Многие годы проблема происхождения перьев рассматривалась как сторонниками , так и противниками “теории Эволюции”, но не смотря на это, окончательного ответа пока нет. Радует то, что в последнее время находки оперённых динозавров из Китая дают надежду на скорейшее разрешение этого вопроса.

   Как возникли перья, эти невероятно прочные, легкие и сложно устроенные придатки, покрывающие кожу некоторых животных? Откуда они взялись? Всего лишь недавно ученые приблизились к разгадке этой тайны и пришли к неожиданному выводу: впервые перья появились у динозавров, когда птиц еще не было и в помине.

                      Перо — накожное роговое образование птиц, а также некоторых групп динозавров, растущее из расположенных рядами углублений кожи.

   Торможение изучения этого вопроса происходило из-за ряда ложных гипотез. Например, что примитивные перья возникли в результате удлинения и разветвления чешуи рептилий или что они появились в процессе эволюции для выполнения определенных функций (возможно, летательных, или для завлечения самки в брачных играх), только запутывали ситуацию. Негативно влияло и полное отсутствие ископаемых примитивных перьев. Долгие годы древнейшей ископаемой птицей считался археоптерикс (Archaeopteryx), живший на Земле в позднем юрском периоде(148 млн. л.н.), но его перья почти ничем не отличались от перьев современных птиц.

    Однако недавние открытия подтвердили предположение о том, что истинную природу примитивных структур, явившихся эволюционными предшественниками перьев, можно лучше понять, изучив онтогенетическое развитие пера у современных птиц. А также, что в процессе эволюции перья прошли несколько стадий развития, каждая из которых ознаменовалась определенным новшеством, связанным с механизмами роста, благодаря которым особь достигает своих окончательных размеров и формы. И не стоит забывать “коллекцию” оперенных динозавров из Китая, чьи перья гораздо примитивнее, чем перья современных пернатых и даже археоптерикса(!).
     Эти открытия дают право делать  вывод, что впервые перья появились у хищных двуногих динозавров из подотряда тероподов (Theropoda), прежде чем возникли птицы.

   В 1999 г. была предложена следующая схема развития пера: на стадии 1 произошло трубчатое удлинение плакоды из зачатка пера и перьевой сумки (так возникло первое перо - неразветвленная полая цилиндрическая структура); на стадии 2 дифференцировался воротничок сумки (кольцо эпидермальной ткани): его внутренний слой превратился в продольные гребни бородок, а наружный -в защитный чехлик-   тогда-то и образовался пучок бородок, соединенных с полым цилиндром (очином пера); следующая стадия эволюции включала либо возникновение спирального роста гребней бородок и образование стержня ,либо появление бородочек( по первому сценарию в перьевой сумке развивалось перо со стержнем и рядом простых бородок, по второму - пучок бородок с разветвленными бородочками); независимо от того, какая из этих стадий возникла раньше, эволюция обоих признаков должна была привести к появлению дважды разветвленных перьев, снабженных стержнем, бородками и бородочками; а поскольку бородочки на этом этапе были еще недифференцированными, опахало контурного пера не было сомкнутым(оно не образовывало плотной поверхности со сцепленными бородочками); на 4 стадии  возникли дифференцированные бородочки (на них появились крючочки, и образовалось контурное перо с сомкнутым опахалом); и дополнительные варианты перьев (например, асимметричное опахало махового пера) могли появиться только по завершении стадии 4; на стадии 5 возникли перья с сомкнутым асимметричным опахалом.

   Эта теория развития пера подтверждена данными  молекулярной биологии, и доказывает существование первых трёх стадий развития пера- от удлиненной трубчатой структуры (стадия 1) и рыхлого пучка бородок (стадия 2) до сложного образования со стержнем и опахалом (стадия З).

    Ископаемым подтверждением этой теории стал результат палеонтологических раскопок на севере Китая(в провинции Ляонин), где китайские, американские и канадские ученые извлекли из земли впечатляющую “коллекцию” ископаемых, относящихся к раннему меловому периоду (124-128 млн. л.н.). Помимо останков древнейших цветковых растений, первых плацентарных млекопитающих и других организмов были обнаружены разнообразные окаменелости хищных двуногих динозавров с хорошо сохранившимися деталями покрова. Четкие отпечатки перьев, похожих на перья современных птиц, и разнообразных примитивных перьевидных структур были обнаружены у различных динозавров - следует вывод: перья возникли и приобрели свое современное строение у наземных двуногих хищных ящеров до того, как на Земле появились птицы.
        Первым динозавром с перьями был целурозавр синозавроптерикс (Sinosauropteryx), ящер размером с курицу (группа Coelurosauria),обнаруженный в 1997 г. Его кожа была покрыта небольшими трубочками и ветвящимися образованиями, которые могут рассматриваться как примитивные перья. Затем палеонтологи нашли останки каудиптерикса (Caudipteryx) - динозавра из группы овирапторов величиной с индейку, у которого на конце хвоста и передних конечностей прекрасно сохранились контурные перья. Скептики тут же объявили Caudipteryx древнейшей нелетающей птицей, но тщательный филогенетический анализ определил его в ряд овираптороподобных хищных динозавров. Впоследствии контурные перья были найдены в провинции Ляонин у дромеозавров(dromaeosauridae) - теропод, связанных с птицами наиболее тесными родственными узами, и считающимися ,как минимум, ”двоюродными их братьями”. В общей сложности отпечатки перьев были обнаружены у окаменелостей более чем дюжины различных представителей теропод, включая теризинозавра (Beipiaosaurus) величиной со страуса и нескольких дромеозавров (Microraptor, Sinomitbosaurus и др.).

