Umbes 150 miljonit aastat tagasi (keset juura perioodi) kaldus roomajatest kõrvale haru, mis pani aluse lindudele.

Veidi hiljem pärinesid imetajad (loomad) ka teistest roomajate harudest, ehkki nende esivanemad - loomade sisalikud - tekkisid enne lindude esivanemaid. Nüüd saab üsna täpselt ette kujutada, kuidas see areng toimus. Maapinnast leiti Lääne-Euroopa kihilistes kihtides (DDR, FRG ja muud kohad) kivistunud kolju jäänused, iidsete lindude ja nende esivanemate luud, terved soomustega luustikud, sulgede jäljed ja kogu tiib.

Kuidas see juhtus?

Mõned sisalikud hakkasid hirmus ja ohus minema. Samal ajal ronisid nad tagajäsemetele (selliseid sisalikke on ka praegu). Siis õppisid nad joosta ainult tagumistel jalgadel (selleks kulus miljoneid aastaid). Arvutused ja võrdlused annavad meile õiguse väita, et neil oli juba neljakambriline süda, kuna krokodillide esivanemad, kellel on sama süda, olid selle perekonna lähedal (pseudokõrv). See oli aromorfoos, evolutsioon, mis tõi kaasa kogu nende organisatsiooni järsu tõusu.

Jooksvad sisalikud tegid hüppeid ja nende esijalad käitusid beeta moodi nagu roolid. Nende sarvjas skaalad hakkasid venima, moodustades kammid servast käest küünarnukini, kogudes jooksmise ajal rohkem õhku. Edasi. Need jooksvad liigid liikusid järk-järgult edasi kaljuronide ja puude otsa. Saagikuseks hakkasid nad okstele ronima, mida teevad tänapäevased kameeleonid ja paljud iguaanid.

Fossiilsete sisalike seas oli mõnel liigil õõnsaid luustiku luid. Puud ronisid nii selliste luudega kui ka raskete luudega. Kuid kui oli vaja hüpata oksalt oksale ja hiljem puult puule, hüppasid heleda kondiga sisalikud kaugemale ja ei kukkunud kukkudes. Varsti (suhteliselt) hakkasid nende soomused ja keha küljed pikenema, samuti mööda esijalgade tagumist serva. Kaalud pikenesid ja lõhenesid, see oli väga kerge ja hüppe ajal "kühveldas" rohkem õhku, hoides keha lennult. Sellisel loomal oli lihtsam hüpata - tema keha oli lame. Pidage meeles, et paberileht kukub aeglaselt ja kui see on kortsus, kukub see palju kiiremini. Kõikides suundades sirutatud kaalud käitusid nagu langevari. Iga helves jagati erineval viisil: "heeringas" piki servi paksendunud keskmisest vardast või piki raadiust ühe keskpunkti. Esimesel juhul saadi kaaludest sulgedest ja teisel - kohev. Teistes kehaosades jäid soomused pikka aega muutumatuks (näiteks jalgadel noka sarvjas kate).

Muistsed veel vähearenenud sulgedega sisalikud ronisid puude ja kivide külge kõigi sõrmede ja küünistega nelja jäseme abil. Ainult esijalgadel olid laiad sulelised soomused, mis moodustasid käpa tagumisest servast lamedad visiirid. Selliseid loomi (pseudo-duchies) tuntakse ka fossiilse olekuga. Just nemad said järk-järgult esimesteks lindudeks (Archeopteryx). Nende sõrmejälgede ja isegi sulgedega luustikud on üsna hästi säilinud. 1974. aastal leiti Baierimaal (FRG) Zolengofeni karjäärides neljanda arheopteryxi hästi säilinud luustik, suurusega kuldnokk. Kolm eelmist leidu olid umbes tuvi suurused. Nagu ka pärislindudel, osutusid luud õõnsaks. Seetõttu sisenesid kopsudest ulatuvad õhukotid luudesse. Neil oli sarnasusi nii sisalike kui ka lindudega.

Võtame järgmise võrdluse:

Esimestel lindudel säilinud roomajate märgid:

• Lõuad, ehkki kitsad, ei moodusta noka
• Lõugadel - hambad
• 21–28 selgroolüli saba (võib painduda)
• Esijalgadel - kolm vaba sõrme
• Selgroolülide külge kinnitatud ribid, nagu sisalikud, olid ühel hetkel ilma lindudeta tagurpidi ja järgmise ribini ulatuvate protsessidega.

Roomajate "linnu" märgid:

• Keha on kaetud sulgedega.
• Luud (reied ja õlad) on õõnsad. Seega sisenesid luudesse õhukotid.
• Õlast ja käsivarrest sai tiib.
• Tiival kasvasid tihedad suled, kattuvad üksteise servad, nagu päris linnud.
• Sääreluust allpool, pikisuunas sulatatud luudest, moodustus tarsus.

Sellele lisame, et õhukotid eemalduvad tänapäevaste kameeleonide kopsudest. Mõnel dinosaurusel oli ka luudes õõnsusi. Kuid ei üks ega teine \u200b\u200bpole lennanud ega lenda. Seetõttu ei ole vaja öelda, et need seadmed olid lennu "hõlbustamiseks". Lisaks pole parimatel tänapäevastel lendlehtedel - swiftidel õõnsaid luid. Nad on "üle kasvanud" luuüdiga.

