Эти удивительные древние птицы. Происхождение птиц: особенности, интересные факты и описание

Возникновению природного разнообразия на Земле человечество обязано миллиардам лет революции. Современные геологи и палеонтологи обнаружили переломные моменты в развитии жизни на нашей планете.

1. Древнейшие люди - Омо

Сейчас люди могут проследить свою родословную на сотни тысяч лет. Двум черепам, названным Омо 1 и Омо 2, которые были обнаружены в Эфиопии в 1967 году, исполнилось 195 000 лет, что делает их самыми ранними из обнаруженных до сих пор анатомически современных людей. Теперь ученые думают, что Homo Sapiens начали развиваться 200 000 лет назад.

Тем не менее, по этому поводу до сих пор идут споры, поскольку свидетельства культурного развития - найденные музыкальные инструменты, иглы и украшения - датируются всего 50 000 годами. Комплексные составные инструменты, такие как гарпуны, также появились примерно в это время. Поэтому никто не может ответить на простой вопрос: если современные люди появились 200 000 лет назад, то почему у них заняло целых 150 000 лет, чтобы разработать что-нибудь, напоминающее культуру.

2. Самая древняя птица - протоавис

Сегодня все знают, что птицы произошли от динозавров, а также что многие динозавры были фактически покрыты перьями. В результате, вопрос "какая птица является самой древней" по сути нужно переформулировать в "с какого момента динозавров можно начинать считать птицами".

В течение длительного времени палеонтологи считали самыми древними птицами археоптериксов, но сегодня появился еще более древний кандидат на звание первой птицы. Протоавис жил около 220 миллионов лет назад, раньше на 80 миллионов лет любого своего конкурента. Ископаемое было найдено в Техасе палеонтологом Санкаром Чаттерджи, который утверждает, что протоавис на самом деле ближе к современным птицам, чем археоптерикс.

3. Первые виды существ, которые начали ходить по земле - тиктаалик и пневмодесмус

Тиктаалик - утконосое существо, обитавшее в девонском периоде, являлось чем-то средним между рыбой, лягушкой и аллигатором. Как считается, оно впервые выбралось на сушу из воды 375 млн лет назад. Обнаруженный в Канаде в 2004 году, этот вид считается важным переходным звеном между водными позвоночными и первыми наземными животными. Также тиктаалик может похвастался ребрами, которые способны поддерживать его тело вне воды, легкими, подвижной шеей и глазами на верхней части головы, как у крокодила. Многоножка пневмодесмус жила около 428 млн лет назад. Существо размером в 1 сантиметр на самом деле было первым существом, которое постоянно обитало на земле и дышало воздухом.

4. Самая древняя рептилия - гилоном

Рептилии были первыми позвоночными, которые могли жить на земле. Ящерицеподобное существо гилоном, длина которого составляет всего 20 сантиметров, как полагают ученые, было самой старой рептилией. Гилономы, которые по всей видимости были насекомоядными, возникли примерно 310 миллионов лет назад. Сохранившиеся окаменелости этого существа были обнаружены в 1860 году внутри ствола дерева в Новой Шотландии.

5. Старейшее существо, способное летать - риниогната

Полет в качестве основного средства передвижения требует сложной конструкции организма (низкий вес тела, но прочный скелет), а также мощные мышцы крыльев. Первое существо, которое было способно летать, фактически является самым старым известным насекомым. Rhyniognatha hirsti - крошечное насекомое, которое обитало около 400 миллионов лет назад. Первые доказательства существования этого насекомого были обнаружены в 1928 году в девонских горных породах.

6. Первое цветущее растение - потомакапнос и амборелла

Люди склонны ассоциировать растения с цветами, но на самом деле цветы появились сравнительно недавно. Прежде, чем появились цветы, растения размножались с помощью спор в течение сотен миллионов лет. На самом деле, ученые даже не знают, почему возникли цветы, поскольку они являются очень нежными и прихотливыми, а также требуют огромного количества энергии, которой теоретически могло бы найтись намного более рациональное применение.

Эти непонятные обстоятельства заставили Дарвина описать рост цветов, как "страшную тайну". Древнейшие известные ископаемые цветковые растения относятся к меловому периоду, между 115 и 125 миллионами лет назад. Одними из древнейших цветков являются потомакапнос, который удивительно напоминает современный мак, а также амборелла, которую нашли на острове Новая Каледония. Все указывает на то, что цветы не развивались медленно, а внезапно возникли фактически в современном виде.

7. Самое древнее млекопитающее - хадрокодиум

Самое старое известное млекопитающее напоминало небольшую мышь или современную землеройку. Длина хадрокодиума, останки которого нашли в Китае в 2001 году, была около 3,5 сантиметров, а весил зверек всего 2 грамма. Скорее всего, он вел образ жизни, подобный современной землеройке, поскольку его зубы представляли собой специальные клыки для измельчения насекомых. Жил хадрокодиум около 195 миллионов лет, задолго до некоторых из самых известных динозавров, в том числе стегозавра, диплодока, и тиранозавра.

8. Первое дерево - ваттиеза

Деревья сыграли (и до сих пор играют) решающую роль в формировании атмосферы Земли. Без них углекислый газ не превращался бы в кислород, и планета вскоре стала бы безжизненной. Первые леса резко изменили экосистему Земли, Таким образом, появление деревьев можно считать одним из самых важных эволюционных прорывов за всю историю.

В настоящее время самым старым известным деревом является вид возрастом 397 миллионов лет, который был назван ваттиеза. Листья этого папоротникообразного растения напоминали ладонь, а само дерево достигало высоты в 10 метров. Ваттиеза возникла на 140 миллионов раньше динозавров. Растение размножалось спорами подобно современным папоротникам и грибам.

9. Самый старый динозавр - ньясазавр

Динозавры начали царствовать на Земле после массового пермского вымирания, которое произошло около 250 миллионов лет назад и уничтожило около 90 процентов всех видов на планете, в том числе 95 процентов морской жизни, и большинство из деревьев планеты. После этого в триасе появились динозавры.

Старейшим известным на настоящее время динозавром является ньясазавр, кости которого были обнаружены в Танзании в 1930 году. До сих пор ученые не имеют ни малейшего понятия был он хищником или травоядным, а также ходил он на двух ногах или на четырех. Рост ньясазавра составлял всего 1 метр, а вес - 18-60 кг.

10. Старейшая форма жизни

Что является старейшей формой жизни, известной науке? Довольно сложный вопрос, поскольку зачастую ископаемые настолько древние, что их возраст сложно точно определить. Например, на камнях, обнаруженных рядом с регионом Пилбара в Австралии, содержались микробы возрастом почти 3,5 млрд лет. Однако, некоторые ученые считают, что подобные докембрийские органостенные микрофоссилии на самом деле являются странной формой полезных ископаемых, возникших при особых гидротермальных условиях. Другими словами, они не являются живыми.

Какие животные древности дожили до наших дней, и что мы знаем о них? На страницах нашего сайта уже говорилось о динозаврах и других доисторических животных, которые некогда насеяли нашу планету, но к настоящему времени уже вымерли.

Неужели среди современников динозавров есть те, что смогли дожить до наших дней?! Сегодня мы представим вашему внимание 25 самых настоящих «живых ископаемых».

Щитень

Пресноводное ракообразное, похожее на небольшого мечехвоста. За прошедшие 70 миллионов лет его доисторическая морфология почти не претерпела изменений почти не отличаясь от предков щитня, населявших землю около 220 миллионов лет назад.

24. Минога

Бесчелюстная рыба. Имеет похожую на воронку рот-присоску. Изредка зарываются своими зубами в тела других рыб, высасывая кровь, однако основная масса 38 видов этой рыбы, этого не делает.

Наиболее древние останки этой рыбы датируются 360 миллионами лет назад.

23. Канадский журавль

Эндемичная для Северо-Восточной Сибири и Северной Америки тяжелая и большая птица, весом до 4,5 килограмм. Предположительно самый древний представитель этого вида, окаменелости которого удалось найти жил 10 млн. лет назад в Небраске.

22. Осетр

Обитающего в озерах, реках и прибрежных водах субарктического, умеренного и субтропического осетра порой называют «примитивной рыбой». Причиной этого является то, что морфологические характеристики осетра практически не изменись. Во всяком случае, самые древние окаменелости осетра практически ничем не отличаются от современных его потомков несмотря на прошедшие 220 миллионов лет.

Правда, как это ни прискорбно, но загрязнение окружающей среды, чрезмерный отлов поставили этих уникальных рыб на рань полного исчезновения, причем отдельные виды осетра уже практически не подлежат восстановлению.

21. Исполинская китайская саламандра

Наиболее крупная амфибия, длина которой может достигать 1,8 м. Представляет семейство скрытожаберников появившееся 170 млн. лет назад. Как и осетр, находится на грани исчезновения.

Причина – потеря среды обитания, чрезмерный отлов и загрязнение. Как и многие другие редкие виды используется китайцами в пищу и идет на сомнительные нужды китайской медицины.

20. Марсианский муравей

Обитает в тропических лесах Бразилии и Амазонки. Принадлежит к наиболее старому роду муравьев и имеет возраст около 120 миллионов лет.

19. Акула-домовой

Длина тела этой рыбы может достигать 4 метров. Очень редкий и слабо изученный вид глубоководной акулы. Жуткая и необычная внешность указывает на доисторические корни. Судя по всему, ее первые предки жили на Земле уже 125 млн. лет назад. Несмотря на устрашающий вид и размер, абсолютно безопасна для людей.

18. Мечехвост

Морское членистоногое, обитающее в основном на океанском мелководье на мягком илистом или песчаном дне. Считается самым близким родственником трилобита и является одним из самых известных живых ископаемых, практически не изменившихся за 450 млн лет.

17. Ехидна

Как и утконос, ехидна остается единственным яйцекладущим млекопитающим. Ее предки отделились от утконоса около 48-19 млн. лет назад. Общий предок и тех и других вел водный образ жизни, однако ехидны адаптировались к жизни на суше. Благодаря своему внешнему виду была названа в честь «Матери монстров» из древнегреческой мифологии.