       

         Дромеозавриды (Dromaeosauridae, “бегущий ящер”) — семейство небольших хищных ящеротазовых динозавров из инфраотряда дейнонихозавры, относящегося к манирапторам (Maniraptora). Обитали на всех континентах. Ископаемые останки известны со средней юры (167 млн. л.н.) по конец мела (65,5 млн. л.н.).

       Выявленная у ящеров неоднородность перьев – именно тот факт, подтверждающий правильность вышеизложенной теории. Наиболее примитивные из известных перьев (перья Sinosauropteryx) представляют собой простейшие трубчатые образования, напоминающие предсказанную моделью стадию 1. Для Sinosauropteryx, Sinornithosaurus и некоторых других теропод характерны покровные структуры, снабженные открытым пучком бородок и лишенные стержня, которые обнаруживают сходство со стадией 2. Найдены также отпечатки контурных перьев с явно дифференцированными бородками и сомкнутым плоским опахалом, соответствующие стадии 4.
        Находки позволили дать новое определение существам, называемых птицами, и пересмотреть биологию и естественную историю динозавров-теропод. Обычно определяют птиц (т.е. группу животных, включающую все виды, возникшие от самого последнего общего предка археоптерикса и современных пернатых) как летающих позвоночных, чье тело покрыто перьями. Сегодня необходимо определять их как группу оперенных хищных динозавров, выработавших в процессе эволюции способность к машущему полету(!). Новые ископаемые находки продолжают сужать разрыв между птицами и динозаврами, что в конце концов породит еще большие затруднения при определении пернатых. Пародоксально что, у многих из самых  канонических динозавров (например, Tyrannosaurus rex и Velociraptor) кожу, возможно, покрывали перья, но птицами они не были)))

       Согласно вышеизложенной модели, эволюционное превращение сначала было связано с удлинением перьев, затем - с развитием бахромчатых краев и, наконец, - с возникновением бородочек, снабженных крючочками и выемками. И в свою очередь перья, это - трубчатые образования; две плоскости их опахала (передняя и задняя) образуются внутренней и наружной частью трубки только после того, как перо, расправляясь, появляется из цилиндрического чехлика. Напротив, две плоские стороны чешуи развиваются из верхней и нижней части первичного эпидермального разрастания, образующего чешую.

       Новые данные делают несостоятельной теорию о том, что перья возникли и эволюционировали как приспособления для полета(полет обеспечивают только перья с асимметричным сомкнутым опахалом, которые, согласно обсуждаемой теории, возникли только на стадии 5) (связывать появление перьев с возникновением полета - все равно что связывать эволюцию пальцев человека с игрой на пианино) Скорее всего, перья “освоили” аэродинамическую функцию только после того, как значительно усложнилась их структура, они появились и развились для одних целей, а потом стали использоваться для других. Возможно, первоначально перья отвечали за терморегуляцию, защиту кожи от повреждений и намокания, маскировку и т.д. , то есть перья появились только после того, как в коже некоторых видов сформировались трубчатый зачаток пера и перьевая сумка(выросший из кожи трубчатый придаток предоставил животным некое эволюционное преимущество).

           Стоит отметить сенсационную находку в Китае динозавра с асимметричными перьями (т.е. пригодными для полета) на передних и задних конечностях(у обнаруженного ящера из рода Microraptor были современного вида асимметричные перья, образующие передние и задние “крылья”.Спор о происхождении полета ведётся между двумя версиями : птицы “сорвались” с деревьев, освоив сначала планирующий полет; или - птицы поднялись в воздух с земли, энергично размахивая крыльями во время быстрого бега. Как раз новая находка свидетельствует в пользу первой гипотезы). До этого единственными существами с подобными перьями ученые считали птиц, а такие перья рассматривали как один из уникальных признаков, отличающих пернатых от их предков - динозавров. Теперь с уверенностью можно сказать, что не только перья как таковые, но даже маховые (“летательные”) перья возникли прежде, чем на Земле появились птицы(!).

Микрораптор (Microraptor) — род мелких  дромеозаврид. Около двух дюжин хорошо сохранившихся экземпляров обнаружено в раннемеловых отложениях в Ляонине (Китай),(130—125,5 млн л.н.);(возможно, что Cryptovolans( другой четырехкрылый дромеозавр), также может оказаться представителем рода Microraptor.). Он имел длинные контурные перья с асимметричными бородками, которые образовывали крылоподобные поверхности не только на передних конечностях и хвосте, но, и на задних конечностях. Это подтолкнуло к тому, чтобы назвать микрораптора «четырехкрылым динозавром» и предположить, что он мог планировать, используя все четыре конечности. По последним исследованиям, они не только питались птицами, но и ели их почти целиком. Данный вывод следует из того, что внутри одного из скелетов динозавра обнаружен относительно хорошо сохранившийся скелет птицы. Предположительно, они охотились на деревьях, редко спускаясь на землю.

        «Эволюционные» скептики давно уже используют перья в качестве доказательства несостоятельности теории эволюции. Ведь  до последнего времени никаких переходных структур между чешуей рептилий и перьями ученые не знали. Кроме того, возникал вопрос, для чего естественному отбору, стремившемуся совершенствовать летательные качества животных, нужно было сначала “расщеплять” удлиненную чешую, а потом вновь “вливать” ее в сплошное опахало? Сегодня, по иронии судьбы, перья рассматриваются в качестве образцового примера того, как стоит изучать происхождение эволюционного новшества: сосредоточиться на понимании природы нового признака и проследить его онтогенетическое развитие у современных организмов. Такой подход  поможет нам разгадать и многие другие тайны природы.

Автор статьи - Amimfi