Hace aproximadamente 150 millones de años (a mediados del Jurásico), una rama se desvió de los reptiles, lo que dio origen a las aves.

Un poco más tarde, los mamíferos (animales) también se originaron a partir de otras ramas de reptiles, aunque sus antepasados, los lagartos animales, surgieron antes que los antepasados ​​​​de las aves. Ahora uno puede imaginar con bastante precisión cómo tuvo lugar este desarrollo. En el suelo, en esquistos estratificados Europa Oriental(RDA, RFA y otros lugares) encontraron restos fosilizados de cráneos, huesos de aves antiguas y sus ancestros, esqueletos enteros con escamas, estampados de plumas y el ala entera.

¿Cómo ha ocurrido?

Algunas lagartijas comenzaron a huir cuando estaban asustadas y en peligro. Al mismo tiempo, se levantaron sobre sus patas traseras (incluso ahora hay lagartos). Luego aprendieron a correr generalmente solo sobre sus patas traseras (lo que tomó millones de años). Los cálculos y las comparaciones nos dan derecho a afirmar que ya tenían un corazón de cuatro cámaras, ya que los antepasados ​​​​de los cocodrilos, que tienen el mismo corazón, estaban cerca de esta familia (pseudosuquios). Fue una aromorfosis, una evolución que dio un fuerte incremento en toda su organización.

Los lagartos corriendo dieron saltos y actuaron sobre la beta con sus extremidades anteriores, como timones. Sus escamas córneas comenzaron a estirarse, formando peines a lo largo del borde desde la mano hasta el codo, recogiendo más aire al correr. Más. Tales especies de corredores cambiaron gradualmente a escalar rocas y árboles. Como presa, comenzaron a trepar a las ramas, que es lo que hacen los camaleones modernos y muchas iguanas.

Entre los lagartos fósiles, algunas especies tenían huesos huecos del esqueleto, llenos de aire. Los que tenían tales huesos subieron a los árboles, así como aquellos cuyos huesos eran pesados. Pero cuando era necesario saltar de rama en rama, y ​​luego de árbol en árbol, las lagartijas de huesos ligeros saltaban más y no se rompían al caer. Pronto (relativamente) sus escamas comenzaron a alargarse a lo largo de los lados del cuerpo, así como a lo largo del borde posterior de las patas delanteras. Las escamas se hicieron más largas y divididas, era muy ligero y "recogía" más aire durante el salto, manteniendo el cuerpo en el aire. Era más fácil para un animal así saltar: su cuerpo se aplanaba. Recuerda que una hoja de papel cae lentamente, y si está arrugada, cae mucho más rápido. Las escamas extendidas en todas direcciones actuaron como un paracaídas. Cada hojuela se partió de diferentes maneras: "en espiga" a lo largo de los bordes desde la barra central engrosada o a lo largo de los radios, hasta un centro. En el primer caso se obtuvo una pluma de las escamas, y en el segundo, pelusa. En otras partes del cuerpo, las escamas permanecieron sin cambios durante mucho tiempo (por ejemplo, en las piernas, la cubierta córnea del pico).

Los lagartos antiguos, con plumas aún poco desarrolladas, trepaban árboles y rocas con la ayuda de las cuatro extremidades, que tenían dedos y garras. Solo en las patas delanteras se expandieron escamas similares a plumas, que formaron picos planos a lo largo del borde posterior de la pata. Tales animales (pseudosuchia) también se conocen en estado fósil. Fueron ellos quienes gradualmente se convirtieron en las primeras aves (Archaaeopteryx). Sus esqueletos con huellas dactilares e incluso plumas están bastante bien conservados. En 1974, en Baviera (Alemania), en las canteras de Solengofen, se encontró un esqueleto bien conservado del cuarto Archaeopteryx, del tamaño de un estornino. Los tres hallazgos anteriores eran del tamaño de una paloma. Está probado que los huesos eran huecos, como los de los pájaros reales. En consecuencia, los sacos de aire que salían de los pulmones entraban en los huesos. Tenían similitudes con los lagartos y las aves.

Hagamos esta comparación:

Signos de reptiles conservados en las primeras aves.:

• Las mandíbulas, aunque estrechas, no forman pico.
• En las mandíbulas - dientes
• Cola de 21-28 vértebras (podría estar doblada)
• En las extremidades anteriores - tres dedos libres
• Las costillas estaban unidas a las vértebras, como en las lagartijas, en un punto y no tenían procesos que retrocedieran y se extendieran a la siguiente costilla en las aves.

Signos de "pájaro" de reptiles.:

• El cuerpo está cubierto de plumas.
• Los huesos (muslos y hombros) son huecos. Por lo tanto, había sacos de aire entrando en los huesos.
• El hombro y el antebrazo se convirtieron en un ala.
• Densas plumas crecían en el ala, superponiéndose unas a otras, como las de las aves reales.
• Debajo de la parte inferior de la pierna, a partir de huesos fusionados longitudinalmente, se formó un tarso.

A esto le sumamos que los sacos de aire parten de los pulmones también en los camaleones modernos. Algunos huesos de dinosaurios también tenían cavidades. Sin embargo, ni lo uno ni lo otro no volaron y no vuelan. Por tanto, no hace falta decir que estos aparatos servían para “facilitar” el vuelo. Además, los mejores voladores modernos: los vencejos no tienen huesos huecos. Están "cubiertos" de médula ósea.

