Биолог Прохорова: крылья птиц появились из верхних конечностей динозавров
Примерно 20 миллионов лет назад в мире появились белки-летяги. Вместо крыльев природа наделила их кожистыми перепонками между лап. Зверек не летает, а грациозно парит. И, как правило, четко определяет место своего приземления.
Птицы и млекопитающие относятся к разным классам животных. И они отличаются во всем. Но есть звери, которые умудрились встать в один ряд с птицами.
Кто из животных подчинил себе воздушную стихию? Кого называют "живыми вертолетами"? Об этом рассказали в программе "Как устроен мир" с Тимофеем Баженовым на РЕН ТВ.
Как мыши стали летать
Самые знаменитые млекопитающие, которые подчинили себе воздушную стихию, – летучие мыши. Среди известных науке более тысячи видов летучих мышей три можно назвать вампирами. Обитают они в Центральной и Южной Америке и в основном пьют кровь скота. Хотя иногда нападают и на человека.
"Их принцип питания похож чем-то на пиявок и других животных и насекомых, кто питается кровью: они делают небольшой надрез на коже с помощью острых зубов, дальше их слюна обладает свойствами, которые предотвращают преждевременное сворачивание крови и обеспечивают нечувствительность этой области, откуда рукокрылое будет пить кровь", – поделилась подробностями сотрудник зоологического музея МГУ Анастасия Дудорова.
В основном же все рукокрылые – это милейшие и совершенно безобидные существа, которые истребляют вредных насекомых и, как пчелы, опыляют фруктовые растения. Как, например, нильские крыланы. Несмотря на свой грозный вид, эти африканки питаются исключительно сладкими плодами. Они намного крупнее привычных нам летучих мышей и порой вырастают до 20 сантиметров в длину.
"Я в первую очередь провожу над ними научные наблюдения. В некоторых случаях крыланы живут в полусвободном выпасе. Крыланов часто выпускают просто полетать по квартире или по одной из комнат. Конечно, мало кто содержит их в таком количестве, здесь их 10 штук. В большинстве случаев их держат парами максимум", – рассказала сотрудница музея.
Знаменитая эхолокация у этих существ развита не очень хорошо, зато они неплохо видят.
"Достаточно крупные глаза относительно размеров мордочки в целом. Кроме того, у них есть эхолокация. У них более примитивная эхолокация, чем у других мелких рукокрылых, тех, которых мы встречаем на нашей территории. У тех, которые маленькие и питаются насекомыми, более продвинутая эхолокация и совершенно другая по типу", – отметила Дудорова.
Кстати, с обычными мышами летучих связывает разве что созвучность названия. Ну и то, что оба животных из класса млекопитающих. А так они принципиально разные во всем.
Но как же предков рукокрылых угораздило полететь? Судя по всему, причиной стала еда. Больше 50 миллионов лет назад они взмыли в воздух и получили таким образом доступ к летающим ночным насекомым.
Древние летающие насекомые
Если мы углубимся в эволюционную историю планеты, то узнаем, что первыми воздух покорили не летучие мыши, не птицы и даже не летающие ящеры юрского периода. Пионерами полета стали насекомые – более 300 миллионов лет назад. Крылья первых летунов напоминали жесткие пластины, и они дали членистоногим невероятные преимущества. Воздух стал пространством для быстрого перемещения, а также для охоты или, наоборот, побега от хищников.
"До сих пор наука точно не знает процесс происхождения крыльев насекомых. Это все изучается сейчас. В процессе эволюции крылья появлялись много раз, и это был процесс независимый. То есть не было такого, что один раз появились крылья и дальше у всех, у кого они есть, – насекомых, птиц – эти крылья одинаковые", – обратила внимание кандидат биологических наук Екатерина Прохорова.
Следующими стали те самые древние ящеры: от птеранодона до птеродактиля. Летающие древние насекомые и ящеры – это были две независимые друг от друга эволюционные стратегии. Жесткие крылья насекомых и кожистая перепонка птерозавров показали, что путь к небу может быть разным.