16. Гаттерия

Эндемичные гаттерии из Новой Зеландии могут достигать длины в 80 см, отличаясь колючим гребнем вдоль спины, который особенно выражен у самцов. Однако, несмотря на явное сходство с современными рептилиями и ящерицами, строение тела гаттерий остается неизменным уже двести миллионов лет. В этом плане гаттерии чрезвычайно важны для науки, поскольку могут помочь в изучении эволюции, как змей, так и ящериц.

15. Плащеносная акула

Плащеносные акулы обитают в Тихом и Атлантическом океанах на глубине от пятидесяти до двухсот метров. Как и у акулы-домового, у плащеносной акулы внешность чрезвычайно устрашающая.

Эта линия существует как минимум 95 миллионов лет (с конца мелового периода). Не исключено, что возраст плащеносных акул может составлять 150 миллионов лет (конец юрского периода).

14. Грифовая черепаха

Обитает грифовая черепаха по большей части в прилегающих к юго-восточным территориям США водах. Принадлежит к одному из двух доживших до наших дней семейств Каймановых черепах.

Это доисторическое черепашье семейство имеет многовековую историю окаменелостей, которая начинается еще в Маастрихтском ярусе позднего мелового периода (72-66 миллионов лет назад). Вес грифовой черепахи может доходить до 180 килограммов, что делает ее наиболее увесистой пресноводной черепахой мира.

13. Целакант

Эндемичный для прибрежных вод Индонезии род рыб, включающий в себя два ныне живущих вида семейства латимериевых. До 1938 года латимерии считались вымершими, пока не были заново открыты.

Как это ни странно, но целаканты теснее связаны с млекопитающими, рептилиями и двоякодышащими рыбами, чем с другими лучеперым рыбами. Предположительно свой нынешний вид целакант обрел около 400 миллионов лет назад.

12. Гигантский пресноводный скат

Гигантский пресноводный скат относится к числу крупнейших пресноводных рыб мира, дорастая в своем диаметре почти до двух метров. Его вес может доходить до шестисот килограмм. Согласно исследованиям, его овальный диск грудного плавника сформировался около 100 миллионов лет назад.

Как и большая часть представителей животного мира упоминаемых в данной статье, гигантский пресноводный скат находится на грани полного исчезновения по причине чрезмерного отлова с целью демонстрации в аквариумах, продажи на мясо, и из-за загрязнения условий обитания этого животного.

11. Наутилус

Пелагический моллюск, обитающий в центрально-западном регионе Тихого и в Индийском океане.

Предпочитает глубокие склоны коралловых рифов. Судя по ископаемым останкам, наутилусам удалось пережить пятьсот миллионов лет, в течение которых на земле сменилось несколько эпох и произошло несколько массовых вымираний. Разумеется, наутилусы тоже, просуществовав полмиллиарда лет и пережив жесточайшие катаклизмы, может не выдержать самого страшного (и это не преувеличение) из зол с которым когда-либо сталкивалась наша планета – с человеком. Находится на грани исчезновения по причине чрезмерного отлова и загрязнения человеком окружающей среды.

10. Медуза

Обитают во всех океанах от морских глубин до поверхности. Предположительно, появились в морях около 700 миллионов лет назад. Ввиду этого медуз можно назвать наиболее древними полиорганными животными. Наверное, это единственное животное среди включенных в этот список, численность которых может значительно увеличиться из-за чрезмерного отлова естественных врагов медуз. В то же время некоторые виды медуз тоже находятся на грани исчезновения.

9. Утконос

Яйцекладущее млекопитающее, имеющее лапы выдры, хвост бобра и утиный клюв. Очень часто его называют наиболее причудливым животным мира. В свете этого нет ничего удивительного в том, что корни утконоса уходят в доисторические дебри.

С одной стороны, возраст наиболее древней окаменелости утконоса составляет всего 100 тысяч лет, однако первый предок утконосов бродил по просторам суперконтинента Гондвана примерно 170 миллионов лет назад.

8. Длинноухий прыгунчик

Это маленькое четвероногое млекопитающее широко распространено по всей территории африканского континента и по виду напоминает опоссумов или каких-то маленьких грызунов. Однако как это ни странно они гораздо ближе к слонам, нежели к опоссумам. Первые предки длинноухого прыгунчика обитали на земле уже в период палеогена (около 66-23 миллионов лет назад).

7. Пеликан

Как это ни странно, но эта крупная водоплавающая птица с длинным тяжелым клювом относится к числу живых ископаемых, которые практически не претерпели изменений с доисторического периода. Род этих птиц существует как минимум 30 миллионов лет.

Наиболее древний окаменевший скелет пеликана был найден во Франции в отложениях раннего олигоцена. Внешне он почти неотличим от современных пеликанов, а его клюв морфологически и вовсе идентичен клювам современных птиц этого рода.

6. Миссисипский панцирник

Одна из наикрупнейших североамериканских пресноводных рыб. Зачастую называется живым ископаемым или «примитивной рыбой» по причине сохранения ряда морфологических характеристик наиболее древних своих предков. В частности, среди этих характеристик можно упомянуть способность дышать и в воде, и воздухом, а также спиральный клапан. Существование панцирника палеонтологи прослеживают на 100 миллионов лет вглубь веков.

5. Губка

Продолжительность существования морских губок на нашей планете проследить достаточно трудно, поскольку оценки их возраста имеют достаточно большие расхождения, однако на сегодняшний день наиболее древняя окаменелость имеет возраст примерно в 60 миллионов лет.

4. Щелезуб

Ядовитое закапывающееся в норы млекопитающее ведущее ночной образ жизни. Является эндемичным сразу для нескольких стран Карибского бассейна и часто называется живым ископаемым, что совсем не удивительно, поскольку за последние 76 миллионов лет оно практически не претерпело каких-либо изменений.

3. Крокодилы

В отличие от большинства попавших в этот список животных, крокодил и в самом деле смахивает на динозавра. Кроме крокодилов следует упомянуть гавиаловых крокодилов, гавиалов, кайманов и аллигаторов. Данная группа появилась на нашей планете около 250 миллионов лет назад. Произошло это в раннем триасовом периоде, и потомки этих существ по сей день несут массу морфологических признаков сформировавшихся еще у их далеких предков.

2. Карликовый кит

До 2012 года карликовый кит считался вымершим животным, но поскольку он все-таки выжил, то пока что он считается самым маленьким представителем усатых китов. Поскольку это животное очень редкое, и о его популяции, и о его социальном поведении известно чрезвычайно мало. Зато точно известно, что карликовый кит является потомком семейства цетотериевых, которое входит в подотряд усастых китов и которое просуществовало, начиная с позднего олигоцена вплоть до позднего плейстоцена (28-1 миллион лет назад).

1.Чернобрюхая дискоязычная лягушка

Как оказалось, живых ископаемых можно отыскать и среди, казалось бы, такого совершенно прозаичного существа как лягушка. Подобно вышеупомянутому карликовому киту, эту чернобрюхую лягушку считали вымершей, однако в 2011 году она была обнаружена вновь.

Вначале считалось, что чернобрюхая дискоязычная лягушка существовала в течение всего лишь 15 тысячелетий, однако прибегнув к филогенетическому анализу, ученые смогли подсчитать, что последний прямой предок этого уникального животного прыгал по земной поверхности около 32-х миллионов лет назад. Это делает чернобрюхую дискоязычную лягушку не просто живым ископаемым, но еще и единственным представителем своего рода, дожившим до наших дней.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Содержание статьи

ПТИЦЫ (Aves), класс позвоночных, объединяющий животных, которые отличаются от всех прочих животных наличием перьевого покрова. Птицы распространены по всему миру, весьма разнообразны, многочисленны и легко доступны для наблюдения. Эти высокоорганизованные существа чувствительны, восприимчивы, многоцветны, элегантны и обладают интереснейшими повадками. Поскольку птицы хорошо заметны, они могут служить удобным индикатором состояния окружающей среды. Если они процветают, значит, и среда благополучна. Если же их численность сокращается и они не могут нормально размножаться, состояние среды скорее всего оставляет желать лучшего.

Как и у других позвоночных – рыб, земноводных, рептилий и млекопитающих, – основу скелета птиц составляет цепочка мелких косточек – позвонков на спинной стороне тела. Подобно млекопитающим, птицы теплокровны, т.е. температура их тела остается относительно постоянной, несмотря на колебания температуры окружающей среды. От большинства млекопитающих они отличаются тем, что откладывают яйца. Признаки, специфические для класса птиц, связаны прежде всего со способностью этих животных к полету, хотя некоторые их виды, например страусы и пингвины, в ходе своей позднейшей эволюции ее утратили. В результате все птицы относительно сходны между собой по форме, и с другими таксонами их не спутаешь. Еще сильнее они выделяются благодаря своим перьям, которые не обнаружены ни у одного другого животного. Итак, птицы – это оперенные, теплокровные, яйцекладущие позвоночные, изначально приспособленные к полету.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ

Современные птицы, по мнению большинства ученых, происходят от мелких примитивных пресмыкающихся, псевдозухий, которые жили в триасовом периоде приблизительно 200 млн. лет назад. Конкурируя с собратьями за пищу и спасаясь от хищников, некоторые из этих существ в ходе эволюции все более приспосабливались к лазанию по деревьям и прыжкам с ветки на ветку. Постепенно, по мере удлинения чешуй и превращения их в перья, они приобрели способность к планирующему, а затем и к активному, т.е. машущему, полету.

Однако накопление ископаемых свидетельств привело к появлению альтернативной теории. Все больше палеонтологов считают, что современные птицы произошли от небольших хищных динозавров, живших в конце триаса и в юрском периоде, скорее всего из группы т.н. целурозавров. Это были двуногие формы с длинными хвостами и мелкими передними конечностями хватательного типа. Таким образом, предки птиц не обязательно лазали по деревьям, а для формирования активного полета не было необходимости в планирующей стадии. Он мог возникнуть на основе хлопающих движений передних конечностей, вероятно использовавшихся для сшибания летучих насекомых, для чего, кстати, хищникам приходилось высоко подпрыгивать. Параллельно происходили преобразования чешуй в перья, редукция хвоста и другие глубокие анатомические изменения.

В свете этой теории птицы представляют собой специализированную эволюционную линию динозавров, пережившую их массовое вымирание в конце мезозойской эры.