Así, las fauces de las primeras aves aún eran anchas, con muchos dientes pequeños. Larga, como la de los lagartos, la cola constaba de muchas vértebras y podía doblarse en todas las direcciones. En las extremidades anteriores, al menos dos dedos desaparecieron, los tres restantes todavía estaban bien desarrollados, con garras y, aparentemente, ayudaban a escalar. Pero detrás de la mano, la extremidad llevaba un ala bastante bien desarrollada de densas plumas. Tales primeros pájaros, probablemente, todavía no volaban bien, solo podían volar de árbol en árbol. La cola comenzó a acortarse primero. La cola larga superó en. planificación, aunque estaba forrado con plumas alrededor de los bordes. Luego, las extremidades anteriores, que funcionaban tanto como una pata trepadora como un ala, se liberaron gradualmente de la carga anterior y comenzaron a funcionar solo como un ala, perdiendo los dedos libres.

Hay, sin embargo, incluso hoy en día pájaros que conservan los dedos libres en el ala, incluso con garras. Los polluelos Hoatzin trepan ramas de esta manera. La uña del primer dedo está presente en ciertos tipos carnívoros, gansos, entre los paladines de Haun. En otros Palamedes, del borde del ala sobresalen “espuelas”, sin duda del mismo origen. En el segundo dedo, las garras son menos comunes en las aves modernas. Se conocen de casuarios, nandu, kiwi y tucanes. Finalmente, en avestruz africano las garras crecen en los tres dedos del ala.

Los dientes de las primeras aves aún se conservaron durante mucho tiempo: a juzgar por los cráneos de las capas posteriores de la tierra (período Cretácico), durante 50 millones de años. Los dientes desaparecieron por completo en las aves hace unos 70 millones de años. Los restos de dedos en el ala se han conservado en todas las aves hasta el día de hoy. Hay tres de ellos, incluido un frente corto ("pulgar"), que aún puede girar ligeramente. Se le adjunta un paquete separado de plumas: un "winglet" en el borde frontal del ala. Aves de vuelo rápido (depredador, etc.), que giran las alas, regulan el vuelo, reducen la velocidad al volar, etc. En las patas de las aves, se han conservado las escamas de los antiguos ancestros, las lagartijas. La estructura de los huevos y el desarrollo de los embriones de las aves difieren muy poco del desarrollo de las lagartijas. La temperatura corporal se volvió constante. El sistema circulatorio modificado con un corazón de cuatro cámaras asegura una oxidación sanguínea más activa (combinación con oxígeno), lo que aumenta la temperatura corporal, y una gruesa cubierta de plumas y plumón lo mantiene caliente.

Entonces, las lagartijas trepadoras, que aprendieron a saltar y luego a saltar de árbol en árbol, se convirtieron más tarde en pájaros.

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Muchos científicos creen que las aves evolucionaron a partir de pequeños dinosaurios terópodos. Lo principal aquí fue la aparición de plumas = como resultado, algunos animales que corren y trepan adquirieron la capacidad de volar.
Los científicos consideran que Archaeopteryx, descubierto por primera vez en 1861, es la primera ave propiamente dicha. A juzgar por su apariencia, parecía un cruce entre un reptil y un ave con un pico dentado, una cola larga y huesuda y un plumaje pronunciado. EN últimos años También se han encontrado restos de otros reptiles emplumados.

Las primeras aves emplumadas.

Las plumas de las aves cumplen dos funciones importantes: mantienen a las aves calientes y las ayudan a volar. Aquellas plumas que sirven para calentar suelen ser más cortas y suaves, y aquellas con las que vuelan las aves -las llamadas plumas de mosca- son más grandes y curvadas en forma de abanico. Es poco probable que el plumaje de ambas especies apareciera en aves al mismo tiempo. Es casi seguro que fueron los primeros en desarrollar plumas protectoras contra el calor, y después de eso, después de millones de años, algunas de ellas adquirieron una forma diferente, muy especial, diseñada solo para volar. Se desconoce cuándo apareció exactamente el plumaje. Según algunos paleontólogos, ya se encuentran algún tipo de plumas en un reptil que vivía allí, sin embargo, la mayoría de los científicos no están completamente convencidos de esto. La evidencia más contundente en este sentido es la presencia de plumaje como tal en pequeños terópodos, cuyos fósiles fueron descubiertos recientemente en China. En uno de ellos, Sinosauropteryx, se observan claros signos de plumaje corto y esponjoso en forma de cresta larga que se extiende a lo largo del cuello y todo el dorso. Ya era un dinosaurio emplumado, pero, obviamente, todavía no sabía volar.

Despegar del suelo.

Sinosauropteryx apareció algo más tarde que Archaeopteryx, por lo que queda claro que los primeros no eran sus descendientes directos. Mientras tanto, a juzgar por la presencia de plumaje esponjoso en los antepasados ​​​​de las aves voladoras, es fácil imaginar cómo se veían mucho antes del plumaje completo. Pero mucho más importante no es ni siquiera esto, sino cómo se desarrollaron las alas y, lo más importante, ¿por qué? Según una teoría, las alas se desarrollaron entre los ancestros de las aves actuales como un dispositivo especial para cazar insectos y otros animales pequeños. Entonces, según esta misma teoría, las primeras aves, tratando de alcanzar a la víctima, se separaron del suelo y la alcanzaron de un salto, ya en el aire. Luego, siguiendo la misma teoría, mucho tiempo después, a las primeras aves les empezaron a salir plumas en las patas delanteras, lo que les ayudaba a mantener el equilibrio o, quizás, a sujetar a sus presas. Las plumas se estiraron gradualmente y los músculos de las patas delanteras se fortalecieron. Entonces, probablemente, surgieron animales, que un día tuvieron la fuerza para levantarse del suelo.