Самые близкие родственники динозавров
Кстати, ближайшие родственники современных птиц – это крокодилы. Их гены практически идентичны. Зубастые машины для убийства – это одни из древнейших пресмыкающихся на планете. Они появились около 80 миллионов лет назад, были современниками динозавров и смогли их пережить.
"Крылья птиц появились из верхних конечностей динозавров, потому что на самом деле птицы – это самые близкие родственники динозавров. И сейчас мы даже знаем, что крупные динозавры, типа тирекса, были покрыты перьями и напоминали цыплят. Перья в процессе эволюции появились раньше", – поведала биолог Прохорова.
В научной фантастике часто можно встретить описание инопланетных рас, которые произошли от птиц или от рептилий. Но в реальности такие разумные существа вряд ли бы возникли. Дело в том, что у наших теплокровных живородящих предков был ряд преимуществ перед теми, кто размножался с помощью откладывания яиц.
Кстати, выдумыванием сказочных существ человечество занимается испокон веков. В XX веке по понятным причинам были популярны инопланетяне. А вот столетия назад воображение рисовало василисков или крылатых драконов. И о том, что по законам физики многотонная огнедышащая туша просто не смогла бы полететь, фантазеры не знали.
Самый главный вопрос, который нужно задать сказочному зоологу. Откуда у этих созданий берется энергия? На взмах 100-метрового крыла ушла бы вся калорийность одного переваренного рыцаря в сияющих доспехах. А еще для этого потребовались бы грудные мышцы размером с четырех слонов.
"Для этого нужны дополнительные какие-то мышцы, которые даже у мифического дракона сложно себе представить. Он, конечно, никогда не полетит, потому что слишком тяжел. Крылья у птиц, у позвоночных животных – это видоизмененные передние конечности. Все драконы, которых показывают на рисунках, – это драконы с нормальными четырьмя конечностями, и тут еще у него откуда-то появляются сзади крылья. Такое анатомически невозможно", – объяснил орнитолог Калашников.
"Живые вертолеты"
Но какой-нибудь любитель мистики возразит: ведь не понимают же до сих пор ученые, как летают шмели и майские жуки? Увы, но секрет полетов всех насекомых уже давно раскрыт.
"Среди современных людей бытует мнение, что насекомые летают, нарушая законы аэродинамики. На самом деле это не так. Это думали ученые в начале XX века, когда конструировали первые самолеты, опираясь на образ птичьих крыльев. И действительно, крылья самолета напоминают крылья птиц, самолет планирует. Единственное – не машет крыльями, как птица. Ну а насекомое крыльями машет, причем не так, как птица, а хаотично. Все это создает турбулентные потоки вокруг тела насекомого, и существо может передвигаться по воздуху и даже выполнять фигуры высшего пилотажа. То есть современные ученые догадались, что насекомые никаких правил аэродинамики не нарушают. Просто пользуются гораздо более сложным механизмом, который пока для человека недоступен", – рассказал ведущий программы Тимофей Баженов.
Быстрым шмеля, кстати, не назовешь. Скорость – от силы 50 километров в час, и то крайне редко. Как правило, не больше 10.
Стрекоза передвигается в несколько раз быстрее. Этих насекомых называют "живыми вертолетами". Но, в отличие от человеческих машин, их полет – это результат 300 миллионов лет эволюции. Его называют симфонией мышечной силы, аэродинамики и феноменального зрения. Глаза стрекоз фиксируют малейшие движения на расстоянии десятков метров.
"Глаза стрекозы по-разному видят: одна часть наблюдает цветовую гамму, а вторая часть наблюдает движение. Поэтому от стрекозы не уйдет даже любое небольшое движение какого-то мелкого насекомого", – подчеркнула доцент кафедры биологии и физиологии человека Института естествознания и спортивных технологий МГПУ Наталья Захарова.
Крылья стрекоз движутся независимо друг от друга, поэтому насекомое может мгновенно менять свою траекторию, зависать на месте и даже летать задом наперед, совсем как колибри.