Археоптерикс.

Связать птиц с рептилиями позволило открытие в Европе остатков вымершего существа – археоптерикса (Archaeopteryx litographica ), жившего во второй половине юрского периода, т.е. 140 млн. лет назад. Он был величиной приблизительно с голубя, имел острые зубы в ячейках, длинный, как у ящерицы, хвост и передние конечности с тремя пальцами, несущими крючковатые когти. Большинством признаков археоптерикс походил больше на пресмыкающееся, чем на птицу, если не считать настоящих перьев на передних конечностях и хвосте. Особенности его показывают, что он был способен к машущему полету, но только на очень короткие расстояния.

Другие древние птицы.

Археоптерикс долгое время оставался единственным известным науке связующим звеном между птицами и рептилиями, однако в 1986 были найдены остатки еще одного ископаемого существа, жившего на 75 млн. лет раньше и сочетавшего в себе признаки динозавров и пернатых. Хотя это животное и назвали Protoavis (первоптица), его эволюционное значение вызывает споры среди ученых. После археоптерикса в палеонтологической летописи пернатых наблюдается пробел продолжительностью ок. 20 млн. лет. Следующие находки относятся к меловому периоду, когда адаптивная радиация уже привела к появлению множества видов птиц, приспособленных к различным местообитаниям. Среди приблизительно двух дюжин меловых таксонов, известных по ископаемым остаткам, особенно интересны два – Ichthyornis и Hesperornis . Оба были открыты в Северной Америке, в горных породах, сформировавшихся на месте обширного внутреннего моря.

Ихтиорнис был такой же величины, что и археоптерикс, но внешне напоминал чайку с хорошо развитыми крыльями, указывающими на способность к мощному полету. Как и у современных птиц, зубы у него отсутствовали, но позвонки были похожи на рыбьи, откуда и родовое название, означающее «рыбоптица». Гесперорнис («западная птица») был длиной 1,5–1,8 м и почти бескрылым. С помощью огромных ластовидных ног, отходивших вбок под прямым углом на самом конце туловища, он, по-видимому, плавал и нырял не хуже гагар. У него были зубы «рептильного» образца, но строение позвонков соответствовало типичному для современных птиц.

Появление машущего полета.

В юрском периоде птицы приобрели способность к активному полету. Это означает, что благодаря взмахам передних конечностей они смогли преодолеть действие земного притяжения и получили массу преимуществ перед своими наземными, лазающими и планирующими конкурентами. Полет позволил им ловить в воздухе насекомых, эффективно избегать хищников и выбирать наиболее благоприятные для жизни условия среды. Его развитие сопровождалось укорочением длинного обременительного хвоста с заменой его веером из длинных перьев, хорошо приспособленным для руления и торможения. Большинство анатомических преобразований, необходимых для активного полета, завершились к концу раннего мела (ок. 100 млн. лет назад), т.е. задолго до вымирания динозавров.

Возникновение современных птиц.

С наступлением третичного периода (65 млн. лет назад) количество видов птиц стало быстро увеличиваться. Этим периодом датируются древнейшие ископаемые пингвины, гагары, бакланы, утки, ястреба, журавли, совы и некоторые певчие таксоны. Кроме этих предков современных видов появилось несколько огромных нелетающих птиц, по-видимому занявших экологическую нишу крупных динозавров. Одной из них была Diatryma , обнаруженная в Вайоминге, ростом 1,8–2,1 м, с массивными ногами, мощным клювом и очень маленькими, недоразвитыми крыльями.

В конце третичного периода (1 млн. лет назад) и на протяжении раннего плейстоцена, или эпохи оледенения, численность и разнообразие птиц достигли максимума. Уже тогда существовали многие нынешние виды, жившие бок о бок с теми, которые позднее вымерли. Замечательный пример последних – Teratornis incredibilis из Невады (США), огромная напоминавшая кондора птица с размахом крыльев 4,8–5,1 м; вероятно, это самое крупное из известных пернатых, способных к полету.

Недавно вымершие и находящиеся под угрозой виды.

Человек в исторические времена, бесспорно, способствовал вымиранию ряда птиц. Первый зафиксированный документально случай такого рода – уничтожение нелетающего голубеобразного дронта (Raphus cucullatus ) с острова Маврикий в Индийском океане. За 174 года после открытия острова европейцами в 1507 вся популяция этих птиц была истреблена моряками и животными, которых они завезли на своих кораблях.

Первым вымершим от рук человека видом Северной Америки стала бескрылая гагарка (Alca impennis ) в 1844. Она также не летала и гнездилась колониями на атлантических островах вблизи континента. Матросы и рыбаки без труда убивали этих птиц ради мяса, жира и изготовления наживки для трески.

Вскоре после исчезновения бескрылой гагарки жертвами человека стали 2 вида на востоке североамериканского континента. Одним из них был каролинский попугай (Conuropsis carolinensis ). Фермеры в больших количествах убивали этих стайных птиц, поскольку тысячи их регулярно совершали набеги на сады. Другой вымерший вид – странствующий голубь (Ectopistes migratorius ), безжалостно истребленный на мясо.

С 1600 во всем мире исчезло, вероятно, ок. 100 видов птиц. Большинство их было представлено небольшими популяциями на морских островах. Часто не способные к полету, как дронт, и почти не боявшиеся человека и привезенных им мелких хищников, они стали легкой их добычей.

В настоящее время многие виды птиц также находятся на грани вымирания или, в лучшем случае, испытывают его угрозу. В Северной Америке в самом плачевном положении находятся калифорнийский кондор, желтоногий зуек, американский журавль, эскимосский кроншнеп и белоклювый королевский дятел (возможно, уже вымерший). В других регионах большая опасность угрожает бермудскому тайфуннику, филиппинской гарпии, какапо (совиному попугаю) с Новой Зеландии – нелетающему ночному виду, а также австралийскому земляному попугаю.

В незавидном положении перечисленные выше птицы оказались главным образом по вине человека, поставившего их популяции на грань исчезновения бесконтрольной охотой, непродуманным использованием пестицидов или коренным преобразованием естественных местообитаний.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ

Распространение любого вида птиц ограничено конкретным географическим районом, т.н. ареалом, размеры которого сильно варьируют. Некоторые виды, например сова сипуха (Tyto alba ), почти космополиты, т.е. встречаются на нескольких континентах. У других, скажем пуэрториканской совки (Otus nudipes ), ареал не выходит за пределы одного острова. У перелетных видов различают гнездовые ареалы, в которых они размножаются, и иногда сильно удаленные от них зимовочные ареалы.

Благодаря способности к полету птицы склонны к широкому распространению и при любой возможности расширяют ареалы. В результате они непрерывно изменяются, что, конечно, не относится к обитателям мелких изолированных островов. Расширению ареала могут способствовать природные факторы. Вероятно, господствующие ветра или тайфуны приблизительно в 1930 перенесли египетскую цаплю (Bubulcus ibis ) из Африки к восточным берегам Южной Америки. Оттуда она стала быстро продвигаться на север, в 1941 или 1942 достигла Флориды, а сейчас встречается даже на юго-востоке Канады, т.е. ее ареал охватил почти весь восток Северной Америки.

Человек способствовал расширению ареалов, интродуцируя виды в новые для них регионы. Два классических примера – это домовый воробей и обыкновенный скворец, попавшие в прошлом столетии из Европы в Северную Америку и расселившиеся по всему этому континенту. Изменяя естественные местообитания, человек также неумышленно стимулировал расселение некоторых видов.

Континентальные ареалы.

Сухопутные птицы распределены по шести зоогеографическим областям. Эти области следующие: 1) Палеарктика, т.е. нетропическая Евразия и север Африки, включая Сахару; 2) Неарктика, т.е. Гренландия и Северная Америка, кроме равнинной части Мексики; 3) Неотропики – равнины Мексики, Центральная, Южная Америка и Вест-Индия; 4) Эфиопская область, т.е. Африка к югу от Сахары, юго-западный угол Аравийского полуострова и Мадагаскар; 5) Индо-Малайская область, охватывающая тропическую часть Азии и прилежащие острова – Шри-Ланку (Цейлон), Суматру, Яву, Борнео, Сулавеси (Целебес), Тайвань и Филиппины; 6) Австралийская область – Австралия, Новая Гвинея, Новая Зеландия и острова юго-западной части Тихого океана, включая Гавайские.

Палеарктику и Неарктику населяют соответственно 750 и 650 видов птиц; это меньше, чем в любой из остальных 4 областей. Однако численность особей многих видов там намного выше, поскольку у них более обширные местообитания, а конкурентов меньше.

Противоположная крайность – Неотропики, где обитает ок. 2900 видов птиц, т.е. больше, чем в любой другой области. Однако многие из них представлены сравнительно маленькими популяциями, приуроченными к отдельным горным массивам или речным долинам Южной Америки, которую из-за обилия и разнообразия пернатых называют «Птичьим континентом». В одной Колумбии их 1600 видов – больше, чем в любой другой стране мира.

В Эфиопской области обитает приблизительно 1900 видов птиц. Среди них примечателен африканский страус, самый крупный современный представитель этого класса. Из 13 эндемичных для Эфиопской области (т.е. не выходящих за ее пределы) семейств пять встречается исключительно на Мадагаскаре.

В Индо-Малайской области также насчитывается ок. 1900 видов. Здесь обитают почти все фазановые, включая индийского павлина (Pavo cristatus ) и банкивскую джунглевую курицу (Gallus gallus ), от которой произошла курица домашняя.

Австралийская область населена приблизительно 1200 видами птиц. Из 83 представленных здесь семейств эндемичны 14 – больше, чем в любой другой области. Это показатель своеобразия многих здешних пернатых. Среди эндемичных групп – крупные нелетающие киви (в Новой Зеландии), эму и казуары, лирохвосты, райские птицы (главным образом на Новой Гвинее), беседковые птицы и т.д.

Островные ареалы.

Как правило, чем дальше от континентов океанические острова, тем меньше там видов птиц. Пернатые, которым удалось достигнуть этих мест и выжить там, не обязательно лучшие летуны, но способность приспосабливаться к окружающей среде у них явно оказалась на высоте. Долгая изоляция на затерянных в океане островах привела к накоплению эволюционных изменений, достаточных для превращения поселенцев в самостоятельные виды. Пример – Гавайи: несмотря на небольшую площадь архипелага, его орнитофауна включает 38 эндемичных видов.