Avimim (izquierda) era un terópodo emplumado, pero no podía volar. Archaeopteryx (centro) era más pequeño y liviano, y también tenía plumas de vuelo bien desarrolladas. En comparación con Archaeopteryx, las aves modernas como la paloma (derecha) no tienen dientes ni garras en las alas, excepto quizás el gaotsin, y sus colas son notablemente más cortas.

Ardillas voladoras de árboles.

Esta "teoría mundana" se basó en algunas de las características identificadas en Archaeopteryx, como la extraordinaria fuerza de las patas. Sin embargo, según la mayoría de los paleontólogos, las aves modernas descienden de reptiles que no vivían en la tierra, sino en los árboles. Con el desarrollo de plumas excepcionalmente largas, estos animales adquirieron la capacidad de flotar en el aire, lo que les permitió moverse fácilmente a través de áreas boscosas sin descender al suelo. Bueno, con el tiempo, aprendieron a volar de verdad, agitando las alas. Pero a los reptiles les llevó mucho tiempo dominar el vuelo. Esto lo hicieron, por ejemplo, los coelurosaurios y otros reptiles arbóreos; lo mismo puede decirse de algunos lagartos modernos. Y los partidarios de la teoría del "árbol" consideran esta evidencia directa de que las primeras aves partieron del mismo lugar.
En las alas de Archaeopteryx había plumas asimétricas, o mejor dicho, retorcidas, como las de las aves modernas. Plumas como estas ayudan a las aves a volar cuando el viento sopla sobre ellas, y esto, a su vez, confirma que el Archaeopteryx podía volar.

Peso y vuelo.

Para volar no se necesita mucha fuerza, pero batir las alas no es tarea fácil. Con el tiempo, ocurrieron cambios serios en la anatomía de las primeras aves, gracias a las cuales aprendieron no solo a permanecer en el aire durante mucho tiempo, sino que también se diferenciaron notablemente de sus antepasados: los dinosaurios. En este sentido, la evolución ha tomado un camino completamente diferente. Y a medida que se desarrollaban, las primeras aves comenzaron a pasar cada vez más tiempo en el aire. Gracias a los mismos cambios, las aves se deshicieron del exceso de peso. Los huesos de las primeras aves se fusionaron en su mayoría, por lo que su esqueleto se aligeró ligeramente. Al igual que sus antepasados ​​terópodos, los huesos de las primeras aves eran huecos, no estaban llenos de aire; con el tiempo, las cavidades de aire se expandieron, especialmente hacia las alas y las patas. Además, su esternón se expandió y los músculos pectorales, que aseguraban el vuelo, se fortalecieron, así como la horquilla triangular, o arco, que sostenía el esternón durante el vuelo. Tales cambios anatómicos fueron bastante exitosos. En el período Cretácico, las aves literalmente inundaron la Tierra, sobre todo porque el tiempo de los reptiles se acercaba a un final fatal. Por lo tanto, las aves fueron los únicos descendientes sobrevivientes de los dinosaurios.

Archaeopteryx se parecía mucho a un pequeño terópodo. Se pensaba que los fósiles de Archaeopteryx encontrados en la década de 1950 eran Compsognathus hasta que se encontraron sutiles contornos de plumas junto a ellos.

Origen aves- la pregunta es algo confusa y controvertida; indudable es la pertenencia de los ancestros de las aves (y por lo tanto de las aves mismas) a reptiles, es decir, a la clase arcosaurios(Archosauria), que también incluye muchas formas extintas, principalmente dinosaurios(Dinosauria), y de los vivos - sólo cocodrilos(Cocodrilos). Para nombrar el grupo específico de arcosaurios que dieron origen a las aves, los científicos no pueden; Hay al menos dos hipótesis al respecto.

El primero, y el más común, sugiere que las aves son descendientes directos de los dinosaurios, o mejor dicho, ni siquiera descendientes, sino su única rama sobreviviente, por lo que la afirmación sobre la extinción de los dinosaurios en el límite de las eras Mesozoica y Cenozoica no es del todo cierta. De los dos grupos conocidos de dinosaurios, los ancestros de las aves no fueron de ninguna manera ornitisquios(Ornitischia), como era de esperar, y lagartos(Saurisquia); sus parientes más cercanos, según esta hipótesis, son representantes del clado Deinonychosaurus(Deinonychosauria), que, junto con los ancestros de las aves, las aves mismas y algunos otros dinosaurios, pertenecen al clado manipuladores(Maniraptora), una de las ramas del grupo Animal(Terópodos). Estos maniraptores han vivido en la Tierra desde finales jurásico (hace 156 millones de años), y ya de seis a diez millones de años después, vivió el ave más antigua conocida: Arqueoptérix(Archaaeopteryx lithographica). Por supuesto, Arechopteryx no puede ser el antepasado del resto de las aves: esta es solo una de las ramas del tronco del pájaro, que no dio descendencia y se conoce como infraclase. cola de lagarto(Arqueornithes). Otras infraclases extintas de aves son enantiornitas(Enanthiornithes), Hesperornisaceae(Hesperornithes) y Ictiornisáceas(Ictiornitas); las aves vivas se clasifican como infraclase cola de milano(Neornithes), conocido desde finales tiza(70 Ma).