Niisiis, esimeste lindude lõuad olid endiselt laiad, paljude väikeste hammastega. Pikk, nagu sisalik, koosnes saba paljudest selgroolülidest ja võis painduda igas suunas. Esijäsemetel kadus vähemalt kaks sõrme, ülejäänud kolm olid endiselt hästi arenenud, küünistega ja nähtavasti aitasid lasanje. Kuid käe taga kandis jäse juba üsna hästi arenenud tiibu tihedatest sulgedest. Sellised esimesed linnud ilmselt ei lendanud ikkagi hästi, nad võisid ainult puult puule lennata. Esimesena lühenes saba. Pikk saba kaalus üles. planeerimine, kuigi see oli ümbritsetud servade ümber sulgedega. Seejärel vabastati esijäsemed, mis töötasid nii ronimiskäpa kui ka tiivana, järk-järgult eelmisest koormusest ja hakkasid vaba varvaste kaotamise järel töötama ainult tiivana.

Kuid meie päevil on linde, kes hoiavad tiiva peal vabad sõrmed, isegi küünistega. Hoatzini tibud ronivad oksad sel viisil. Esimese varba küünist leidub teatud röövliikides, hanestes ja Hauni palees. Teistes palemedes ulatuvad tiiva servast "kannad", kahtlemata sama päritoluga. Teisel varbal on küünised tänapäevastel lindudel vähem levinud. Neid tuntakse kassaari rhea, kiivi ja tukkaanide hulgas. Lõpuks on Aafrika jaanalindil küünised kõigil kolmel tiiva varbal.

Esimeste lindude hambaid säilitati veel pikka aega: maa hilisematest kihtidest (kriidiajastu) pärit koljude järgi otsustades - 50 miljonit aastat. Hambad kadusid lindudelt täielikult umbes 70 miljonit aastat tagasi. Tiibas olevate sõrmede jäänused on kõigil lindudel säilinud tänapäevani. Neid on kolm, sealhulgas lühike esiosa ("pöial"), mis võivad endiselt pisut pöörata. Selle külge kinnitatakse eraldi sulgede kimp - tiiva esiservas olev “tiivavõru”. Kiiresti lendavad (röövellikud jne) linnud, tiibu keerates, reguleerivad lendu, aeglustavad lendu jne. Lindude jalgadel säilivad muistsete esivanemate - sisalike - kaalud. Munade struktuur ja lindude embrüote areng erineb sisalike arengust väga vähe. Keha temperatuur muutus konstantseks. Neljakambrilise südamega muutunud vereringesüsteem tagab vere aktiivsema oksüdatsiooni (seotuse hapnikuga), mis tõstab kehatemperatuuri ning paks sulekate ja maas hoiab sooja.

Nii said ronimis sisalikud, kes õppisid hüppama ja hiljem puult puule hüppama, hiljem lindudeks.

Kui leiate vea, valige mõni tekst ja vajutage Ctrl + Enter.

Paljud teadlased usuvad, et linnud arenesid väikestest theropod dinosaurustest. Peamine oli siin sulgede ilmumine \u003d selle tulemusel omandasid mõned jooksvad ja ronivad loomad lendamise võime.
Teadlaste arvates oli esimene õige lind Archeopteryx, mis avastati esmakordselt 1861. aastal. Oma välimuse järgi nägi see välja nagu roomaja ja linnu rist hammaste noka, pika kondise saba ja hääldatud sulestikuga. Viimastel aastatel on leitud teiste suleliste roomajate säilmeid.

Kõige esimesed sulelised linnud.

Sulestikul on kaks olulist funktsiooni: see hoiab linde soojas ja aitab neil lennata. Kütmiseks kasutatavad suled on tavaliselt lühemad ja pehmemad ning need, kelle abil linnud lendavad - nn lennusulmad - on suuremad ja ventilaatori kujuga kaardus. On ebatõenäoline, et mõlema liigi sulestik ilmus lindudel korraga. Nad kasvasid esimestena kuumust kaitsvaid sulgi ja siis, miljonite aastate pärast, omandasid mõned neist teistsuguse, täiesti erilise kuju, mis oli mõeldud just lennuks. Ei ole teada, millal täpselt sulestik ilmus. Mõne paleontoloogi väitel leidub sulgede sarnasust juba roomajas, kes elas, kuid enamik teadlasi pole selles täielikult veendunud. Kõige kaalukamad tõendid selles mõttes on sulestiku olemasolu väikestes teropoodides, mille fossiilsed jäänused avastati hiljuti Hiinas. Ühel neist - sinosauropteryx - säilitati selged märgid lühikesest kohevast sulestikust pika kammina, mis ulatus piki kaela ja kogu selga. See oli juba suleline dinosaurus, kuid ilmselgelt ei teadnud see veel lennata.

Maapinnalt startimine.

Sinosauropteryx ilmus mõnevõrra hiljem kui Archeopteryx, millest on selge, et endised polnud nende otsesed järeltulijad. Samal ajal on lendavate lindude esivanemate hulgas koheva sulestiku olemasolu põhjal lihtne ette kujutada, kuidas nad nägid välja kaua enne täielikku sulestikku. Kuid palju olulisem pole isegi see, vaid see, kuidas tiivad arenesid ja mis kõige tähtsam, miks? Ühe teooria kohaselt arenesid tiivad tänapäeva lindude esivanemates spetsiaalse seadmena putukate ja teiste väikeloomade jahtimiseks. Nii et just selle teooria kohaselt tõstsid esimesed linnud ohvrit möödasõidu ajal maapinnalt üles ja edestasid teda juba õhus hüppega. Seejärel, sama teooriat järgides, hakkasid juba palju aastaid hiljem esimeste lindude esikäpad sulgedest kinni kasvama, mis aitas neil säilitada tasakaalu või ehk hoida saakloomi. Suled venisid järk-järgult välja ja esijalgade lihased kasvasid tugevamaks. Nii tekkisid arvatavasti loomad, kellel ühel päeval oli piisavalt jõudu, et maast lahti saada.