Морские ареалы.

Птицы, добывающие корм в море, а сушу посещающие прежде всего для гнездования, естественно, называются морскими. Представители отряда трубконосых (Procellariiformes), например альбатросы, буревестники, глупыши и качурки, могут месяцами летать над океаном и питаться водными животными и растениями, даже не приближаясь к суше. Пингвины, олуши, фрегаты, гагарки, кайры, тупики, большинство бакланов, а также некоторые чайки и крачки кормятся главным образом рыбой в прибрежной зоне и редко встречаются вдали от нее.

Сезонные ареалы.

На каждой конкретной территории, особенно в Северном полушарии, данный вид птиц может встречаться лишь в определенный сезон, а затем мигрировать в другое место. На этом основании различают 4 категории пернатых: летние резиденты, гнездящиеся в данном районе летом, транзитные виды, останавливающиеся там на пролете, зимние квартиранты, прибывающие туда на зимовку, и постоянные резиденты (оседлые виды), которые никогда не покидают данный район.

Экологические ниши.

Ни один вид птиц не занимает все части своего ареала, а встречается лишь в определенных местах, или местообитаниях, например в лесу, на болоте или в поле. Кроме того, виды в природе не существуют изолированно – каждый зависит от жизнедеятельности других занимающих те же местообитания организмов. Таким образом, каждый вид – это член биологического сообщества, естественной системы из взаимозависимых растений и животных.

В пределах каждого сообщества существуют т.н. пищевые цепи, включающие и птиц: они потребляют какой-то корм и, в свою очередь, служат кому-то пищей. Лишь немногие виды встречаются во всех частях местообитания. Обычно одни организмы населяют поверхность почвы, другие – низкий кустарник, третьи – верхний ярус древесных крон и т.д.

Другими словами, каждый вид птиц, как и представители других групп живого, имеет свою экологическую нишу, т.е. особое положение в сообществе, как бы «профессию». Экологическая ниша не идентична местообитанию, или «адресу», таксона. Она зависит от его анатомических, физиологических и поведенческих адаптаций, т.е., скажем, от способности гнездиться в верхнем или нижнем ярусе леса, переносить там лето или зиму, кормиться днем или ночью и т.д.

Территории с определенным типом растительности характеризуются специфическим для них набором гнездящихся птиц. Например, к северной тундре приурочены такие виды, как белая куропатка и пуночка. Для хвойного леса характерны глухари и клесты. Большинство хорошо известных нам видов живет на территориях, где естественные сообщества прямо или косвенно уничтожены цивилизацией и заменены антропогенными (созданными человеком) формами окружающей среды, например полями, пастбищами и зелеными пригородами. Такие местообитания распространены шире, чем природные, и населены многочисленными и разнообразными пернатыми.

ПОВЕДЕНИЕ

Поведение птицы охватывает все ее действия, от заглатывания корма до реакции на факторы окружающей среды, включая других животных, в том числе особей своего вида. Большинство поведенческих актов у птиц врожденные, или инстинктивные, т.е. для их осуществления не нужен предшествующий опыт (научение). Например, некоторые виды всегда чешут голову, занося ногу над приспущенным крылом, а другие – просто вытягивая ее вперед. Такие инстинктивные действия столь же характерны для вида, как форма тела и окраска.

Многие формы поведения у птиц – приобретенные, т.е. основаны на научении – жизненном опыте. Иногда то, что кажется чистым инстинктом, требует определенной практики для своего нормального проявления и приспособления к обстоятельствам. Таким образом, поведение сплошь и рядом представляет собой комбинацию инстинктивных компонентов и научения.

Ключевые стимулы (релизеры).

Поведенческие акты, как правило, индуцируются факторами внешней среды, которые называются ключевыми стимулами, или релизерами. Ими могут быть форма, узор, движение, звук и т.д. Почти все птицы реагируют на социальные релизеры – зрительные или слуховые, которыми особи одного вида передают друг другу информацию или вызывают непосредственные ответные действия. Такие релизеры называются сигнальными стимулами, или демонстрациями. Примером может служить красное пятно на подклювье взрослых серебристых чаек, которое вызывает у их птенца реакцию выпрашивания корма.

Конфликтные ситуации.

Особого рода поведение возникает в конфликтной ситуации. Иногда оно представляет собой т.н. смещенную активность. Например, серебристая чайка, согнанная со своего гнезда чужаком, не бросается в контратаку, а вместо этого чистит перья, которые и без того находятся в отличном состоянии. В других случаях она может проявлять переадресованную активность, скажем, в территориальном споре давать выход своей враждебности, выдергивая травинки, вместо того чтобы вступать в драку.

Другой тип поведения в конфликтной ситуации – т.н. начальные движения, или движения намерения. Птица приседает или вскидывает крылья, как бы порываясь взлететь, или раскрывает клюв и щелкает им, как бы желая ущипнуть соперника, однако остается на месте.

Брачные демонстрации.

Все перечисленные формы поведения представляют особый интерес, поскольку в ходе эволюции могут ритуализоваться в рамках т.н. брачных демонстраций. Часто связанные с ними движения становятся как бы подчеркнутыми и, следовательно, более заметными, чему способствует яркая окраска соответствующих частей оперения. Например, смещенная чистка перьев обычна в брачных демонстрациях уток. Многими видами птиц используется при ухаживании вскидывание крыльев, исходно игравшее роль начального движения в конфликтной ситуации.

Привыкание.

Этим словом обозначается затухание ответа на повторяющийся стимул, за которым не следует ни «награды», ни «наказания». Например, если стукнуть по гнезду, птенцы поднимают головы и раскрывают рты, так как для них этот звук означает появление родителя с кормом; если несколько раз после удара пища не появится, такая реакция у птенцов быстро затухает. Приручение – также результат привыкания: птица перестает реагировать на действия человека, поначалу вызывавшие у нее испуг.

Пробы и ошибки.

Научение путем проб и ошибок носит селективный характер (использует принцип отбора) и основано на подкреплении. Впервые покинувший гнездо слеток в поисках корма клюет камешки, листья и другие мелкие объекты, выделяющиеся на окружающем фоне. В конце концов, методом проб и ошибок, он научается отличать стимулы, означающие вознаграждение (корм), от тех, реакция на которые не дает такого подкрепления.

Запечатление (импринтинг).

В течение короткого раннего периода жизни птицы способны к особой форме научения, называемой запечатлением, или импринтингом. Например, только что вылупившийся гусенок, увидевший человека раньше собственной матери, будет следовать за ним по пятам, не обращая внимания на гусыню.

Инсайт.

Умение решать простые задачи, не прибегая к пробам и ошибкам, называется «улавливанием отношений», или инсайтом. Например, дятловый древесный вьюрок (Catospiza pallida ) с островов Галапагос «на глаз» подбирает иглу от кактуса, чтобы извлечь ею насекомое из полости в древесине. Некоторые птицы, в частности большая синица (Parus major ), сразу же начинают подтягивать к себе за нитку подвешенный на ней корм.

Индивидуальное поведение.

Социальное поведение.

Очень многие действия птиц относятся к социальному поведению, т.е. взаимоотношениям двух или более особей. Даже при одиночном образе жизни они контактируют со своими половыми партнерами во время сезона размножения или с другими особями своего вида, занимающими соседние территории.

Коммуникация.

Птицы пользуются сложными системами коммуникации, включающими прежде всего зрительные и звуковые сигналы или демонстрации. Некоторые из них используются, чтобы запугать другую особь в ходе конфликта с ней. Птица, принявшая угрожающую позу, часто разворачивается навстречу противнику, вытягивает шею, раскрывает клюв и прижимает оперение. Иные демонстрации используются для умиротворения оппонента. При этом птица часто втягивает голову и распушает перья, как бы подчеркивая свою пассивность и безопасность для окружающих. Демонстрации хорошо заметны в репродуктивном поведении птиц.

Оборонительное поведение.

Все птицы особым оборонительным поведением реагируют на связанные с опасностью звуковые и зрительные стимулы. Вид летящего ястреба побуждает мелких пернатых устремляться к ближайшему укрытию. Оказавшись там, они обычно «замирают», прижав оперение, подогнув ноги и следя одним глазом за хищником. Птицы с криптической (маскировочной, или покровительственной) окраской просто приседают на месте, инстинктивно стремясь слиться с фоном.

Предостерегающие крики и окрикивание.

Почти у всех птиц поведенческий репертуар включает тревожные и предостерегающие крики. Хотя исходно эти сигналы, по-видимому, не предназначались для вспугивания других особей своего вида, тем не менее они побуждают членов стаи, брачных партнеров или птенцов замирать, приседать или пускаться в бегство. При столкновении с хищником или иным опасным животным птицы иногда используют угрожающие действия, очень похожие на внутривидовые демонстрации угрозы, но более яркие по своему проявлению. На сидящего в поле зрения хищника, например ястреба или сову, группа мелких птиц реагирует т.н. окрикиванием, сходным с облаиванием у собак. Оно позволяет предупредить о потенциальной опасности всех птиц на ближайшей территории, а во время сезона размножения – отвлечь внимание врага от затаившихся птенцов.

Стайное поведение.

Даже вне сезона размножения большинство видов птиц тяготеет к объединению в стаи, обычно одновидовые. Если не считать скучивания в местах ночлега, члены стаи сохраняют между собой определенную дистанцию. Например, горные ласточки рассаживаются на провода с промежутками между особями примерно в 10 см. Особь, пытающаяся сократить эту дистанцию, немедленно сталкивается с угрожающей демонстрацией соседа. Многочисленные звуковые сигналы, издаваемые всеми членами стаи, помогают удерживать ее от рассеяния.

Внутри стаи наблюдается т.н. социальное облегчение: если одна особь начинает чиститься, есть, купаться и т.д., находящиеся рядом вскоре начинают делать то же самое. Кроме того, в стае часто существует социальная иерархия: каждая особь имеет свой ранг, или «общественное положение», определяемое полом, размером, силой, окраской, здоровьем и другими факторами.

