Как появились птицы

Геология открывает увлекательные страницы прошлого, отдаленного от нас миллионами лет. Раскапывая недра земли, исследуя размытые водой ущелья и обнаженные складки земной коры, геологи научились читать события покрытые мраком седой старины. Анализ радиоактивных элементов дал возможность определить время этих событий. Кости и следы ископаемых животных позволили установить их облик, воскресить условия обитания в далекие эпохи.

Установлено, что жизнь зародилась около двух миллиардов лет назад. Ее колыбелью был океан, занимавший большую часть земной поверхности. Из простейших форм жизни постепенно возникла клетка, а затем многоклеточные растения и животные. Позвоночные животные с внутренним скелетом появились 400 миллионов лет назад. Это были хордовые и древние панцирные рыбы.

Выход животных из моря и заселение ими суши стали возможны, лишь когда на суше укоренились растения, которые могли быть обильным источником питания. Потомками рыб были земноводные (амфибии), у которых произошла замена жабр легкими. Однако амфибии и по сей день связаны с водой. Их молодь, как, например, головастики у лягушек, развивается в воде и дышит жабрами.

От амфибий произошли пресмыкающиеся. Животные этого класса уже окончательно переселились из водной стихии на сушу. Мезозойская эра (200 - 120 миллионов лет назад) была царством пресмыкающихся (рептилий).

Когда же и как появились на земле птицы?

Птицы, как и млекопитающие, произошли от пресмыкающихся, но эволюция тех и других шла разными путями. У птиц развились крылья, и они стали летать, но раньше них летать научились древние ящеры. Теперь летающих ящеров и змей можно встретить только в сказках. Но было время, когда подобные чудовища действительно водились на земле, причем довольно в больших количествах.

На рисунке 7 изображен летающий ящер диморфодонт. Это не фантазия, а точная реставрация его форм по найденным в земле костям и отпечаткам тела. Диморфодонт был крупным, размах его крыльев достигал 8 метров. Жили и другие, не менее чудовищные летающие ящеры: птеродактилюс, птеродон, римфоринх (рис. 8). У многих из них были когти на крыльях, длинные голые хвосты, зубастые пасти, и они напоминали сказочных драконов.

Рис. 7. Диморфодонт

Рис. 8. Римфоринх

Были ли эти ящеры предками птиц?

Оказывается нет. В этом легко убедиться, сравнив крыло ящера с крылом птицы. У диморфодонта и его ближайших родственников передняя конечность сохранила форму лапы, подвижные пальцы вооружены когтями. Иной принцип устройства крыла. Оно ограничено очень длинным вторым пальцем, от которого к туловищу и ногам идет широкая кожная перепонка. Она охватывает верх задних конечностей и основание хвоста. Перьев нет и в помине.

Крылатые ящеры давно вымерли. Возможно, что основной причиной этого было появление птиц, существ более высокой организации, умеющих лучше приспосабливаться к окружающей среде.

Птицы произошли от мелких и более "изящных" гадов. Жили когда-то на свете такие псевдозухии (рис. 9), принадлежавшие к отряду динозавров, ящеров, ходивших на задних ногах, опираясь на длинный хвост. Они обитали в местностях, напоминающих наши степи, с невысокими скалами. Охотясь за мелкими животными, возможно за насекомыми, псевдозухиям приходилось быстро двигаться, прыгать. При вертикальном положении их тела передние конечности освобождались от участия в ходьбе. Вполне возможно, что, попав из степей в леса, псевдозухии были вынуждены жить на деревьях, лазить по ним, цепляться за ветви передними лапами. Благодаря этому передние конечности псевдозухии не атрофировались, а получили прогрессивное развитие, став прообразом крыльев. Псевдозухиям приходилось прыгать с ветки на ветку, сверху вниз, балансируя передними конечностями, на долю которых выпали теперь иные обязанности.

Рис. 9. Псевдозухии

Здесь в истории происхождения птиц наступает некоторый пробел. Из нее как бы вырвано несколько очень интересных страниц. Лапа прыгающего ящера далеко не птичье крыло, и для такой эволюции потребовался, надо думать, не один миллион лет. Раскопки земных недр пока не дали нам костей самых ближайших предков первых птиц, хотя можно представить себе весь ход последовательных изменений.

У прыгающих ящеров постепенно менялась форма передней конечности: удлинялись и срастались пальцы, между плечом и предплечьем развивалась кожная перепонка. Поскольку тяжелая чешуя мешала прыжкам и парению в воздухе, по всему телу, кроме плюсны и пальцев ног, она преобразовывалась в более легкие, пероподобные образования. Перья стали важнейшей частью крыла, его опорой при взмахах и парении. Типичное для пресмыкающихся двухкамерное сердце превратилось в четырехкамерное. Появилась способность удерживать постоянной температуру тела, не снижать ее при похолоданиях.