Avimim (vasakul) oli sulgedega teropood, kuid ta ei saanud lennata. Arheopteryx (keskel) oli väiksem ja kergem ning sellel olid ka hästi arenenud lennusuljed. Võrreldes Archeopteryxiga pole tänapäevastel lindudel, nagu näiteks tuvil (paremal), tiibel hambaid ega küüniseid, välja arvatud Gaoqin, ja nende sabad on märgatavalt lühemad.

Puidust lendavad oravad.

See "maapealne teooria" põhines mõnedel Archeopteryxis leiduvatel iseloomulikel omadustel, näiteks käppade erakordne tugevus. Enamiku paleontoloogide sõnul arenesid tänapäevased linnud roomajatest, kes elasid mitte maal, vaid puudel. Erakordselt pikkade sulgede arenemisega omandasid sellised loomad võime hõljuda õhus, mis võimaldas neil hõlpsalt liikuda metsaalustel aladel ilma maapinnale minemata. Aja jooksul õppisid nad tõeliselt lennata - tiibu lehvitada. Kuid roomajatel kulus palju aega, et hüppeliselt rippuda. See oli võimalik näiteks coelurosaurus ja teiste arboreaalsete roomajate puhul; sama võib öelda ka mõne kaasaegse sisaliku kohta. Ja "arboreaalse" teooria pooldajad peavad seda otseseks tõendiks, et esimesed linnud said alguse sama asjaga.
Archeopteryxil olid tiibadel asümmeetrilised või pigem kõverad suled, nagu tänapäevastel lindudel. Sulelistele meeldivad need linnud, kui tuul puhub nende ümber, startida, mis omakorda kinnitab, et Archeopteryx suutis lennata.

Kaal ja lend.

Liuglemiseks pole vaja palju jõudu, kuid oma tiibade lehvitamine pole kerge ülesanne. Aja jooksul toimusid esimeste lindude anatoomias tõsised muutused, tänu millele nad õppisid mitte ainult pikka aega õhus püsima, vaid hakkasid ka silmatorkavalt erinema esivanematest - dinosaurustest. Selles mõttes on evolutsioon läinud täiesti teistsugusele teele. Ja arenedes hakkasid esimesed linnud üha enam aega õhus veetma. Tänu samadele muudatustele kaotasid linnud liigse kaalu. Enamasti on esimeste lindude luud kokku kasvanud, tänu millele on nende luustik pisut heledamaks muutunud. Nagu nende teropoodide esivanemad, olid ka esimeste lindude luud õõnsad, õhuga täidetud - aja jooksul laienesid õõnsused, eriti tiibade ja käppade suunas. Lisaks laienes nende rinnaku ja tugevnes rindkere lihased, mis tagas lendu, samuti kolmnurkne kahvel ehk vibu, mis toetasid rinnaku lennu ajal. Need anatoomilised muutused olid edukad. Kriidiajastu ajal ujusid linnud sõna otseses mõttes Maad, eriti kuna roomajate aeg oli lõppemas saatusliku lõpuga. Seetõttu olid linnud dinosauruste ainsad ellujäänud järeltulijad.

Arheopteryx nägi väga välja nagu väike teropood. Archeopteryxi fossiilid, mis leiti 1950ndatel aastatel, arvati kuuluvat compsognathusse, kuni nende lähedale leiti peent sulgede kontuurid.

Päritolu linnud - küsimus on pisut ebaselge ja vaieldav; vaieldamatu on linnu esivanemate (ja seetõttu ka lindude) enda kuulumine roomajad, nimelt klassile Archosaurus (Archosauria), mis hõlmab ka paljusid väljasurnud vorme Dinosaurused (Dinosauria) ja ainult elavad Krokodillid (Crocodilia). Teadlased ei saa nimetada konkreetset lindudele aluse pannud arhiivisõprade rühma; selles osas on vähemalt kaks hüpoteesi.

Esimene ja kõige levinum eeldab, et linnud on dinosauruste otsesed järeltulijad - või õigemini, isegi mitte järeltulijad, vaid nende ainus ellujäänud haru, nii et väide dinosauruste väljasuremise kohta mesosoikumide ja tsensoosoikumide ajastute piiril ei ole täiesti tõene. Kahest teadaolevast dinosauruste grupist polnud lindude esivanemad sugugi Kodulinnud (Ornitischia), nagu võib arvata, ja Sisalik (Saurischia); nende lähimad sugulased on selle hüpoteesi kohaselt klade esindajad Deinonychosaurus (Deinonychosauria), mis koos lindude esivanemate, lindude ja mõne teise dinosaurusega kuuluvad aarde juurde Maniperaatorid (Maniraptora), üks rühma harudest Beastlegs (Theropoda). Need terapeutid on Maal elanud hilja jurakas(156 miljonit aastat tagasi) ja juba kuus kuni kümme miljonit aastat hiljem elas vanim teadaolev lind - Arheopteryx (Archeopteryx lithographica). Muidugi ei saa Arehotopteryx olla ülejäänud lindude esiisa - see on vaid üks linnutüve harudest, mis ei andnud järeltulijaid ja mida tuntakse infraklassina Sisaliku sabaga (Arheornid). Muud lindude väljasurnud infraklaasid on Enanciornis (Enanthiornithes), Hesperornis (Hesperornithes) ja Ichthyornis(Ihtüornüünid); eluslinnud klassifitseeritakse infraklassiks Fantail (Neornithes), teada juba hilja kriit (70 miljonit aastat).