РАЗМНОЖЕНИЕ

Размножение у птиц предполагает установление гнездовой территории, ухаживание, копуляцию, образование пары, постройку гнезда, откладку яиц, насиживание кладки и заботу о подрастающих птенцах.

Территория.

В начале сезона размножения особи большинства видов устанавливают границы своей территории, которую охраняют от сородичей. Обычно этим занимается только самец. Различают четыре типа таких территорий.

Территория для спаривания, гнездования и кормежки.

Этот тип наиболее обычен и характерен, например, для певчей зонотрихии. Самец прибывает на выбранный участок весной и устанавливает его границы. Затем прилетает самка, происходит спаривание, строится гнездо и т.д. Пара ищет корм для себя и своих птенцов, не покидая территории.

Территория для спаривания и гнездования, но не для кормежки.

Многие певчие птицы, включая краснокрылого трупиала, охраняют достаточно обширную территорию вокруг гнезда, но на поиски корма отправляются в другие места.

Территория только для спаривания.

Самцы некоторых видов используют ограниченные территории для брачных демонстраций и привлечения самок. Те гнездятся в другом месте без участия полового партнера. Так, несколько самцов полынного тетерева привлекают самок («токуют»), собравшись на небольшой площадке, которая называется токовищем.

Ограниченная территория для спаривания и гнездования.

Такие птицы, как олуши, чайки, крачки, цапли и некоторые виды ласточек, гнездятся колониями, в рамках которых каждая особь занимает территорию, непосредственно окружающую гнездо. Они приступают к его строительству на том же месте, где произошло спаривание.

Территория, которая включает кормовой участок, должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить пищей как гнездящуюся пару, так и ее птенцов. У крупной птицы, например белоголового орлана, она занимает площадь порядка 2,6 км 2 , а у певчей зонотрихии бывает не больше 0,4 га. У видов, гнездящихся плотными колониями, размер территории должен быть достаточным для того, чтобы соседние пары не могли дотянуться друг до друга клювами.

Пение.

Главная звуковая демонстрация птиц – это песня, т.е. устойчивая последовательность звуков, позволяющая идентифицировать вид. Их издает в основном самец, и обычно только в сезон размножения. Звуки могут использоваться любые – от повторения одного и того же тона до сложной и длинной мелодии, иногда весьма музыкальной.

Особенно часто поют птицы при установлении гнездовой территории, реже – после вылупления птенцов и обычно прекращают петь, когда молодые становятся самостоятельными и территориальное поведение угасает. В пик сезона размножения одна зонотрихия пела 2305 раз в день. Некоторые оседлые птицы поют круглый год.

Многие птицы стараются во время пения броситься в глаза, выбираясь на открыто расположенные места (присады). Жаворонки, подорожники и другие обитатели безлесных ландшафтов исполняют песни в полете.

Пение наиболее развито у т.н. певчих птиц из отряда воробьинообразных, однако почти все пернатые пользуются теми или иными звуковыми демонстрациями, чтобы заявить о своем присутствии. Они могут сводиться к своеобразному квохтанью у фазана или к реву у пингвинов. Некоторые птицы издают звуки не гортанью, а другими частями тела, совершая для этого специфические движения. Например, вальдшнеп, токующий над лесной поляной, взлетая по спирали в небо, «хоркает» за счет резких взмахов крыльев, а затем во время крутого зигзагообразного спуска «цикает» голосом. Некоторые дятлы вместо песни используют барабанную дробь, выбиваемую клювом по полому пню или другому предмету с хорошим резонансом.

В пик сезона размножения некоторые птицы поют почти непрерывно весь день. Однако для большинства видов более обычно пение на рассвете и вечером. Пересмешник и соловей могут петь лунными ночами.

Спаривание.

После прибытия самки на гнездовой участок самец активизирует свои звуковые и зрительные демонстрации. Он поет все громче и периодически преследует самку. Поначалу она нерецептивна, т.е. не способна к оплодотворению, но через несколько дней ее физиологическое состояние изменяется и происходит копуляция. При этом нередко устанавливается более или менее прочная связь между партнерами – возникает пара.

Певчие птицы в большинстве своем моногамны. В течение всего сезона размножения они заводят только одного партнера, образуя с ним стабильную пару. У некоторых видов каждое гнездование на протяжении одного сезона сопровождается сменой партнера. Гуси, лебеди и крупные хищные птицы образуют пару на всю жизнь.

Для ряда видов, в том числе некоторых певчих, характерна полигамия. Если самец спаривается с двумя или более самками, говорят о полигинии; если самка с двумя или более самцами – о полиандрии. Полигиния встречается чаще (например, у рисового трупиала); полиандрия известна, скажем, у пятнистого американского перевозчика. Беспорядочные совокупления без образования стойких пар между партнерами называют промискуитетом. Он характерен, например, для тетеревов.

Вслед за образованием пары самцы заботятся о ее сохранении. Они приносят материал для гнезда, иногда помогают его строить и обычно кормят насиживающую самку.

Типы гнезд.

Будучи теплокровными, птицы не только защищают яйца от влияния неблагоприятных погодных условий, но и обогревают их, содействуя развитию зародыша. Для этого они должны иметь гнездо, т.е. любое место, куда можно отложить яйца и где будет происходить их насиживание.

Различают гнезда открытые наземные, расположенные в укрытиях, гнезда-платформы и чаши. Первые две категории не имеют определенной структуры, но могут быть выстланы мелкими камешками, растительной ветошью или собственным пухом птицы, хотя это и необязательно. Укрытое гнездо находится в своего рода пещере, сделанной самой птицей или возникшей иным путем. Древесные утки используют готовые дупла, дятлы сами выдалбливают их в стволах деревьев, зимородки выкапывают норы в речных берегах.

Гнездо-платформа представляет собой кучу сучьев с ямкой в центре для яиц. Такие гнезда строят цапли и многие хищные птицы. Орлы используют одну и ту же платформу из года в год, каждый сезон добавляя к ней новый материал, так что масса постройки может достигать в конечном итоге более тонны.

Чашевидные гнезда, которые строит большинство певчих птиц, имеют четкую структуру: у них плотные дно и стенки, а внутри выстилка из мягкого материала. Такое гнездо может лежать на опоре, как у дроздов, держаться за нее краями, как у виреона, или висеть в виде длинной плетеной сумки, как у иволог. У некоторых видов оно прикреплено к стене, например у феба и стрижа, находится в дупле, как у древесной американской ласточки, в норе, как у ласточки-береговушки, или на земле, как у полевого жаворонка. К наиболее необычным и крупным относятся гнезда похожей на фазана австралийской глазчатой курицы. Эти птицы выкапывают глубокие ямы, заполняют их растительным материалом, зарывают в него яйца и удаляются; инкубацию обеспечивает выделяющееся при гниении тепло. Вылупившиеся птенцы самостоятельно выбираются наружу и затем живут сами по себе, не зная родителей.

Строительство гнезда.

Гнездящиеся на деревьях певчие птицы сначала собирают грубый материал для самой чаши, а затем – более тонкий для ее выстилки. По мере его добавления они формируют гнездо, вращаясь в нем всем телом. У некоторых видов, например рисового трупиала, гнездо строит только самка; у других самец снабжает ее материалом для работы. У западноамериканской сойки оба партнера все строительство ведут вместе.

У некоторых видов самец готовит на своем участке несколько «предварительных» гнезд. Например, домовый крапивник часто сносит палочки в различные укромные места, из которых партнерша выбирает одно для откладки яиц. Виргинские филины используют брошенные гнезда других птиц, а иногда и выгоняют хозяев из только что построенных.

Яйца.

Как правило, чем крупнее птица, тем более крупные яйца она откладывает, однако из этого правила есть исключения. Яйца выводковых видов, из которых вылупляются пуховые детеныши, сразу же способные бегать и самостоятельно кормиться, крупнее по отношению к телу матери, чем у птенцовых видов, чье потомство появляется на свет голым и беспомощным. Так, яйца куликов относительно крупнее, чем у певчих птиц того же размера. Кроме того, отношение массы яйца к массе тела у мелких видов часто больше, чем у крупных.

По форме яйца большинства птиц напоминают куриные, но и здесь много вариантов. У зимородков они почти шаровидные, у колибри вытянутые и тупые с обоих концов, а у куликов на одном из них сильно заостренные.

Поверхность яйца может быть шероховатой или гладкой, матовой или блестящей и почти любого цвета от темно-лилового и зеленого до чисто белого. У некоторых видов она покрыта крапинами, иногда образующими венчик вокруг тупого конца. Яйца многих скрытно гнездящихся птиц белые, а у тех, кто откладывает их на земле, окраска скорлупы часто сливается с фоном из камешков или растительной ветошью, которыми выстлано гнездо.

Размер кладки.

После того как гнездо готово, самка обычно откладывает по одному яйцу в день до завершения кладки. Кладка – это количество яиц, отложенных при одном гнездовании. Размер ее варьирует от одного яйца у чернобрового альбатроса до 14 или 15 у некоторых уток и перепелов. Колеблется он и в пределах вида. Странствующий дрозд может отложить пять яиц в первой кладке сезона и только 3 или 4 во второй и третьей. Размер кладки иногда уменьшается из-за плохой погоды или недостатка корма. Большинство видов откладывает строго ограниченное число яиц; у некоторых такой определенности нет: они заменяют случайно утраченные яйца новыми, доводя кладку до стандартного объема.

Насиживание.

В насиживании (инкубации) яиц могут участвовать оба партнера или только один из них. У такой птицы обычно развиваются одно или два наседных пятна – лишенные оперения участки на нижней части груди. Их усиленно снабжаемая кровью кожа непосредственно контактирует с яйцами и передает им тепло. Период насиживания, завершающийся вылуплением птенцов, продолжается от 11–12 сут у воробья до приблизительно 82 сут у странствующего альбатроса.

Ярко окрашенные самцы, как правило, не сидят на яйцах, если гнездо открытого типа. Исключение составляет красногрудый дубоносовый кардинал, который не только насиживает, но при этом еще и поет. У многих партнеров, инкубирующих яйца поочередно, наседный инстинкт столь силен, что временами одна птица сталкивает другую с гнезда, чтобы занять ее место. Если насиживает только один партнер, он периодически покидает гнездо для кормежки и купания.

