколько лет назад найденного монголо-американской экспедициейв пустыне Гоби. Было такое небольшое бегающее на двух лапах существо —мононикус, потом нашли несколько других представителей этого же семействав Монголии и Америке. Кроме гребня у мононикуса и строение ног похоже наптичье. Известно, что у птиц сустав между голенью и цевкой формируетсяиз отдельных косточек. У мононикуса тоже есть подобный сустав. Но в том-тои дело, что и гребень, и сустав у этого динозаврика образовались совсемиз других косточек, чем у птиц. Поэтому нельзя считать, что сходство обусловленообщим происхождением, это просто параллелизм развития: чисто внешняя похожесть,возникшая в результате передвижения на двух конечностях. Тем не менее мононикусанекоторые ученые по-прежнему относят к птицам, сравнивая его только с древнимиптицами, хотя, когда сравнили его с динозаврами, оказалось, что сходствабольше. — Но ведь птицы отличаются от рептилий не толькостроением ноги, а прежде всего наличием перьев, теплокровностью? Способностьлетать, как известно, появилась в эволюции гораздо позже, и даже археоптериксне мог похвастаться хорошими летными качествами. — О том, что динозавры могли иметь перья, разговорысреди палеонтологов шли уже давно. И вот последние находки в Китае подтвердилиэто предположение. Однако оперенные динозавры только внешне в чем-то походилина птиц — они относятся к группе хищных динозавров. Да и перья у них совсемдругого типа, чем у современных птиц. Птичьи перья имеют сложное строение.Опахала (лопасти) формируются из бородок и бородочек, сцепленных черезкрючочки таким образом, что получается сплошная и достаточно прочная поверхность.Так выглядит и единственное перо, по которому был описан археоптерикс,найденный в верхнеюрских отложениях в Баварии (Германия). Потом нашли семьскелетов археоптериксов с отпечатками перьев на крыльях и хвосте. Но этиперья, похоже, относятся совсем к другому типу — они состоят из сплошнойрифленой пластинки, без бородок и бородочек. Вероятно, так же устроеныи перья хищных динозавров, найденных в Китае. Очевидно, в одно и то жевремя существовали разные типы перьев, и делать какие-либо выводы об общемпроисхождении некоторых ископаемых животных просто на основе наличия уних перьев теперь невозможно. Вообще оказалось трудно найти тот признак,который бы “наверняка” отделял рептилий от птиц. Теплокровность тоже некритерий. Ведь, как стало ясно совсем недавно, существовали и теплокровныерептилии, покрытые волосами. Так что и эта граница стала размываться. — Но тогда как отличить таких теплокровных рептилийот млекопитающих? На что опираются палеонтологи? — Пытаются опереться на частности. Например, чтобыразделить млекопитающих и рептилий, берут за основу строение среднего уха.У предков млекопитающих уже сформировалось среднее ухо с тремя соединеннымимежду собой косточками, через которые колебания воздуха передаются на барабаннуюперепонку. У рептилий этих косточек одна или две. Так и классифицируют:если одна-две косточки — рептилии, если три — млекопитающие. Но, разумеется,учитываются и другие особенности строения скелета. — Новые данные привели к пересмотру той простойлогической схемы, в которой самой древней птицей и предком всех остальныхптиц считался археоптерикс? — В последнее время место археоптерикса в эволюцииптиц служит предметом неутихающих дискуссий. Часть исследователей по-прежнемуполагает, что археоптерикс был самой древней птицей, которая и дала началовсем более поздним формам. Такой гипотезы придерживается, например, известныйспециалист по ископаемым птицам А. Федучия. Другая школа признанных “динозаврологов”— например, Дж. Остром и Ж. Готье, считает, что птицы напрямую произошлиот тероподных динозавров, и археоптериксу также отводится место предкадля всех позднейших птиц.Я разрабатываю гипотезу по крайней мере о двух путяхэволюции птиц. Один путь связан с археоптериксом и с энанциорнисами, которыежили в меловом периоде. Сначала думали, что энанциорнисы — это какая-тоособая группа южноамериканских птиц, но теперь, по-моему, ясно: энанциорнисы— особая ветвь в эволюции птиц, ближайшие родственники археоптерикса.Вместе с археоптериксом они представляют собой отдельнуюлинию эволюции. Эти два отростка на одной ветви так называемых ящерохвостыхптиц не дали продолжения в эволюции.Сравнение особенностей скелета археоптерикса и энанциорнисовобнаруживает много общего, сильно выражено сходство и в строении черепа.Одна интересная деталь: на поперечных срезах костей и тех и других ископаемыхвидны линии задержек роста, говорящие о том, что кости скелета у них рослина протяжении нескольких лет, а не вырастали за один сезон, как у современныхптиц. Похоже на годичные кольца на стволах деревьев. Это также свидетельствуето том, что ящерохвостые птицы не могли поддерживать температуру тела напостоянном уровне, с понижением температуры окружающей среды приостанавливалсярост их костей. То есть они не были теплокровными и поэтому признаку ближек рептилиям, чем к птицам.В связи с этим, а также учитывая данные новых исследованийпо моделированию аэродинамики археоптерикса, высказываются серьезные сомненияв том, что он был способен к длительному машущему полету. Хотя, с другойстороны, строение опахал маховых перьев, аэродинамический изгиб их стержней,продольные гребни на стержнях, увеличивающие прочность на излом, и некоторыедругие признаки указывают на неплохие летательные способности археоптерикса.Другая эволюционная линия птиц, которая развиваласьпараллельно в то же самое время, — так называемые веерохвостые птицы. Вышедшиев 1996 и в 1997 годах книги о происхождении и эволюции птиц еще не упоминаютоб этих древнейших их представителях. Но совсем недавно в Китае нашли хорошосохранившиеся скелеты веерохвостых птиц, живших 140 миллионов лет назад.