Otra hipótesis rastrea la genealogía de las aves hasta Protoavisu(Protoavis texensis), que vivió a principios triásico(Hace 225-210 millones de años) y teniendo, según varios paleontólogos, mucho más similar a las aves modernas que Archaeopteryx. Algunos (en particular, el paleornitólogo ruso E.N. Kurochkin) creen que Protoavis es el antepasado de las aves modernas; por lo tanto, las aves no son descendientes de los dinosaurios, sino una rama relacionada que desciende de algún ancestro arcosaurio común con ellos. Archaeopteryx y enanciornis, en esta situación, todavía descienden de las bestias y no tienen nada que ver con las aves. La mayoría de los paleontólogos no están de acuerdo con esta hipótesis, argumentando su opinión por el hecho de que, en primer lugar, el hecho mismo de la existencia de protoavis es discutible y, de hecho, los restos descubiertos no pertenecen a un organismo, sino a varias criaturas diferentes, cada una de las cuales tenía alguna característica en la estructura, común con las aves (ver más abajo); y, en segundo lugar, hay un gran lapso de tiempo entre Protoavis y sus descendientes cola de milano; en tal rango de fechas, debería haber existido un número significativo de formas de transición, pero no se ha encontrado ninguna. También hay contradicciones en la hipótesis del origen de los animales, y estas contradicciones se encuentran en la estructura de las alas: todas las aves tienen solo tres dedos (II, III, IV) en la estructura de la mano, mientras que sus supuestos ancestros también tienen tres, pero otros (I, II y III).

Las aves se diferencian de sus antepasados ​​​​y parientes solo en que pudieron combinar todos estos signos y, por supuesto, aprender a volar, porque esta habilidad es el factor determinante en la construcción del cuerpo de las aves. Incluso hay hipótesis sobre el origen de algunos dinosaurios a partir de las primeras aves que perdieron esta habilidad, casi igual que la perdieron los avestruces modernos.

Es difícil responder sin ambigüedades cómo exactamente las aves aprendieron a volar; todas las suposiciones sobre esto se pueden combinar en dos hipótesis. El primero sugiere que las aves eran originalmente pequeños animales del bosque, incapaces de realizar un vuelo agitado activo, pero capaces de trepar a los árboles y planear con la ayuda de sus extremidades anteriores, como lo hacen, por ejemplo, alas aladas Y ardillas voladoras(mamíferos), algunos serpientes Y lagartos. Las extremidades permitieron alargar estos saltos, manteniéndolos en el aire durante algún tiempo. En ambos casos, el resultado final fue la aparición del vuelo activo, característico de todas las aves vivas, incluso las que no vuelan. pingüinos Y avestruces descendiente de especies voladoras, perdió esta habilidad en el curso de la evolución.

Evolución

En cualquier caso, en el momento de la extinción dinosaurios(fin Cretáceo) las aves ya existían con éxito, dividiéndose en los superórdenes ahora conocidos Paladar antiguo(Paleognathae) y nuevo palatino(Neognathae), que difiere principalmente en la estructura del cráneo. Más separación tuvo lugar durante Paleoceno Y Eoceno; Hacia el Oligoceno se conocen restos fósiles de la mayoría de los órdenes existentes. Al mismo tiempo, los escuadrones del Cielo Antiguo, a pesar de su nombre, son más jóvenes que los escuadrones del Cielo Nuevo; se supone que sus diversos destacamentos son de origen independiente, y su separación ocurrió incluso antes de la pérdida de la capacidad de volar, hecho que determinó su similitud en estructura y forma de vida. Una convergencia similar explica la similitud en la estructura de las órdenes genéticamente distantes de Novonebnye, obtenidas como resultado del desarrollo en nichos ecológicos similares. halcones, por ejemplo, parientes mucho más cercanos gorriones que similar a ellos tanto externamente como en estilo de vida halcones.

En cuanto al Cielo Antiguo, el más antiguo se basa en un destacamento Tinamouiformes(Tinamiformes), que han conservado la capacidad de volar, aunque en distancias muy cortas, la quilla del esternón y algunas otras características estructurales comunes con las aves del Nuevo Palatino. Todas las demás unidades del Cielo Antiguo están unidas en el tesoro. Beskilev(Ratitae), cambió completamente a un modo de movimiento de carrera. La razón por la que dejaron de volar es bastante comprensible, si aceptamos la hipótesis sobre el origen del vuelo de las aves como una forma de escapar de los depredadores, después de todo, una rama. avestruces y sus parientes ocurrieron después de la extinción masiva de los dinosaurios, cuando ya no había grandes depredadores de los que uno tuviera que huir. La divergencia del Novopalatino comenzó ya en el Cretácico, cuando surgieron dos grupos, desiguales en número de especies: como pollo(Galloanserae) y Neopalatos superiores(Neoaves). Se cree que el primero es más antiguo y se caracteriza por características tales como una alta fecundidad asociada con una gran cantidad de huevos en una nidada, un tipo de desarrollo predominantemente de cría y un estilo de vida polígamo; Este clado incluye dos órdenes: anseriformes(Anseriformes) y Galliformes(Galliformes), que divergieron en Cretáceo. Todos los demás órdenes de Nueva Palestina pertenecen al segundo grupo y se caracterizan por un menor número de huevos en la nidada, un tipo de desarrollo predominantemente anidante y una forma de vida monógama; la asignación de la mayoría de estos destacamentos se produjo en el primer semestre Cenozoico.