Вылупление.

У эмбриона на конце клюва развивается специальный нарост – яйцевой зуб, при помощи которого, когда приближается вылупление, он скребет изнутри скорлупу, снижая ее прочность. Затем, упираясь ногами и крыльями, он продавливает в ней трещины, т.е. проклевывается. После проклева вылупление может занять от нескольких часов у мелких птиц до нескольких дней у самых крупных. Все это время зародыш отрывисто попискивает, на что родители отвечают повышенным вниманием, иногда расклевывая трещины в скорлупе и отрывая ее маленькие кусочки.

Птенец.

Певчие и многие другие птицы относятся к птенцовым: их птенцы вылупляются голыми, слепыми и беспомощными. Куликов, уток, куриных и некоторых других пернатых называют выводковыми: их птенцы сразу покрыты пухом, способны ходить и обеспечивать себя кормом. Между типичными птенцовыми и выводковыми видами существует много промежуточных вариантов.

Сразу после вылупления типичные птенцовые птицы не способны контролировать температуру своего тела и нуждаются в согревании родителями. Они могут разве что поднимать голову, широко раскрывать рот и пошевеливаться в гнезде, когда его сотрясение укажет на прибытие взрослой птицы. Яркие рты птенцов служат для нее сигнальными раздражителями – «мишенями для корма», стимулирующими его доставку точно по назначению. Родитель либо передает корм из клюва в клюв, либо отрыгивает его прямо в глотки потомкам. Пеликаны приносят к гнезду рыбу в горловом мешке, широко раскрывают огромный клюв и позволяют каждому птенцу засунуть туда голову, чтобы самостоятельно поживиться. Орлы и ястреба доставляют добычу в когтях и разрывают ее на кусочки, которые скармливают потомкам.

Взрослые птицы, накормив птенцов, как правило, ожидают появления их помета, выделяемого в слизистом мешочке, уносят его прочь и выбрасывают. Одни виды поддерживают в гнезде идеальную чистоту, другие, например зимородки, ничего для этого не делают.

Птенцы птенцовых птиц сидят в гнезде от 10 до 17 дней, а покинув его, еще в течение по крайней мере 10 дней зависят от родителей, которые их защищают и кормят. У видов с длинным периодом насиживания птенец остается в гнезде дольше: у белоголового орлана – 10–12 недель, а у странствующего альбатроса, самой крупной из летающих морских птиц, – ок. 9 мес. На продолжительность гнездовой жизни влияет степень ее безопасности. Из открытых наземных гнезд птенцы выбираются относительно рано.

Вопреки распространенному мнению, родители не побуждают потомков к самостоятельной жизни. Птенец покидает гнездо добровольно, приобретя необходимую координацию движений. В первый раз выпорхнувшие из него «слетки» еще не умеют как следует летать.

Птенцы выводковых птиц гораздо больше времени проводят в яйце, чем у птенцовых, и при вылуплении обычно развиты так же, как те к моменту вылета из гнезда. Как только обсох пух, выводковые птенцы начинают сопровождать родителей в поисках корма. В течение нескольких первых дней они еще могут нуждаться в обогреве. Эти птенцы четко реагируют на голос родителей, «замирая» по сигналу тревоги и бросаясь к ним в ответ на приглашение поесть.

Впрочем, они быстро учатся самостоятельно добывать пищу. Взрослая птица приводит их на место кормежки и может показывать съедобные объекты, клевать их и выпускать из клюва. Однако чаще родители лишь присматривают за малышами, пока те методом проб и ошибок постигают, что годится в пищу. Почти сразу после вылупления птенцы крикливого зуйка начинают склевывать с земли семена и мелких насекомых, а утята идут за своей матерью на мелководье и начинают нырять в поисках корма.

ПОПУЛЯЦИИ

Согласно предположениям орнитологов, в мире существует ок. 100 млрд. особей птиц примерно 8600 видов. Численность особей одного вида варьирует от нескольких десятков, например у находящегося на грани вымирания американского журавля, до многих миллионов, как у качурки Вильсона, океанической птицы, возможно, чемпиона по численности среди диких пернатых.

Рождаемость и смертность.

Размер популяции, т.е. совокупность особей вида на данной территории, зависит от уровней рождаемости и смертности. Когда эти параметры приблизительно равны (как обычно и бывает), популяция остается стабильной. Если рождаемость превышает смертность, популяция растет, а в противном случае сокращается.

Рождаемость определяется количеством яиц, откладываемых в течение года, и успехом вылупления. У птиц, откладывающих раз в два года одно яйцо, как у калифорнийский кондора, каждая пара добавляет за год к популяции только «половину особи», и напротив, виды с 2–3 крупными кладками ежегодно могут увеличить ее за тот же период на 20 особей.

Продолжительность жизни.

В идеальных условиях многие виды, особенно крупные, живут очень долго. Например, некоторые орлы, грифы и попугаи в неволе достигали возраста 50–70 лет. Однако в природе птичий век гораздо короче. Согласно данным, полученным путем кольцевания, крупные пернатые потенциально живут дольше мелких. Максимальный зарегистрированный возраст для некоторых птиц в природе следующий: чайки и кулики – 36 лет, крачки – 27 лет, ястреба – 26 лет, гагары – 24 года, утки, гуси и лебеди – 23 года, стрижи – 21 год и дятлы – 12 лет. Вероятно, хищники вроде кондоров и орлов, а также крупные альбатросы живут дольше.

Популяционная плотность.

Популяциям свойственно долгое время сохранять характерную для себя плотность, т.е. количество особей на единицу площади. За катастрофой, уничтожающей значительную часть популяции, часто следует значительное снижение смертности, и ее размер быстро восстанавливается. Например, за суровой зимой, которую не пережили многие птицы, как правило, следуют весна и лето с необычно высокой выживаемостью птенцов. Это в значительной мере обусловлено тем, что немногим уцелевшим особям в изобилии достаются корм и удобные места для гнездования.

Другой важный фактор, регулирующий величину популяции, – это доступная ей территория. Каждой паре для гнездования нужен определенного размера участок подходящего местообитания. После того как пары заняли все пригодное для вида пространство, там больше не может обосноваться ни один их сородич. «Лишним» птицам приходится либо гнездиться в неблагоприятных условиях, либо не размножаться вовсе.

При скудости пищевых ресурсов и высокой плотности популяции ее размеры обычно ограничиваются конкуренцией за корм. Наиболее сильна она, по-видимому, в конце зимы и между особями одного вида, поскольку всем им нужен один и тот же рацион.

На перенаселенных территориях конкуренция за корм может приводить к эмиграции (откочевке), которая снижает плотность популяции в данном месте. Особи некоторых видов, например белые совы, в годы с высокой их численностью, недостатком пищевых ресурсов или тем и другим одновременно, массами появляются за пределами их обычного ареала.

Хотя нападения хищников – наиболее заметная причина гибели птиц, на размеры популяции она влияет гораздо слабее неблагоприятных условий среды. Жертвами хищников обычно становятся особи, ослабленные старостью или болезнями.

МИГРАЦИИ

Полет позволил пернатым лучше многих животных адаптироваться к изменяющимся факторам внешней среды, в частности периодическим колебаниям метеорологических условий, доступности корма и другим параметрам. Возможно, птицы начали сезонные миграции в Северном полушарии в эпоху оледенения, когда продвижение ледника к югу оттесняло их в южном направлении в холодные месяцы, но таяние льдов позволяло летом возвращаться на места гнездования своих родителей. Могло быть и так, что некоторые виды под влиянием жесткой межвидовой конкуренции в тропических областях при отступлении ледника стали временно откочевывать на север, чтобы гнездиться в менее густонаселенной среде. В любом случае для многих нынешних птиц перелеты ближе к экватору осенью и назад весной являются неотъемлемым видовым признаком.

Синхронизация.

Миграция синхронизирована с сезоном и циклом размножения; она не произойдет, пока птица не готова к ней физиологически и не получит соответствующего внешнего стимула. Перед миграцией птица много ест, накапливая вес и запасая энергию в виде подкожного жира. Постепенно она приходит в состояние «перелетного беспокойства». Весной оно стимулируется удлинением светового дня, которое активизирует гонады (половые железы), изменяя работу гипофиза. Осенью птица достигает того же состояния по мере сокращения долготы дня, что вызывает угнетение функции гонад. Чтобы готовая к миграции особь отправилась в путь, ей нужен особый внешний стимул, например изменение погоды. Этот стимул обеспечивается перемещением теплого атмосферного фронта весной и холодного осенью.

Во время миграции большинство птиц летит ночью, когда им меньше угрожают крылатые хищники, а день посвящает кормежке. Путешествуют как одновидовые, так и смешанные стаи, семейные группы и одиночные особи. В дороге птицы обычно не спешат, проводя несколько дней, а то и неделю в благоприятном месте.

Пролетные пути.

У многих птиц путешествия коротки. Горные виды спускаются пониже, пока не найдут достаточно корма, клесты-еловики летят до ближайшего района с хорошим урожаем шишек. Однако некоторые птицы мигрируют на огромные расстояния. Самый длинный пролетный путь у полярной крачки: ежегодно она летает из Арктики в Антарктику и обратно, преодолевая в оба конца минимум 40 000 км.

Скорость

миграции зависит от вида. Стая куликов может разгоняться до 176 км/ч. Камнешарка пролетает на юг 3700 км, делая в среднем 920 км в сутки. Измерения скорости полета при помощи радара показали, что у большинства мелких птиц в безветренные дни оно составляет от 21 до 46 км/ч; более крупные пернатые, например утки, ястреба, сокола, кулики и стрижи, летят быстрее. Для перелета характерна постоянная, но не максимальная для вида скорость. Поскольку на преодоление встречного ветра приходится тратить больше энергии, птицы склонны его пережидать.

Весной виды мигрируют на север как бы по расписанию, из года в год достигая определенных пунктов в одно и то же время. Удлиняя по мере приближения к цели отрезки беспосадочного перелета, последние несколько сотен километров они покрывают со значительно большей скоростью.

Высоты.