Остатки, обнаруженные в Монголии, на 10—20 миллионов лет “моложе”. К веерохвостымптицам относится все разнообразие современных птиц, которые отличаютсяот археоптерикса и современных птиц строением цевки. У современных птицтри косточки слились в единый монолит — цевку, к которой также относитсяособая косточка, покрывающая остальные, словно шапочка. У энанциорнисови археоптерикса цевка образована тоже тремя косточками, но они не срослисьв монолит, нет и покрывающей их “шапочки”.У только что вылупившихся птенцов современных птицсуставные поверхности этих косточек еще хрящевые, и сустав некоторое времяработает на хрящах, которые потом быстро замещаются растущей костью. ВМонголии найдены не только взрослые энанциорнисы, но и их эмбрионы внутриископаемых яиц, и по этим остаткам можно проследить отдельные детали формированияих скелета. Например, у вылупляющихся птенцов энанциорнисов суставные поверхностиуже были костными, а не хрящевыми. — Теперь, когда археоптерикса перестали считатьсамым древним предком птиц, есть ли другие “кандидаты” на эту роль? — Это так называемый протоавис, интереснейшая находка,которая была сделана американским палеонтологом Ш. Чаттэрджи и подробноописана в научном журнале в 1991 году. Геологический возраст протоависаоценивается в 225 миллионов лет, то есть он на 80 миллионов лет “старше”археоптерикса.Некоторые специалисты, правда, высказывают сомненияв том, что эти остатки принадлежат одному животному, а не разным. Другиеотносят его к отряду динозавров. Есть и такие, которые даже не верят всуществование протоависа, поскольку в журнале были опубликованы в основномрисунки, а не фотографии, а ископаемые остатки хранятся в маленьком городкев штате Техас.Мне посчастливилось изучать кости протоависа, и явоочию убедился в реальности этого ископаемого существа, которое имелообъемистый череп, вмещавший обширный мозг с полушариями и огромным мозжечком(такого мозга в конце триасового периода, когда жил протоавис, не былоеще ни у одного из позвоночных). Кроме того, строение черепа свидетельствуето наличии у этого существа бинокулярного зрения. Особенности скелета протоависаобнаруживают много сходства с веерохвостыми птицами, хотя пропорции скелетаи положение центра тяжести тела говорят о том, что протоавис еще не моглетать.Эта находка позволила найти еще один ответ на вопрос:чем же все-таки отличаются птицы от динозавров? Поскольку птицы затрачиваютна полет и добывание пищи огромное количество энергии, то у них уровеньобмена значительно выше, чем у рептилий. У птиц расход кислорода в расчетена 1 килограмм веса в три-четыре раза превышает этот же показатель у рептилий!Раз высокий обмен, следовательно, должна быть высокая скорость выведенияпродуктов распада и шлаков из организма. Для этого нужны большие мощныепочки. У современных птиц есть три глубокие впадины в тазовых костях, вкоторых размещаются их крупные почки. Такие же ямы для почек есть и в тазовыхкостях протоависа. Следовательно, это животное отличалось высоким уровнемобмена веществ, нехарактерным для рептилий. Кроме того, у него в переднейконечности произошло частичное слияние костей запястья, которые полностьюсливаются только у настоящих птиц. — Новые находки показали несостоятельность старойэволюционной схемы, которую можно сравнить с маленьким растением с одним-единственнымпобегом. Вместо этого мы, по всей вероятности, имеем могучее дерево сомногими ветвями, и разобраться в переплетении этих ветвей будет довольнотрудно? — Простота и логичность старой схемы объяснялисьпросто недостатком фактов и тем, что ее было удобно поместить в школьныеучебники и легко объяснить ученикам. Сегодня вырисовывается совершеннодругая картина происхождения не только птиц, но и земноводных, и млекопитающих.Так, в процессе эволюции была не одна, а несколько попыток рыбообразныхсуществ выйти на сушу. Любая систематическая группа, по-видимому, имеланесколько ветвей, каждая из которых пыталась перейти на более высокий уровеньразвития, и только одна ветвь получала продолжение. Именно так и описываетэволюционный процесс классическая филогения — наука, занимающаяся выяснениемродственных связей между разными группами животных и растений. Но в концешестидесятых годов стал бурно развиваться так называемый кладизм (см. “Наукаи жизнь” № 6, 1985 г.) — учение, которое отвергает множественность путейразвития и все свои построения выводит на основе прямых путей в эволюцииживотных и растений. Любое сходство при этом принимается за доказательствообщего происхождения, и не учитывается, как это сходство возникло.Кладизм привлек многих своей простотой, не нужнобыло учитывать нюансы, например, эмбрионального развития животных. К томуже кладистические схемы легко можно было получать с помощью компьютерныхпрограмм по принципу тестов, где два ответа: “да” и “нет” — есть такойпризнак или отсутствует. Возникает видимость объективности полученных результатов.В программу загружалось несколько десятков признаков, и считали, что, чемих больше, тем точнее выводы. Эту методологию разработал в 1950 году немецкийисследователь В. Хенниг для выяснения отношений видов и подвидов, то естьдля гораздо более простых ситуаций. В 1966 году его книга была переведенана английский, завоевала много сторонников в Америке, и эту методику сталиприменять к высшим систематическим категориям — отрядам, подклассам, классам,хотя она была разработана для низших — видов, подвидов, родов. При анализеродственных отношений методика дает много сбоев, а она была положена воснову целой теории, которая сейчас стала разваливаться на куски. Но этогоне нужно бояться, идет нормальный процесс поиска научной истины.