Entonces, la teoría de Darwin recibió una confirmación más, además, muy importante. Las primeras aves, cuyos esqueletos se encontraron en las canteras de esquisto de Baviera, vivieron en la Tierra hace unos 160 millones de años, en la era Mesozoica de su desarrollo geológico, más precisamente al final del período Jurásico. La era Mesozoica fue la era de los reptiles, a veces el mayor florecimiento de esta clase de vertebrados. Vivían en el agua, en la tierra y en el aire. A veces alcanzaban proporciones gigantescas. La envergadura de algunos voladores, pteranodones, por ejemplo, era de 6-7 metros. Estos fueron los animales voladores más grandes que jamás hayan vivido en la Tierra.

Las primeras aves eran relativamente pequeñas. Archaeopteryx era solo un poco más grande que la paloma. No volaba bien y se movía cerniéndose en vuelo de árbol en árbol o de árbol a tierra. Desde el suelo, volvió a trepar por el tronco del árbol, aferrándose a la corteza con las garras de los dedos de los pies y las alas. Las mandíbulas débiles, salpicadas de pequeños dientes, indican que Archaeopteryx no era un depredador. Lo más probable es que esta ave (los zoólogos-sistemáticos incluyan firmemente a Archaeopteryx en la clase de aves, sin embargo, refiriéndose a una subclase separada de aves antiguas) comía frutas y bayas, sin desdeñar también pequeños insectos y gusanos. De los restos fósiles es imposible decir cuál era el color de las plumas de Archaeopteryx. Sin embargo, hay razones para creer que era multicolor, enmascarando al pájaro contra el fondo de la vegetación.

El origen de las primeras aves a partir de reptiles es indudable. Es cierto que los paleontólogos aún no han podido encontrar todos los pasos por los que caminaron. Pero llegaron a la conclusión unánime de que los antepasados ​​de las aves eran pequeños reptiles del grupo de los pseudosuquios, que originalmente vivían en espacios llanos, esteparios, a veces cubiertos de pequeñas rocas. Tenían extremidades posteriores agrandadas, cavidades cerebrales grandes, lo que aligeraba el peso del cráneo; estos signos nos permiten concluir que su cuerpo se enderezó y los animales tendieron a caminar sobre sus extremidades posteriores. Posteriormente, algunos de estos reptiles se adaptaron a la vida en los árboles, como el scleromochlus.

Si en las especies erguidas de la estepa las extremidades anteriores se hicieron gradualmente innecesarias y disminuyeron de tamaño, los reptiles arborícolas las necesitaban para trepar a las ramas. Gracias a esto, conservaron un requisito previo importante para la aparición de alas.

Aún no se han encontrado restos fósiles de una forma de transición entre reptiles y aves. Pero podemos asumir su existencia. Los paleontólogos incluso imaginaron apariencia esta gran ave. En esta etapa de desarrollo, las escamas ya se habían convertido en plumas, lo que ayudaba al animal a realizar vuelos en paracaídas de rama en rama o de árbol a tierra.

No está lejos de la pratitsa a Archaeopteryx. Una cubierta de plumas no solo levantó por los aires a los pájaros más viejos. Ayudó a mantener una temperatura corporal constante. Por primera vez en la evolución del mundo vivo, aparecieron en la tierra animales de sangre caliente. Así imaginan los científicos el origen de las aves.

Habitantes del bosque de la provincia china de Liaoning hace 130 millones de años. Un pequeño dinosaurio de cuatro alas se cierne en primer plano: el microraptor gui. Los Cathayornis que vuelan hacia la derecha tampoco se consideran pájaros. Pero a la izquierda, sobre una rama, está sentado Confuciusornis, que representa una de las líneas evolutivas cercanas a las aves. Obviamente, varios grupos de animales emplumados intentaron dominar el ambiente aéreo en el período Cretácico.

Hasta hace poco evolución temprana pájaros fue quizás la página más oscura en la crónica de las criaturas fósiles. Y aunque los recientes descubrimientos paleontológicos han aclarado mucho, no es posible leerlo completo. Lo que se sabe es que las aves evolucionaron de los reptiles. Pero de cuales? Nunca se han encontrado los antepasados ​​directos de las aves modernas, y el plumaje y la capacidad de volar surgieron repetidamente en varios animales de la era Mesozoica. Antepasados ​​hipotéticos sobran: entre ellos se encuentran pseudosuquios, ornitosuquios, pterosaurios, dinosaurios e incluso cocodrilos. Pero Archaeopteryx, familiar para todos por la imagen en el libro de texto escolar, debe eliminarse de esta lista.

Las aves, junto con los insectos, son los principales habitantes de los espacios aéreos de la Tierra. Varios dispositivos les permiten surcar los cielos y controlar sus movimientos en vuelo. Primero, un esqueleto especial. Un ala de disposición compleja es capaz de sostener todo el peso del cuerpo en el aire. Sus movimientos de balanceo dependen de la estructura de la cintura escapular, formada por la escápula, la coracoides, el esternón y las clavículas fusionadas en forma de horquilla. Allí, por ejemplo, hay un orificio de tres huesos a través del cual pasa el tendón del músculo, que levanta el ala después de bajarla. Para sostener las plumas de la cola, que sirven como timón en vuelo, el extremo de la columna vertebral formó un hueso corto y ancho: el pigóstilo. En segundo lugar, el plumaje ayuda a las aves a volar. La controlabilidad en vuelo es proporcionada por plumas bien definidas: volantes y plumas de la cola. Pero también hay plumas, cuyo propósito es diferente: crean una forma de cuerpo aerodinámico para las aves tanto cuando vuelan como cuando se zambullen, sirven como una cubierta protectora contra el calor y, al ser de colores brillantes, ayudan en la comunicación entre familiares.