Как показывают радарные измерения, высота, на которой совершается перелет, варьирует столь сильно, что здесь нельзя говорить о каких-то нормальных или средних значениях. Однако известно, что ночные мигранты летят выше тех, что путешествуют днем. Среди пролетных птиц, зарегистрированных над полуостровом Кейп-Код (США, шт. Массачусетс) и ближайшей акваторией океана, 90% держалось на высоте менее 1500 м.

Ночные мигранты обычно летят выше при сплошной облачности, поскольку стремятся лететь над облаками, а не ниже и не сквозь них. Однако, если ночью облачность простирается до больших высот, птицы могут лететь и под ней. При этом их привлекают высокие освещенные здания и маяки, что иногда приводит к смертельным столкновениям.

По данным радарных измерений, птицы редко поднимаются выше 3000 м. Однако некоторые мигранты достигают удивительной высоты. В сентябре над юго-восточной частью Англии отмечены пернатые, летевшие на отметке ок. 6300 м. Радарное слежение и наблюдение силуэтов, пересекающих диск луны, показали, что ночные мигранты, как правило, никак не «привязываются» к ландшафту. Птицы, летящие днем, склонны следовать вытянутым с севера на юг наземным ориентирам – горным хребтам, речным долинам и длинным полуостровам.

Навигация.

Как показали эксперименты, для определения направления миграции птицы располагают несколькими инстинктивными в своей основе методами. Некоторые виды, например скворец, используют в качестве ориентира солнце. С помощью «внутренних часов» они сохраняют заданное направление, делая поправку на постоянное смещение светила над горизонтом. Ночные мигранты ориентируются по положению ярких звезд, в частности Большой Медведицы и Полярной звезды. Держа их в поле зрения, птицы весной инстинктивно летят к северу, а осенью – от него. Даже когда плотная облачность доходит до больших высот, многие мигранты в состоянии сохранять верное направление. Возможно, они используют направление ветра или знакомые признаки местности, если они видны. Вряд ли какой-либо вид руководствуется при навигации одним-единственным фактором внешней среды.

МОРФОЛОГИЯ

Под морфологией обычно понимается внешнее строение животного в отличие от внутреннего, которое принято называть анатомическим.

Клюв

птицы состоит из верхней и нижней челюстей (надклювья и подклювья), покрытых роговыми чехлами. Форма его зависит от характерного для вида способа добычи пищи, поэтому позволяет судить о кормовых повадках птицы. Клюв бывает длинным или коротким, загнутым вверх или вниз, ложковидным, зубчатым или с перекрещенными челюстями. Почти у всех птиц он от употребления стирается на конце, и его роговой покров должен непрерывно обновляться.

У большинства видов клюв черный. Однако встречаются самые разные варианты его окраски, причем у некоторых птиц, например тупиков и туканов, это самый яркий участок тела.

Глаза

у птиц очень велики, потому что ориентируются эти животные в основном с помощью зрения. Глазное яблоко в основном скрыто под кожей, и виден только темный зрачок, окруженный цветной радужкой.

У птиц кроме верхнего и нижнего век есть еще и «третье» веко – мигательная перепонка. Это тонкая, прозрачная складка кожи, надвигающаяся на глаз со стороны клюва. Мигательная перепонка увлажняет, очищает и защищает глаз, моментально закрывая его при опасности соприкосновения с внешним предметом.

Ушные отверстия,

расположенные позади и чуть ниже глаз, у большинства птиц прикрыты перьями особой структуры, т.н. кроющими уха. Они защищают слуховой проход от попадания внутрь посторонних предметов, в то же время не мешая распространению звуковых волн.

Крылья

птиц бывают длинными или короткими, закругленными или острыми. У некоторых видов они очень узкие, а у других широкие. Они могут быть также вогнутыми или плоскими. Как правило, длинные узкие крылья служат адаптацией к дальним полетам над морем. Длинные, широкие и закругленные крылья хорошо приспособлены к парению в восходящих потоках нагретого у земли воздуха. Короткие, закругленные и вогнутые крылья наиболее удобны для медленного полета над полями и среди леса, а также для быстрого подъема в воздух, например в момент опасности. Заостренные плоские крылья способствуют быстрым взмахам и стремительному полету.

Хвост

как морфологический отдел состоит из рулевых перьев, формирующих его задний край, и кроющих перьев, налегающих на их основания. Рулевые перья – парные, они располагаются с двух сторон хвоста симметрично. Хвост бывает длиннее остального тела, но иногда практически отсутствует. Характерная для разных птиц его форма определяется относительной длиной различных рулевых перьев и особенностями их вершин. В результате хвост бывает прямоугольным, закругленным, заостренным, вильчатым и т.д.

Ноги.

У большинства птиц свободная от оперения часть ноги (стопа) включает цевку, пальцы и когти. У некоторых видов, например сов, цевка и пальцы оперены, у немногих других, в частности стрижей и колибри, они покрыты мягкой кожей, однако обычно здесь находится твердый роговой покров, который, как и вся кожа, непрерывно обновляется. Этот покров может быть гладким, но чаще он состоит из чешуй или мелких неправильной формы пластинок. У фазанов и индеек на задней стороне цевки находится роговая шпора, а у воротничкового рябчика по сторонам пальцев идет оторочка из роговых шипов, которая отпадает весной и отрастает осенью, чтобы служить зимой как бы лыжами. У большинства птиц на ногах по 4 пальца.

Пальцы устроены по-разному в зависимости от повадок видов и их окружающей среды. Для обхватывания ветвей, лазания, ловли добычи, переноски корма и манипулирования с ним они снабжены круто загнутыми острыми когтями. У бегающих и роющих видов пальцы толстые, а когти на них сильные, но довольно тупые. У водоплавающих птиц пальцы снабжены перепонками, как у уток, или кожистыми лопастями по бокам, как у поганок. У жаворонков и некоторых других певчих видов открытых пространств задний палец вооружен очень длинным когтем.

Другие признаки.

У некоторых птиц голова и шея голые или покрыты очень редкими перьями. Кожа здесь обычно ярко окрашена и образует выросты, например – гребень на темени и сережки на горле. Нередко хорошо заметные шишки находятся на основании верхней челюсти. Как правило, эти особенности используются для демонстраций или более простых коммуникационных сигналов. У питающихся падалью грифов голая голова и шея, вероятно, представляют собой адаптацию, позволяющую кормиться гниющими трупами, не пачкая перьев на очень неудобных для чистки участках тела.

АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ

Когда птицы приобрели способность к полету, их внутреннее строение сильно изменилось по сравнению с предковым, свойственным рептилиям. Для уменьшения веса животного одни органы стали более компактными, другие были утрачены, а чешуи сменились перьями. Более тяжелые, жизненно необходимые структуры переместились ближе к центру тела ради улучшения его балансировки. Вдобавок повысились эффективность, скорость и регулируемость всех физиологических процессов, что обеспечило требуемую для полета мощность.

Скелет

птиц характеризуется замечательной легкостью и жесткостью. Его облегчение достигнуто благодаря редукции ряда элементов, особенно в конечностях, и появлению внутри определенных костей воздухоносных полостей. Жесткость обеспечивается срастанием многих структур.

Для удобства описания выделяют осевой скелет и скелет конечностей. Первый включает череп, позвоночник, ребра и грудину. Второй образован дуговидными плечевым и тазовым поясами и причлененными к ним костями свободных конечностей – передней и задней.

Череп.

Для черепа птиц характерны огромные глазницы, соответствующие очень крупным глазам этих животных. Мозговая коробка прилегает к глазницам сзади и как бы потеснена ими. Сильно выступающие вперед кости образуют беззубые верхнюю и нижнюю челюсти, соответствующие надклювью и подклювью. Ушное отверстие расположено под нижним краем глазницы почти вплотную к ней. В отличие от верхней челюсти человека, у птиц она подвижна благодаря особому шарнирному причленению к мозговой коробке.

Позвоночник,

или позвоночный столб состоит из многих мелких косточек, называемых позвонками, которые располагаются в ряд от основания черепа до кончика хвоста. В шейном отделе они обособлены, подвижны и по крайней мере вдвое более многочисленны, чем у человека и большинства млекопитающих. В результате птица может сгибать шею и поворачивать голову почти в любом направлении. В грудном отделе позвонки сочленены с ребрами и, как правило, прочно сращены между собой, а в области таза слиты в единую длинную кость – сложный крестец. Таким образом, птицам свойственна необыкновенно жесткая спина. Остальные позвонки – хвостовые – подвижны, за исключением нескольких последних, которые слиты в единую кость, пигостиль. Она напоминает по форме лемех плуга и служит скелетной опорой для длинных рулевых перьев хвоста.

Грудная клетка.

Ребра вместе с грудными позвонками и грудиной окружают и защищают снаружи сердце и легкие. У всех летающих птиц грудина очень широкая, разросшаяся в киль для прикрепления главных летательных мышц. Как правило, чем он крупнее, тем сильнее полет. У полностью нелетающих птиц киль отсутствует.

Плечевой пояс,

связывающий с осевым скелетом переднюю конечность (крыло), образован с каждой стороны тремя костями, расположенными наподобие треножника. Одна его ножка, коракоид (воронья кость), упирается в грудину, вторая, лопатка, лежит на ребрах, а третья, ключица, слита с противоположной ключицей в т.н. вилочку. Коракоид и лопатка в месте встречи друг с другом образуют суставную впадину, в которой поворачивается головка плечевой кости.

Крылья.

Кости птичьего крыла в принципе те же, что и в человеческой руке. Плечевая кость, единственная в верхнем отделе конечности, в локтевом суставе сочленена с двумя костями предплечья – лучевой и локтевой. Ниже, т.е. в кисти, многие элементы, присутствующие у человека, у птиц слиты между собой или утрачены, так что остаются всего две косточки запястья, одна крупная пястно-запястная кость, или пряжка, и 4 фаланговые косточки, соответствующие трем пальцам.

Крыло птицы существенно легче передней конечности любого наземного позвоночного сходного размера. И дело не только в том, что кисть включает меньше элементов, – длинные кости плеча и предплечья пустотелы, причем в плечевой находится особый воздушный мешок, относящийся к дыхательной системе. Крыло дополнительно облегчено отсутствием в нем крупных мышц. Вместо них его главные движения контролируют сухожилия сильно развитой мускулатуры грудины.