И вот перед нами первые птицы - археоптериксы (рис. 10). Их хорошо сохранившиеся скелеты и отпечатки перьев найдены в слоях сланца в Баварии. Археоптериксы уже птицы. Однако для нас они необычны.

Рис. 10. Археоптерикс

Посмотрите на рот, он не окаймлен роговым клювом, полон мелких острых зубов. Посмотрите на хвост, он длинный, с большим числом позвонков, и перья растут на нем, как листья на финиковой пальме, вправо и влево, в одной плоскости. Наконец, пальцы крыла полностью еще не срослись, некоторые из них сохранились и вооружены когтями.

Археоптерикс был размером с голубя. Видимо, он кил в лесах, питаясь преимущественно ягодами.

От археоптерикса нас отделяют 135 миллионов лет. За этот срок у птиц изменился облик. Образовывались современные нам отряды и семейства. Теперь найдены скелеты многих ископаемых птиц, возможно современников и потомков археоптерикса (рис. 11).

Рис. 11. Древняя вымершая птица фороракос (высота. 1,5 метра)

Многие отряды древних птиц исчезли сравнительно недавно. Около 500 лет назад в Новой Зеландии еще водились моа, птицы ростом вдвое выше африканского страуса. В начале XVII века были уничтожены последние экземпляры очень крупной птицы додо, которая жила на островах Маврикия и из-за своего грузного тела совсем не могла летать.

Какие же причины привели к появлению на земле птиц и к прогрессивному развитию их?

Ответ на этот вопрос дает эволюционная теория Ч. Дарвина. Условия жизни на земле меняются. Населяющие ее бесчисленные виды растений и животных приспосабливаются к новым условиям, борются за существование. Выживают и оставляют потомство те особи данного вида, которые имеют хоть малейшее преимущество перед другими. Из поколения в поколение идет непрерывный отбор. Вид изменяется, приобретает новые качества.

Для примера приведем хотя бы лягушку. В период спаривания каждая самка откладывает несколько тысяч яиц. Не из всех яиц выводятся головастики, а из них только 1 - 2 лягушки доживут до половой зрелости и оставят потомство. Из каких же яиц выводятся головастики? Из тех, которые лучше снабжены питанием, лучше защищены оболочками, попали в более благоприятные условия развития.

Какие из головастиков и лягушат выживают? Те, что менее заметны для врагов, более подвижны, лучше добывают и используют пищу, легче переносят изменения погоды. Идет отбор лягушек, более приспособленных к условиям данной местности. Если он протекает в одном и том же направлении и довольно долго, то положительные признаки лягушек, например покровительственная окраска или длина ног, могут настолько усилиться, что возникнет новая разновидность, а в дальнейшем и новый вид лягушек.

За последние 100 миллионов лет большинство отрядов пресмыкающихся постепенно вымерло, численность других сократилась, уступив место новым классам птиц и млекопитающих. Птицы, по-видимому, оказались серьезным конкурентом летающих ящеров, победив их в освоении воздушной стихии. Этому способствовало более совершенное строение птичьих крыльев и ряд других анатомических изменений. Большое значение имело появление у птиц постоянной температуры тела, благодаря чему их активность меньше зависела от климатических условий, а также стало возможным насиживание яиц. Решающую роль в борьбе за существование птиц сыграло прогрессивное развитие нервной системы.

Крылья позволили птицам быстрее других животных переселяться на новые территории. Это имело большое значение в связи с многократными изменениями на земле климата и ледниковыми периодами, когда под влиянием длительного похолодания население огромных территорий приспосабливалось к суровым условиям жизни, вымирало или переселялось в другие зоны. Так, в Сибири в прошлом был теплый климат и на ее богатых пастбищах паслись несчетные стада слонов и носорогов. Жили там и птицы. Наступил ледниковый период, и слоны погибли, но птицы выжили. Одни из них переселились в новые места, другие стали улетать лишь на самый холодный период года. Сезонные перелеты, вызванные похолоданиями, совершают птицы из большинства современных видов.

В процессе эволюции некоторые представители класса птиц снова вернулись к наземному обитанию. Разучились летать пингвины, страусы, киви. Последние совершенно лишены крыльев. Это наглядный пример того, как условия существования ведут к изменению строения тела, как в течение длинного ряда поколений идет отбор по положительным признакам, обусловливающий развитие одних и исчезновение других органов.