Erinev hüpotees tõstab lindude järeltulija Protoavis (Protoavis texensis), mis elas varakult triassiline (225–210 miljonit aastat tagasi) ja mis on paljude paleontoloogide sõnul palju sarnasem tänapäevaste lindudega kui Archeopteryx. Mõned (eriti vene paleornitoloog E. N. Kurochkin) usuvad, et tänapäeva lindude esiisa on protoavis; seega ei ole linnud dinosauruste järeltulijad, vaid nendega seotud haru, mis on pärit mingist ühisest esivanemast, arhiosaurusest. Arheopteryx ja enanciornis põlvnevad selles olukorras ikkagi metsalise jalast ja neil pole lindudega mingit pistmist. Enamik paleontolooge selle hüpoteesiga ei nõustu, väites oma arvamust tõsiasjaga, et esiteks on protoavistide olemasolu tõsiasi vaieldav ja tegelikult ei kuulu avastatud jäänused mitte ühe organismi, vaid mitme erineva olendi hulka, millest kõigil oli mingi omadus struktuur, ühine lindudega (vt allpool); ja teiseks, protoavistide ja tema fännisabade järeltulijate vahel on tohutu ajavahe; sellises vahemikus oleks pidanud olema olemas märkimisväärne arv üleminekuvorme, kuid ühtegi neist pole leitud. Kobraste päritolu hüpoteesis on vastuolusid - ja need vastuolud peituvad tiibade struktuuris: kõigil lindudel jääb käe struktuuris ainult kolm sõrme (II, III, IV), samas kui nende oletatavatel esivanematel on ka kolm, aga teistel (I, II ja III).

Linnud erinevad oma esivanematest ja sugulastest ainult selle poolest, et nad suutsid kõiki märgitud märke ühendada - ja muidugi õppida lendama, sest just see võime on määravaks teguriks lindude keha ehitamisel. On isegi hüpoteese mõne dinosauruse päritolu kohta esimestelt lindudelt, kes selle võime kaotasid - umbes samamoodi nagu tänapäevased jaanalinnud on selle kaotanud.

Kui täpselt linnud lendama õppisid, on raske ühemõtteliselt vastata; kõik eeldused selle kohta võib ühendada kaheks hüpoteesiks. Esimene eeldab, et algselt olid linnud väikesed metsloomad, kes ei olnud võimelised aktiivselt lendlema, kuid nad suutsid puu otsa ronida ja esijäsemete abil plaane teha - nagu nad teevad näiteks villane ja lendavad oravad(imetajad), mõned maod ja sisalikud... Jäsemed lasksid neid hüppeid pikendada, hoides neid mõnda aega õhus. Mõlemal juhul oli lõpptulemuseks aktiivse lennu teke, mis oli omane kõigile eluslindudele - isegi lendudeta pingviinid ja jaanalinnud pärinevad lendavatelt liikidelt, see võime on evolutsiooni käigus kadunud.

Evolutsioon

Igatahes väljasuremise ajaks dinosaurused (lõpp kriidine) linnud olid juba edukalt olemas, jagunedes nüüdseks teadaolevateks superkoriteks Muistsed palad (Paleognathae) ja Novonebny (Neognathae), erinedes peamiselt kolju struktuurist. Edasine eraldamine toimus 2007 paleotseen ja eocene; Oligotseeni järgi on teada enamiku olemasolevate tellimuste fossiilsed jäänused. Samal ajal on iidse taeva üksused, hoolimata nende nimest, nooremad kui Uue Taeva üksused; eeldatakse, et nende erinevatel käskudel on iseseisev päritolu ja nende eraldumine toimus juba enne lendamisvõime kaotamist, mis määras nende sarnasuse nii ehituses kui ka eluviisis. Sarnast lähenemist seletatakse ka geneetiliselt kaugete Novonebnye tellimuste struktuuri sarnasusega, mis saadakse sarnastes ökoloogilistes nišides arenemise tulemusel. Pistrikudnäiteks palju lähedasemad sugulased varblasedpigem sarnane nendega nii väliselt kui ka eluviisilt kullid.

Mis puutub iidsesse taevasse, siis kõige iidsem on irdumine Kaneel (Tinamiformes), mis säilitas võime lennata, ehkki väga väikeste vahemaade taga, rinnaku kiilu ja muid Novonebnõi lindudele ühiseid konstruktsioonilisi jooni. Kõik muud iidsete taevaste üksused ühendavad varanduse Beskilev (Ratitae), lülitas täielikult liikumisrežiimi. Põhjus, miks nad lendamise lõpetasid, on üsna mõistetav, kui aktsepteerime hüpoteesi lindude lennu päritolu kohta kiskjate eest põgenemise viisina - lõppude lõpuks jaanalinnud ja nende sugulased juhtusid pärast dinosauruste massilist väljasuremist, kui enam polnud suuri kiskjaid, kelle juurest minema lennata. Novonebüünide lahknemine algas juba kriidiajastu ajal, kui eristati kahte rühma, mille liikide arv oli ebavõrdne: Kana moodi (Galloanserae) ja Kõrgemad uued palad (Neoaves). Esimest peetakse iidsemaks ja seda iseloomustavad sellised omadused nagu kõrge viljakus, mis on seotud suure hulga siduril olevate munadega, valdavalt harude areng ja polügaamne eluviis; see varandus sisaldab kahte eemaldumist - Anseriformes (Anseriformes) ja Kanad (Galliformes) lahkus tagasi kriidiaegne periood... Kõik muud Novonebynside tellimused kuuluvad teise rühma ja neid iseloomustab siduris väiksem munarakkude arv, peamiselt tibu arengutüübi ja monogaamse eluviisiga; enamus neist üksustest eraldati esimesel poolel tsenosoikum.

Nii sai Darwini teooria veel ühe ja väga tugeva kinnituse. Esimesed linnud, kelle luustikud leiti Baieri kilekarjääridest, elasid Maal umbes 160 miljonit aastat tagasi - selle geoloogilise arengu mesosoikumide ajastul, täpsemalt juura perioodi lõpus. Mesosoikumide ajastu oli roomajate ajastu, mõnikord selle selgroogsete klassi suurim õitsemine. Nad elasid vees, maal ja õhus. Mõnikord jõudsid nad hiiglaslikku suurusjärku. Mõne lendava - näiteks pteranodoonide - tiivaulatus oli 6-7 meetrit. Nad olid suurimad lendavad loomad, kes kunagi Maa peal elanud.