Además de las aves, entre los vertebrados actualmente solo pueden volar los murcielagos y alas Sin embargo, tienen una estructura de alas fundamentalmente diferente y no tienen plumas, lo que hace que su vuelo sea diferente al de un pájaro. En el pasado, la variedad de criaturas voladoras y emplumadas era extremadamente grande. Además de los pterosaurios y Archaeopteryx conocidos desde hace mucho tiempo, los paleontólogos han descubierto un gran número de especies inusuales, cuya existencia ni siquiera se sospechaba. Parece, mundo animal no experimentó la falta de aquellos deseosos de conquistar el cielo.

Hay dos hipótesis principales para la adquisición del vuelo de aleteo por parte de los animales: correr más rápido en el suelo o saltar y deslizarse desde algunos lugares elevados: árboles, elevaciones en las montañas. Esta última hipótesis recibió confirmación indirecta tras los hallazgos en China, en la provincia de Liaoning, de varios dinosaurios emplumados. Ahora la mayoría de los científicos cree que las especies voladoras procedían del entorno que habitaba en el bosque, probablemente algunas muy pequeñas, no más grandes que una paloma, especies de reptiles y aves. Sus descendientes pasaron rápidamente la etapa primitiva, planeando desde lugares altos, y aprendieron a volar de verdad. ¿Cuánto tiempo tomó todo esto, cuántas especies cambiaron antes de que las aves ganaran vuelo? Nadie lo dirá, ya que las criaturas voladoras encontradas por los paleontólogos no podrían ser las primeras, y el comienzo mismo de la evolución de las aves aún está oculto para nosotros.

Durante mucho tiempo se creyó que el plumaje de las aves son escamas de reptil modificadas por millones de años de evolución. Sin embargo, los resultados últimas investigaciones hacerte dudar. Tanto el plumaje como las escamas, como, de hecho, todas las formaciones tegumentarias en los vertebrados, se originan en las células de la capa externa de la piel: la epidermis. Las escamas de los reptiles están compuestas por lo que se conoce como alfa-queratina, una proteína con cadenas peptídicas cortas. Está formado por secciones sobresalientes de una capa externa de la epidermis. Con el desarrollo de una pluma en las aves, también aparece por primera vez un tubérculo de la epidermis, pero no está formado por uno, sino por sus dos capas externas. Luego, este tubérculo se hunde en la piel, formando una especie de saco, un folículo, del cual crece una pluma. Además, el material de la pluma es ligeramente diferente: beta-queratina, compuesta de cadenas peptídicas largas, lo que significa que es más elástica y fuerte, capaz de soportar placas de plumas. La alfa-queratina también está presente en las aves, va a la formación de la cubierta del pico, garras y escamas en los tarsos. Además, la pluma de las aves tiene una estructura tubular y las escamas de los reptiles son sólidas. Al parecer, el bolígrafo es una innovación evolutiva que ha demostrado su utilidad a lo largo del tiempo.

El plumaje, que adquiere fácilmente diversas formas y colores, ha abierto posibilidades casi ilimitadas a las aves para varios tipos vuelo, el desarrollo de señales y estructuras de identificación, el desarrollo de muchos nichos ecológicos. Fue el plumaje lo que ayudó a las aves a lograr eso. gran variedad que estamos observando actualmente. Casi diez mil especies es más que todos los demás vertebrados terrestres.

Si la mayoría de los dinosaurios emplumados no podían volar, ¿por qué necesitarían plumón o plumas? Claramente no para volar. En cualquier caso, no inmediatamente para el vuelo. Es posible que surgieran varias formaciones vellosas entre los lagartos depredadores como una cubierta de aislamiento térmico, como lo demuestran los datos del paleoclima. A mediados y finales del período Triásico (hace 230-210 millones de años), cuando aparecieron los primeros dinosaurios, se produjo un enfriamiento en la Tierra. A lo largo de las afueras del enorme continente de Pangea, el único en ese momento, aparecieron zonas climáticas latitudinales con un fresco clima húmedo. Los animales que vivían allí se adaptaron al frío, incluso con la ayuda del plumaje. Por el contrario, el centro de Pangea estaba ocupado por regiones secas y desérticas con un alto nivel de radiación solar, ya que las nubes eran raras en esas partes. El plumón y las plumas volvieron a ser adecuados para que los reptiles protegieran contra la radiación. Con el tiempo, las plumas en los extremos de las extremidades anteriores, en la cola y en la cabeza podían convertirse en plumas alargadas que servían como adornos o signos de identificación. Se convirtieron en la base para la aparición de plumas voladoras en algunos dinosaurios. Otros reptiles, entre los que se encontraban los ancestros lejanos de las aves, podían adquirir plumaje de manera similar.

No aparece en pájaros.

Durante casi 150 años, desde el primer descubrimiento, Archaeopteryx fue considerado el progenitor de las aves modernas. De hecho, aparte del conocimiento sobre esta criatura, los científicos no dispusieron de ningún otro dato sobre el origen de las aves durante mucho tiempo. Parecería que signos como el plumaje y las alas indican indiscutiblemente que Archaeopteryx es el ave más antigua. Por otro lado, en la estructura del cráneo, la columna vertebral y otras partes del esqueleto, era similar a los dinosaurios carnívoros. Estas observaciones dieron lugar a la hipótesis del origen de las aves a partir de los antiguos pangolines, que ahora se ha vuelto especialmente popular.

Como sucede a menudo en la ciencia, una hipótesis alternativa también encontró apoyo al mismo tiempo. Las dudas de larga data sobre la relación directa entre Archaeopteryx y las aves (son anatómicamente demasiado diferentes) se han convertido en convicción, ya que desde principios de la década de 1980, los paleontólogos han encontrado dinosaurios emplumados, aves antiguas y sus parientes cercanos. También encontraron nuevos esqueletos de Archaeopteryx. Actualmente se conocen diez, todos del Jurásico Superior (hace 145 millones de años) del río Altmühl en Baviera. El último espécimen, mejor conservado que los demás, descrito a fines de 2005, finalmente convence de que Archaeopteryx proviene de los dinosaurios depredadores, pero no tiene nada que ver con las aves modernas. Es otra cosa: no es un dinosaurio, pero tampoco un pájaro. Tuve que buscar otro candidato para el papel del antepasado de las aves.

Plumífero dinosaurio

Durante mucho tiempo se sospechó de la existencia de dinosaurios emplumados, pero no había pruebas de ello. Aparecieron en la década de 1990 en China, en la provincia de Liaoning. Allí, los paleontólogos descubrieron todo un cementerio de flora y fauna forestal de entre 130 y 120 millones de años. Lo que hace único al evento es el espacio natural excavado. Por lo general, las comunidades marinas o casi acuáticas de animales y plantas están disponibles para el estudio debido a mejores condiciones entierro. Los habitantes de bosques, estepas o montañas del pasado a menudo no se conservan en un estado fósil, porque las bacterias los procesan rápidamente en polvo. Y aquí hay una instantánea de la vida del bosque del Cretácico medio, capturada por la ceniza volcánica.

Ahora se han descrito más de una docena de lagartos, con plumas de formas sorprendentemente diversas: desde plumas cortas hasta plumas realmente asimétricas en las extremidades, lo que indica la capacidad de volar. Además, en el esqueleto de estos dinosaurios depredadores, se encontraron algunos rasgos característicos solo de las aves: una fúrcula, procesos en forma de gancho en las costillas y un pigóstilo. Pero aún así, estos no eran pájaros, sino pequeños depredadores que se movían principalmente corriendo. Con colas largas, dentudas, cubiertas de piel escamosa, con patas delanteras acortadas y dedos con garras largas. A juzgar por la estructura del esqueleto, en su mayor parte realmente no podían volar, es decir, batir sus alas. Se sabe que solo una especie ha subido un escalón. Este microraptor gui (Microraptor gui) es un interesante ejemplar de un pequeño dromaeosaurio encontrado en el mismo lugar, en Liaoning. Todos de fino plumaje, con un penacho en la cabeza. Sus patas delanteras estaban cubiertas con plumas de vuelo asimétricas (con membranas externas estrechas y anchas internas) exactamente como las de las aves. Las patas traseras también estaban cubiertas de plumas voladoras, más largas en el metatarso y más cortas en la parte inferior de la pierna. Resulta nada más que un dinosaurio emplumado de cuatro alas que podía volar de árbol en árbol. El volante, sin embargo, resultó no tener importancia. En ausencia de visión binocular (cuando el campo de visión de ambos ojos se superpone), el microraptor no pudo apuntar con precisión al lugar de aterrizaje y descendió entre los árboles, aparentemente con bastante torpeza.

Parecería que se puede suponer que las aves evolucionaron a partir de dinosaurios depredadores que volaban entre los árboles. Sin embargo, esto no está permitido por diferencias anatómicas demasiado significativas entre ellos. Así que no se apresure y escriba dinosaurios emplumados como los antepasados ​​​​de las aves.

Junto a los dinosaurios emplumados vivían los enantiornithes, que en griego significa "contrapájaros", criaturas especialmente importantes para comprender la evolución de las aves. A juzgar por los hallazgos, este fue el grupo de voladores más numeroso y diverso que vivió en el período Cretácico.

Exteriormente, los enantiornithes se parecían mucho a las aves modernas. Entre ellos había especies pequeñas y grandes, sin dientes y con dientes, corriendo, aves acuáticas, arbóreas y, lo más importante, todos volaban maravillosamente. También había mucha familiaridad en el esqueleto: los mismos huesos del ala, el torso y las extremidades traseras. Solo algo se articula de manera diferente en el omóplato, algo en el talón, la parte inferior de la pierna y la columna vertebral. Pequeñas diferencias a primera vista. Y al final, un sistema de levantamiento de alas y un juego de pies diferentes. La mayoría de las aves reales pueden girar sus patas en diferentes direcciones: girar hacia adentro, girar hacia afuera. Depredadores, águilas y halcones, ayuda a agarrar y sujetar hábilmente a la presa. Las patas de los enanciornis (muchos de los cuales, por cierto, también eran depredadores) están dispuestas de manera diferente, por lo que caminaban por el suelo, más bien, contoneándose torpemente de un lado a otro, como los gansos. Todo esto separa en gran medida a los enantiornithes de las aves reales. Resulta que su similitud externa es formal. Así como la cola de los lagartos acuáticos de los ictiosaurios es similar a la cola de los peces, las patas y alas de los enantiornithes son similares a las patas y alas de las aves reales.

El antepasado que puede no ser

Durante mucho tiempo se creyó que las aves reales, o, como también se las llama, aves de cola de abanico, aparecieron a principios de la era Cenozoica, es decir, no antes de hace 65 millones de años. Y de repente encuentra 100 años, 130 millones de años del territorio de los EE. UU., Mongolia y China llovieron. Al principio, ni siquiera creían en las definiciones de edad, pero trabajos posteriores confirmaron que sí, en la época de los dinosaurios y los enanciornis, ya se encontraban pájaros con cola de abanico. Se parecían a los modernos e incluso lograron cierta diversidad. ¿De dónde vinieron, si las criaturas emplumadas y voladoras discutidas anteriormente no son adecuadas para sus progenitores? Ahora solo hay una suposición.