Esimesed linnud olid suhteliselt väikesed. Arheopteryx oli vaid veidi suurem kui tuvi. Ta ei lennanud hästi ja liikus hüppeliselt lennates puult puule või puult maapinnale. Maapinnast ronis ta jälle puu tüvele, klammerdus varvaste ja tiibade küünistega koore külge. Nõrgad, väikeste hammastega punutud lõuad näitavad, et Archeopteryx ei olnud kiskja. Tõenäoliselt hõlmab see lind (zooloogid-taksonoomid kindlalt Archeopteryxi lindude klassi, viidates sellele siiski muistsete lindude eraldi alamklassile), mida toidetakse puuviljadest ja marjadest, samuti ei põlga väikesi putukaid ja usse. Fossiilijääkidest on võimatu öelda, mis värvi olid Archeopteryxi suled. Siiski on põhjust arvata, et see oli värvikas, varjates lindu taimestiku taustal.

Esimeste roomajatelt pärit lindude päritolu on vaieldamatu. Tõsi, paleontoloogidel pole veel õnnestunud leida kõiki samme, mille mööda ma kõndisin. Kuid nad jõudsid üksmeelele, et lindude esivanemad olid väikesed roomajad pseudoabide rühmast, kes algselt elasid tasastel, steppitaolistel ruumidel, mis olid mõnikord kaetud väikeste kividega. Neil olid laienenud tagajäsemed, suured peaajuõõnsused, mis kergendasid kolju raskust - need märgid võimaldavad järeldada, et nende keha oli sirgendatud ja loomad kippusid tagajäsemetel kõndima. Hiljem kohanesid mõned neist roomajatest puudes elamiseks, näiteks skleromochlus.

Kui kaheastmeliste steppidega liikides muutusid esijäsemed järk-järgult tarbetuks ja vähenesid, vajasid arboreaalsed roomajad neid okste otsa ronimiseks. Tänu sellele säilitasid nad olulise eelduse tiibade tekkimiseks.

Roomajate ja lindude vahelist üleminekuvormi fossiilijäänuseid pole veel leitud. Kuid võime eeldada selle olemasolu. Paleontoloogid kujutasid isegi selle suurlindu välja. Selles arenguetapis on soomused juba suledeks muutunud, mis aitas loomal langevarjuga lennata oksalt oksale või puult maapinnale.

See pole kaugel suurest linnust Archeopteryxini. Sulekate ei tõstnud mitte ainult vanimaid linde õhku. Ta aitas säilitada pidevat kehatemperatuuri. Esmakordselt elava maailma evolutsioonis ilmusid maa peale soojaverelised loomad. Nii kujutavad teadlased lindude päritolu ette.

Hiina Liaoningi provintsi metsaelanikud 130 miljonit aastat tagasi. Esiplaanil hõljub väike nelja tiibadega dinosaurus - mikroraptor gooey. Paremal lendavaid Catayornisid ei peeta ka lindudeks. Kuid filiaali vasakul küljel on Confuciusornis, mis esindab üht lindudele lähedast evolutsiooniliini. Ilmselt proovisid kriidiajal õhkkonda mitmesugused suleliste loomade rühmad.

Kuni viimase ajani oli lindude varajane areng fossiilide registri üks tumedamaid lehti. Ja kuigi viimased paleontoloogilised avastused on palju selgitanud, on seda täiesti võimatu lugeda. On teada ainult see, et linnud pärinesid roomajatest. Aga millistest neist? Kaasaegsete lindude otseseid esivanemaid pole kunagi leitud ning sulestik ja võime lennata ilmnesid Mesosoikumia ajastu erinevatel loomadel korduvalt. Hüpoteetilisi esivanemaid on rohkem kui piisavalt: nende seas on pseudosuchia, ornithosuchia, pterosaurused, dinosaurused ja isegi krokodillid. Kuid kooliõpiku pildilt kõigile tuttav Archeopteryx tuleb sellest loendist kustutada.

Linnud koos putukatega on Maa õhuruumide peamised elanikud. Mitmed seadmed võimaldavad neil tõusta taevasse ja lennu ajal oma liikumist juhtida. Esiteks spetsiaalne skelett. Keerukalt konstrueeritud tiib on võimeline kogu keha raskust õhus hoidma. Selle õõtsuvad liigutused sõltuvad õlavöötme struktuurist, mis on moodustatud kahvli sisse sulanud abaluust, korakoidist, rinnaku ja kaelarihmadest. Seal on näiteks kolme luuga auk, mille kaudu lihase kõõlus, mis tõstab tiiva ülespoole pärast selle langetamist, läbib. Saba sulgede hoidmiseks, mis toimivad lennuna roolina, moodustas selgroo ots lühikese ja laia luu - pügostüüli. Teiseks aitab see lindudel lennata ja sulestikku. Juhitavust lennu ajal tagavad üsna kindlad suled: hoorattad ja roolid. Kuid on ka suled, mille eesmärk on erinev: need loovad voolujoonelise lindude keha nii lennu ajal kui ka sukeldumise ajal, toimivad kuumakindla kattena ja erksavärvilisena on abiks sugulaste vahelises suhtluses.

Lisaks lindudele saavad selgroogsete seas lennata vaid nahkhiired ja puuviljahiired. Kuid neil on põhimõtteliselt erinev tiibstruktuur ja sulgi pole, mis muudab nende lennu erinevaks linnu linnust. Varem oli lendavate ja sulgedega olendite mitmekesisus äärmiselt suur. Lisaks juba ammu tuntud pterosaurustele ja Archeopteryxile on paleontoloogid avastanud hulgaliselt ebaharilikke liike, mille olemasolu isegi ei kahtlustatud. Näib, et loomailmast ei puudunud taeva vallutada soovijad.

Loomade lendlehe omandamiseks on kaks peamist hüpoteesi: kiiremini maapinnal jooksmisest või hüppamisest ja libisemisest mõnest kõrgendatud kohast - puudest, mägedes tõusudest. Viimane hüpotees sai kaudset kinnitust pärast Hiinas Liaoningi provintsis leiduvate mitmesuguste suleliste dinosauruste leidmist. Nüüd usub enamik teadlasi, et lendavad liigid on pärit metsast elanud keskkonnast, tõenäoliselt mõned väga väikesed, mitte rohkem kui tuvi, roomajate ja lindude liigid. Nende järeltulijad läbisid kiiresti primitiivse etapi - libisesid kõrgetest kohtadest - ja õppisid päriselt lendama. Kui kaua selle kõige jaoks aega kulus, mitu liiki muutus enne lindude lendu jõudmist? Keegi ei ütle, kuna paleontoloogide leitud lendavad olendid ei pruukinud olla esimesed ja lindude evolutsiooni algus on meie eest endiselt varjatud.

Pikka aega usuti, et lindude sulestik on roomajate skaalad, mida on miljonite aastate pikkuse evolutsiooni käigus muudetud. Viimaste uuringute tulemused tekitavad selles siiski kahtlust. Nii sulestik kui ka soomused, nagu ka kõik selgroogsete elastsed moodustised, tekivad naha välimise kihi - epidermise - rakkudest. Roomajate skaalad koosnevad niinimetatud alfa-keratiinist, lühikeste peptiidahelatega valgust. See on moodustatud epidermise ühe välimise kihi väljaulatuvatest piirkondadest. Lindude sulestiku arenedes ilmub kõigepealt ka epidermise tuberkul, kuid selle moodustab mitte üks, vaid kaks selle välimist kihti. Siis sukeldub see tuberkul naha sisse, moodustades omamoodi koti - folliikuli, millest kasvab sulg. Pealegi on sulgede materjal pisut erinev - pikkadest peptiidahelatest koosnev beeta-keratiin, mis tähendab, et see on elastsem ja tugevam ning suudab sulgede plaate toetada. Alfa-keratiini leidub ka lindudes; seda kasutatakse noka, küüniste ja soomuste katte moodustamiseks tarsus. Lisaks on lindude sulgedel torukujuline struktuur ja roomajate skaalad on kindlad. Ilmselt on sulg evolutsiooniline uuendus, mis on aja jooksul tõestanud oma kasulikkust.

Erinevat kuju ja värvi omandav sulestik on lindudele avanud peaaegu piiramatud võimalused eri tüüpi lendudeks, signaali- ja tuvastusstruktuuride arendamiseks ning paljude ökoloogiliste nišide arendamiseks. Just sulestik aitas lindudel saavutada tohutut mitmekesisust, mida me praegu näeme. Ligi kümme tuhat liiki on rohkem kui kõigil teistel maapealsetel selgroogsetel.

Kui enamik sulelisi dinosauruseid ei saaks lennata, miks nad vajaksid kohevust või sulgi? Ilmselt mitte lennu jaoks. Igatahes mitte kohe lennu jaoks. Võimalik, et lihasööjatele dinosaurustele tekkisid soojusisolatsioonikattena mitmesugused udused moodustised, nagu näitavad paleoklimaatilised andmed. Triaasia perioodi keskel ja lõpus (230–210 miljonit aastat tagasi), kui ilmusid esimesed dinosaurused, juhtus Maa peal külm klõps. Sel ajal ainsa Pangea tohutu mandri äärel olid lahedad ja niisked kliimavöötmed. Seal elanud loomad kohanesid külmaga, sealhulgas sulestiku abil. Vastupidi, Pangea kesklinna hõivasid kuivad ja kõrbepiirkonnad, kus oli kõrge päikesekiirgus, kuna pilvisus oli neis piirkondades haruldane. Kiirguse eest kaitsmiseks sobisid roomajatele jälle udusuled ja suled. Aja jooksul võivad esijäsemete otstes, sabas ja peas olevad suled muutuda piklikeks sulgedeks, mis toimivad kaunistuste või identifitseerimismärkidena. Need said ka lendlevate sulgede ilmumise aluseks mõnes dinosauruses. Sarnaselt võisid sulestikku omandada ka teised roomajad, nende hulgas olid lindude kaugemad esivanemad.

Ei esine lindudel

Ligi 150 aastat pärast esimest avastust peeti Archeopteryxit tänapäevaste lindude eelkäijaks. Tegelikult pole teadlastel peale teadmisi selle olendi kohta juba pikka aega lindude päritolu kohta muid andmeid. Näib, et sellised märgid nagu sulestik ja tiivad osutasid vaieldamatult, et Arheopteryx on kõige iidsem lind. Teisest küljest sarnanes ta kolju, selgroo ja muude luustiku osade struktuuris lihasööjate dinosaurustega. Need tähelepanekud andsid aluse hüpoteesiks lindude päritolu iidsetest sisalikest, mis on nüüd muutunud eriti populaarseks.

Nagu teaduses sageli juhtub, leidis tuge ka alternatiivne hüpotees. Pikad väljendatud kahtlused arheopteryxi ja lindude otseses suhtes (need on anatoomiliselt liiga erinevad) on muutunud veendumuseks, sest alates 1980. aastate algusest on paleontoloogid leidnud sulelisi dinosauruseid ning kõige iidsemaid linde ja nende lähisugulasi. Samuti on leitud uusi Archeopteryxi luukere. Tänapäeval on neid teada kümme, nad kõik on Ülem-Jurassi ajastust (145 miljonit aastat tagasi) Altmühli jõest Baierimaal. Viimane, üle 2005. aasta lõpus paremini säilinud isend veenis lõpuks, et Archeopteryx on pärit lihasööjatest dinosaurustest, kuid sellel pole tänapäevaste lindudega mingit pistmist. Ta on midagi muud: mitte dinosaurus, aga ka lind. Pidin otsima veel ühe kandidaadi lindude esiisa rollile.