En 1991, el paleontólogo estadounidense Shankar Chatterjee describió una criatura inusual que encontró en el estado de Texas, en muchos aspectos similar a las aves. Su edad es de 225 millones de años, que es 80 millones mayor que Archaeopteryx. La criatura se llamaba Protoavis Texas (Protoavis texensis) - "protobird", y no sin razón. Su voluminoso cráneo contenía un cerebro bastante grande con hemisferios y cerebelo, que a finales del Triásico, cuando vivía, no se encontraba en otros vertebrados. A juzgar por la estructura del cráneo, Protoavis tenía visión binocular y ojos grandes y separados, lo que indica su habilidad para cazar hábilmente y navegar bien en el mundo que lo rodea, como es característico de las aves. En el esqueleto de los protoavis, en general, hay muchas características similares a las de las aves cola de abanico, pero las proporciones del cuerpo, las extremidades cortas y poderosas, y la posición del centro de gravedad indican que no podría volar. Y aparentemente no tenía plumaje. A pesar de esto, Protoavis se parece más a un ave real que a Archaeopteryx, y en este punto es Protoavis el que puede considerarse el ancestro más cercano de las aves modernas. Si esto es así, entonces su evolución debería llevarse a cabo no a partir de los dinosaurios, sino a partir de reptiles más antiguos, unidos en el grupo de los arcosaurios.

El descubrimiento de los protoavis permitió encontrar la respuesta a una pregunta más: ¿cuál es la diferencia entre las aves y los dinosaurios? Como los pájaros pasan a volar gran cantidad energía, su tasa metabólica es mucho más alta que la de los reptiles. En las aves, el consumo de oxígeno durante el metabolismo por kilogramo de peso es 3-4 veces mayor que en los reptiles. Dado que la tasa metabólica es alta, las toxinas del cuerpo deben eliminarse rápidamente. Esto requiere riñones grandes y poderosos. Las aves modernas en los huesos pélvicos tienen tres depresiones profundas en las que se encuentran estos grandes riñones. Las mismas cavidades para los riñones también se encuentran en los huesos pélvicos del protoavis. Obviamente, su cuerpo se distinguió por un alto nivel de metabolismo, inusual para los reptiles.

Todo estaría bien, pero la reconstrucción de Protoavis no inspira confianza a muchos paleontólogos. Sus restos se entremezclaron con huesos de otros reptiles, en tales condiciones no es de extrañar que se confundan y cuenten partes de dos o incluso varios animales diferentes como una sola criatura. En general, para obtener conclusiones finales, deberíamos esperar a otros hallazgos, y las aves modernas permanecerán sin antepasados ​​directos por ahora.

Sin embargo, como aves antiguas sin descendencia directa. Porque no es posible rastrear la evolución de las aves de manera consistente de principio a fin. Todavía hay muchas lagunas. En particular, no se han encontrado vínculos intermedios entre los antiguos colas de milano, que aún conservaban rasgos reptilianos (dientes que crecen de los alvéolos, costillas abdominales y una larga fila de vértebras en la cola) y grupos modernos de aves. De repente, como de la nada, al final de la era Mesozoica, aparecieron antiguos gansos, colimbos, albatros, cormoranes y otras aves acuáticas.

como una hipótesis

Entonces, vimos una cantidad de increíbles criaturas emplumadas que vivieron en la Tierra al menos al final del Mesozoico, en el intervalo de hace 145-65 millones de años. En ese momento, el mundo estaba lleno de animales que buscaban dominar el espacio aéreo. Además de los omnipresentes enanciornis, en los mares de América del Norte se encontraron ictiornis con dientes parecidos a piqueros. Hesperornis vivió a finales del Cretácico en los mares de la antigua Eurasia. En Europa, había gargantuavis, un parentesco incomprensible de un pájaro del tamaño de un pavo. Los bosques de Mongolia y China estaban habitados por ambiorthus arbóreos, lyaoninghornis y dinosaurios emplumados. Y hay muchas más formas individuales, cuya posición en el árbol evolutivo de las aves es difícil de establecer. Solo se trazan claramente dos ramas: desde los protoavis hasta las aves con cola de abanico y desde los dinosaurios emplumados hasta el Archaeopteryx y más allá hasta los enantiornithes.

Se conocen varias formas fósiles que no progresaron más allá de la planificación. Si bien el vuelo de aleteo real solo era posible para los pterosaurios (no los discutimos aquí, ya que no están relacionados con las aves en absoluto), los microraptores gui, los enanciornis y las verdaderas aves con cola de abanico. Todos ellos lograron dominar el entorno aéreo. Los pterosaurios dominaron el aire durante 160 millones de años, los enantiornithes durante al menos 80 millones de años. Ambos probablemente fueron superados en la lucha competitiva por las aves cola de abanico, que se han asentado ampliamente en todo el planeta en los últimos 65 millones de años.

Durante las últimas dos décadas, los paleontólogos han demostrado que la evolución paralela es un camino generalizado entre los seres vivos. Ha habido varios intentos entre los invertebrados para convertirse en artrópodos, entre los peces antiguos para aterrizar y convertirse en anfibios, entre los reptiles para convertirse en mamíferos, entre las plantas para adquirir flores y convertirse en angiospermas. Pero, por lo general, solo uno o dos de ellos resultaron exitosos en el futuro.