Alumine jope dinosauruse jaoks

Suleliste dinosauruste olemasolu kahtlustati pikka aega, kuid selle kinnitust ei leidnud. Need ilmusid 1990. aastatel Hiinas Liaoningi provintsis. Seal avastasid paleontoloogid terve 130–120 miljoni aasta vanuse metsa taimestiku ja loomastiku kalmistu. Ürituse teeb ainulaadseks kaevamistega katmata looduspiirkond. Tavaliselt on paremate matmistingimuste tõttu uuringuteks saadaval mere- või poolveelised loomade ja taimede kooslused. Mineviku metsa-, stepi- või mägised elanikud ei ela enamasti fossiilsetes oludes, kuna bakterid töötlevad nad kiiresti tolmuks. Ja siin on läbilõige keset kriidiaegset metsaelu, mille on hõivanud vulkaaniline tuhk.

Nüüd on kirjeldatud enam kui tosinat sisalikku, kelle suled on üllatavalt mitmekesised: alates lühikestest kuni jäsemete tõeliste asümmeetriliste sulgedeni, mis näitab lendamise võimet. Lisaks leiti nende lihasööjate dinosauruste luustikus mõned ainult lindudele iseloomulikud jooned: kahvel, konksukujulised protsessid ribidel, pügostüül. Need polnud ikkagi linnud, vaid väikesed kiskjad, kes liikusid peamiselt jooksu ajal. Pikkade sabadega, hammastega, ketendava nahaga kaetud, lühendatud esikäppade ja pikkade küünistega varvastega. Skeleti struktuuri järgi otsustades ei saanud nad enamasti lennata ehk tiibu tihvtida. On teada, et ainult üks liik on roninud pügala võrra kõrgemale. See on Microraptor gui, huvitav isend Liaoningist leitud väikesest dromaeosaurusest. Kõik väikeses sulestikus, tikitud peaga. Selle esikäpad olid kaetud asümmeetriliste (kitsa välimise ja laia sisemise ristiga) lennusulgedega, täpselt nagu lindudel. Tagumised jalad olid ka lendavate sulgedena, pikemad metatarsaali küljes ja sääreosa lühenenud. Selgub, et pole midagi muud kui nelja tiivaga suleline dinosaurus, mis võis puult puule lennata. Temalt pärit lendur osutus aga tähtsusetuks. Binokulaarse nägemise puudumisel (kui mõlema silma vaateväli kattub) ei suutnud mikroraptor maandumiskohale täpselt sihtida ja vajus puude, ilmselt üsna kohmakalt.

Näib, et võib eeldada, et linnud arenesid puude vahel hõljuvatest röövellistest dinosaurustest. Liiga märkimisväärsed anatoomilised erinevused nende vahel ei võimalda seda siiski teha. Nii et ärge kiirustage ja registreerige sulgedega dinosauruseid kui lindude esivanemaid.

Kõrvuti elasid sulelised dinosaurused enanciornis, mis kreeka keeles tähendab "antimirde" - olendeid, mis on eriti olulised lindude evolutsiooni mõistmiseks. Leidude järgi otsustades oli see kõige arvukam ja mitmekesisem lendurite rühm, kes elasid kriidiajal.

Väliselt sarnanes enanciornis tugevalt tänapäevastele lindudele. Nende hulgas oli väikseid ja suuri liike, hambutu ja hambulisi, jooksvaid, veelinde, arboreaalseid ja mis kõige tähtsam - nad lendasid kõik ilusti. Luustik osutus ka paljuks tuttavaks: tiibu, pagasiruumi ja tagajäsemete samad luud. Ainult midagi, mis liigendab õlavarreluu erinevalt, midagi kanna-, sääre- ja lülisammast. Näiliselt väikesed erinevused. Selle tulemusel erinev tiibude tõstmise süsteem ja jalatöö. Enamik tõelisi linde võib oma käpad väänata eri suundades: keerata sisse, keerata välja. Kiskjate, kotkaste ja pistrike puhul aitab see saagist osavalt haarata ja kinni hoida. Enanciornise jalad (millest paljud, muide, olid ka röövloomad) on paigutatud erinevalt, mistõttu nad kõndisid maapinnal, pigem kohmakalt kohmates küljelt küljele, nagu haned. Kõik see võõrutab enanciornisid tõelistest lindudest. Selgub, et nende väline sarnasus on formaalne. Kuna ihtüosauruste vees sisalike saba sarnaneb kalasabaga, on enanciornise käpad ja tiivad sarnased pärislindude sabaga.

Esivanem, mis ei pruugi olla

Pikka aega usuti, et tõelised linnud, või nagu neid nimetatakse ka tuulesabadeks, ilmusid tsenosooalaja alguses, st mitte varem kui 65 miljonit aastat tagasi. Ja ootamatult valatakse 100, 130 miljoni aasta vanused leiad USA, Mongoolia ja Hiina territooriumilt. Vanusemääratlusi alguses isegi ei usutud, kuid hilisemad tööd kinnitasid, et jah, dinosauruste ja enantsorniside ajal leiti juba fännisabaga linde. Nad nägid välja nagu tänapäevased ja saavutasid isegi teatud mitmekesisuse. Kust nad tulid, kui ülalpool käsitletud sulelised ja lendavad olendid ei sobi nende eellastele? Nüüd on ainult üks soovitus.

1991. aastal kirjeldas ameerika paleontoloog Shankar Chatterjee ebatavalist olendit, kelle ta leidis Texast, paljuski lindudega sarnaselt. Selle vanus on 225 miljonit aastat, mis on 80 miljonit aastat vanem kui Archeopteryx. Olendit on mõjuval põhjusel kutsutud Protoavis texensis - "proto-lind". Tema mahukas kolju sisaldas üsna suurt aju, millel olid poolkerad ja väikeaju, mida hilis-triaasia ajal, kui ta elas, teistel selgroogsetel ei olnud. Kolju struktuuri järgi otsustades oli protoavis binokulaarne nägemine ja laiade silmadega suured silmad, mis räägib lindudele iseloomulikust võimeest osavalt jahti pidada ja ümbritsevas maailmas hästi navigeerida. Protoavistide luustikul on üldiselt palju funktsioone, mis sarnanevad ventilaatorsabaga lindudele, kuid keha proportsioonid, lühikesed ja võimsad jäsemed, raskuskeskme asukoht näitavad, et see ei saanud lennata. Ja ilmselt polnud tal sulestikku. Sellele vaatamata sarnaneb Protoavis pigem tõelise linnuna kui Archeopteryxiga ja praegu võib Protoavisi pidada tänapäevaste lindude lähimaks esivanemaks. Kui see on nii, siis tuleks nende evolutsiooni juhtida mitte dinosaurustest, vaid iidsematest roomajatest, kes on ühendatud arhivauruste rühma.

Protoaviside avastamine võimaldas leida vastuse veel ühele küsimusele: mille poolest erinevad linnud dinosaurustest? Kuna linnud kulutavad lennu ajal tohutult energiat, on nende ainevahetuse kiirus palju suurem kui roomajate oma. Lindudel on hapniku tarbimine ainevahetuse ajal ühe kilogrammi kaalu kohta 3-4 korda suurem kui roomajate oma. Kuna ainevahetuse kiirus on kõrge, tuleb toksiinid kehast kiiresti eemaldada. Selleks on vaja suuri ja võimsaid neere. Kaasaegsetes lindudes on vaagna luudes kolm sügavat õõnsust, milles need suured neerud asuvad. Samad neerude pistikupesad on ka protoavis vaagna luudes. Ilmselt eristas tema keha kõrge ainevahetuse tase, roomajate jaoks ebaharilik.

Kõik on hästi, kuid protoavistide rekonstrueerimine ei inspireeri paljude paleontoloogide usaldust. Selle jäänused asuvad teiste roomajate luudega, sellistes tingimustes pole üllatav, et neid saab segamini ajada ja loota kahe või isegi mitme erineva looma üheks olendiks. Üldiselt tuleks lõplike järelduste tegemiseks oodata teisi leide ja tänapäevased linnud jäävad praegu otseste esivanemateta.

Kuid nagu muistsed linnud, kellel pole otseseid järeltulijaid. Kuna lindude arengut pole algusest lõpuni võimalik järjepidevalt jälgida. Ruume on endiselt palju. Eelkõige ei ole leitud mingeid vahelisi seoseid iidsete ventilaatorsabade vahel, mis säilitasid endiselt roomajate tunnused - alveoolidest kasvavad hambad, kõhupiirkonnad ja pikk selgroolülide rida sabas) ning tänapäevaste linnurühmade vahel. Järsku, justkui mitte kuskilt, ilmusid mesosoikumide ajastu lõpus iidsed haned, kuused, albatrossid, kormoranid ja muud veelinnud.

Hüpoteesina

Niisiis, me nägime mitmeid hämmastavaid sulgedega olendeid, kes elasid Maal vähemalt Mesozoici lõpus, vahemikus 145-65 miljonit aastat tagasi. Sel ajal oli maailm loomi täis, püüdes õhuruumi kapteniks saada. Lisaks üldlevinud enanciornidele leiti Põhja-Ameerika meredes hambulisi, nääritaolisi, ihtüornisid. Hesperornis elas hilisel kriidiajal Vana-Euraasia meredes. Euroopas olid gargantuavisid - arusaamatu lindude suhe kalkunisuurusesse. Mongoolia ja Hiina metsi asustasid arboreaalsed ambiortused, liaoningornis ja sulelised dinosaurused. Ja palju on üksikuid vorme, mille positsiooni lindude evolutsioonipuul on keeruline kindlaks teha. Ainult kaks haru on selgelt jälgitavad: algloomadest kuni sirmsaba lindudeni ja sulelistest dinosaurustest kuni arheopteryxini ja edasi enanciorniseni.

On teada mitmeid fossiilseid vorme, mis pole kavandamisest kaugemale jõudnud. Kui tõeline lendlev lend oli edukas ainult pterosauruste jaoks (me ei aruta neid siin, kuna neil pole lindudega üldse pistmist), mikroravi gui, enanciornis ja tõelisi ventilatsioonisabaga linde. Kõik nad olid õhukeskkonna valdamisel edukad. Pterosaurused on õhku valitsenud 160 miljonit aastat, enanciornis vähemalt 80 miljonit aastat. Nii need kui ka teised on ilmselt konkurentsivõitluses ületanud ventilatsioonisaba linde, kes on viimase 65 miljoni aasta jooksul kogu planeedil laialt levinud.

Viimase paarikümne aasta jooksul on paleontoloogid näidanud, et paralleelne evolutsioon on elusolendite seas laialt levinud. Selgrootute seas oli mitu katset muutuda lülijalgseteks, iidsete kalade seas minna välja maismaale ja saada kahepaikseteks, roomajate seas - saada imetajateks, taimede seas - omandada õitsemist ja muutuda paljunemiseks. Kuid tavaliselt osutus neist tulevikus vaid üks või kaks edukaks.