Летательные перья, отходящие от кисти, называются большими (первостепенными) маховыми, а прикрепленные в зоне локтевой кости предплечья – малыми (второстепенными) маховыми. Кроме того, различают еще три пера крылышка, прикрепленных к первому пальцу, и кроющие перья, гладко, как черепица налегающие на основания маховых.

Тазовый пояс

с каждой стороны тела состоит из трех слитых между собой костей – седалищной, лобковой и подвздошной, причем последняя срослась со сложным крестцом. Все это вместе защищает снаружи почки и обеспечивает прочную связь ног с осевым скелетом. В том месте, где три кости тазового пояса встречаются друг с другом, находится глубокая вертлужная впадина, в которой вращается головка бедренной кости.

Ноги.

У птиц, как и у человека, бедренная кость образует стержень верхнего отдела нижней конечности, бедра. К этой кости в коленном суставе причленяется голень. Если у человека в ее состав входят две длинные кости, большая и малая берцовые, у птицы они срастаются между собой и с одной или более верхними косточками предплюсны в элемент под названием тибиотарзус. От малой берцовой кости остается заметным только тонкий короткий рудимент, прилегающий к тибиотарзусу.

Стопа.

В голеностопном (точнее – внутрипредплюсневом) суставе к тибиотарзусу причленена стопа, состоящая из одной длинной кости, цевки, и костей пальцев. Цевка образована элементами плюсны, сросшимися между собой и с несколькими нижними предплюсневыми косточками.

У большинства птиц 4 пальца, каждый из которых заканчивается когтем и причленен к цевке. Первый палец обращен назад. В большинстве случаев остальные направлены вперед. У некоторых видов второй или четвертый палец обращен назад вместе с первым. У стрижей первый палец направлен вперед, как и остальные, а у скопы он способен поворачиваться в обе стороны. У птиц цевка не опирается на землю, и ходят они на пальцах с оторванной от грунта пяткой.

Мышцы.

Крылья, ноги и остальные части тела приводятся в движение примерно 175 различными скелетными поперечнополосатыми мышцами. Они называются также произвольными, т.е. их сокращения могут контролироваться «сознательно» – головным мозгом. В большинстве случаев они парные, симметрично расположенные по обеим сторонам тела.

Полет обеспечивают в основном две большие мышцы, грудная и надкоракоидная. Обе они начинаются на грудине. Грудная мышца, самая крупная, тянет крыло вниз и тем самым в воздухе обусловливает движение птицы вперед и вверх. Надкоракоидная мышца тянет крыло вверх, готовя его к следующему взмаху. У домашней курицы и индейки эти две мышцы представляют собой «белое мясо», а остальные соответствуют «темному мясу».

Помимо скелетной мускулатуры у птиц есть гладкая, залегающая слоями в стенках органов дыхательной, сосудистой, пищеварительной и мочеполовой систем. Гладкие мышцы находятся также в коже, где ими обусловлены движения перьев, и в глазах, где обеспечивают аккомодацию, т.е. фокусировку изображения на сетчатке. Их называют непроизвольными, так как работают они без «волевого контроля» со стороны головного мозга.

Нервная система.

Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга, которые, в свою очередь, образованы множеством нервных клеток (нейронов).

Наиболее заметная часть головного мозга птиц – большие полушария, представляющие собой центр высшей нервной деятельности. Поверхность их гладкая, без борозд и извилин, свойственных многим млекопитающим, площадь ее относительно невелика, что хорошо коррелирует со сравнительно низким уровнем «интеллекта» пернатых. Внутри больших полушарий размещены центры координации инстинктивных форм активности, в том числе кормежки и пения.

Мозжечок, представляющий у птиц особый интерес, находится непосредственно позади больших полушарий и покрыт бороздами и извилинами. Его сложное строение и крупные размеры соответствуют непростым задачам, связанным с сохранением равновесия в воздухе и координацией множества необходимых для осуществления полета движений.

Сердечно-сосудистая система.

Сердце у птиц крупнее, чем у млекопитающих со сходным размером тела, причем чем мельче вид, тем относительно больше его сердце. Например, у колибри его масса составляет до 2,75% массы всего организма. У всех птиц, которые часто летают, сердце должно быть крупным, чтобы обеспечивать быструю циркуляцию крови. То же самое можно сказать о видах, обитающих в холодных областях или на больших высотах. Как и у млекопитающих, сердце у птиц четырехкамерное.

Частота сокращений коррелирует с его размерами. Так, у отдыхающего африканского страуса сердце делает ок. 70 «ударов» в минуту, а у колибри в полете – до 615. Крайний испуг может настолько повысить у птиц кровяное давление, что крупные артерии лопаются и особь умирает.

Как и млекопитающие, птицы теплокровны, причем диапазон нормальных температур их тела выше, чем у человека – от 37,7 до 43,5° С.

Кровь птиц обычно содержит больше эритроцитов, чем у большинства млекопитающих, и в результате в единицу времени может переносить больше кислорода, что необходимо для полета.

Дыхательная система.

У большинства птиц ноздри ведут в носовые полости у основания клюва. Однако у бакланов, олуш и некоторых других видов ноздри отсутствуют, и они вынуждены дышать ртом. Воздух, попав в ноздри или рот, направляется в гортань, от которой начинается трахея. У птиц (в отличие от млекопитающих) гортань не производит звуков, а образует лишь клапанный аппарат, защищающий нижние дыхательные пути от попадания в них пищи и воды.

Вблизи легких трахея разделяется на два входящих в них бронха, по одному на каждое. В точке ее разделения расположена нижняя гортань, служащая голосовым аппаратом. Она образована расширенными окостеневшими кольцами трахеи и бронхов и внутренними перепонками. К ним прикрепляются пары особых певчих мышц. Когда через нижнюю гортань проходит выдыхаемый из легких воздух, он вызывает вибрацию перепонок, производящую звуки. У птиц с широким диапазоном издаваемых тонов певчих мышц, напрягающих голосовые перепонки, больше, чем у плохо поющих видов.

При входе в легкие каждый бронх разделяется на тонкие трубочки. Их стенки пронизаны кровеносными капиллярами, получающими из воздуха кислород и отдающими в него углекислый газ. Трубочки ведут в тонкостенные воздушные мешки, которые напоминают мыльные пузыри и не пронизаны капиллярами. Эти мешки находятся за пределами легких – в области шеи, плеч и таза, вокруг нижней гортани и пищеварительных органов, а также проникают в крупные кости конечностей.

Вдыхаемый воздух движется через трубочки и попадает в воздушные мешки. При выдохе он идет из мешков снова по трубочкам через легкие, где опять происходит газообмен. Такое двойное дыхание увеличивает снабжение организма кислородом, что необходимо для полета.

Воздушные мешки выполняют и другие функции. Они увлажняют воздух и регулируют температуру тела, позволяя окружающим тканям терять тепло за счет излучения и испарения. Таким образом, птицы как бы потеют изнутри, что компенсирует отсутствие у них потовых желез. Одновременно воздушные мешки обеспечивают удаление из тела избыточной жидкости.

Пищеварительная система,

в принципе, представляет собой полую трубку, простирающуюся от клюва до отверстия клоаки. Она принимает в себя корм, выделяет сок с ферментами, расщепляющими пищу, всасывает образующиеся вещества и выводит наружу непереваренные остатки. Хотя строение пищеварительной системы и ее функции у всех птиц в принципе одинаковы, существуют различия в деталях, связанные с конкретными кормовыми повадками и рационом той или иной группы пернатых.

Процесс пищеварения начинается, когда пища попадает в рот. У большинства птиц имеются слюнные железы, выделяющие слюну, которая смачивает корм и начинает его переваривание. Слюнные железы некоторых стрижеобразных секретируют липкую жидкость, использующуюся для строительства гнезд.

Форма и функции языка, как и клюва, зависят от образа жизни птицы. Язык может использоваться для удерживания корма, манипуляций с ним во рту, ощупывания и определения вкуса.

Дятлы и колибри могут высовывать свой необычайно длинный язык далеко за пределы клюва. У некоторых дятлов он несет на конце направленные назад зазубрины, которые помогают вытаскивать насекомых и их личинок из отверстий в коре. У колибри язык обычно раздвоен на конце и свернут трубочкой для высасывания из цветков нектара.

Изо рта корм проходит в пищевод. У индеек, тетеревиных, фазановых, голубей и некоторых других птиц часть его, называемая зобом, постоянно расширена и служит для накопления пищи. У многих птиц весь пищевод достаточно растяжим и может временно вместить значительное количество корма, прежде чем тот поступит в желудок.

Последний подразделен на две части – железистую и мускульную («пупок»). Первая секретирует желудочный сок, который начинает расщеплять пищу на пригодные для всасывания вещества. «Пупок» отличается толстыми стенками с твердыми внутренними гребнями, которые размалывают пищу, полученную из железистого желудка, что компенсирует отсутствие у птиц зубов. У видов, поедающих семена и другие твердые корма, мышечные стенки этого отдела особенно толстые. У многих хищных птиц в мускульном желудке из неперевариваемых частей корма, в частности костей, перьев, волос и твердых частей насекомых, образуются плоские округлые погадки, которые периодически отрыгиваются.

За желудком пищеварительный тракт продолжается тонкой кишкой, где пища окончательно переваривается. Толстая кишка у птиц – это короткая прямая трубка, ведущая в клоаку, куда открываются также протоки мочеполовой системы. Таким образом, в нее попадают фекальные массы, моча, яйца и сперма. Все эти продукты выходят из тела через единое отверстие.

Мочеполовая система.

Этот комплекс состоит из тесно связанных между собой выделительной и репродуктивной систем. Первая действует непрерывно, а вторая активизируется в определенное время года.

Выделительная система включает в себя две почки, которые извлекают отходы жизнедеятельности из крови и образуют мочу. У птиц нет мочевого пузыря, и она по мочеточникам проходит прямо в клоаку, где большая часть воды всасывается обратно в организм. Белый кашицеобразный остаток в конце концов выбрасывается наружу вместе с поступившими из толстой кишки темно окрашенными фекалиями.

Репродуктивная система состоит из гонад, или половых желез, и отходящих от них трубок. Мужские гонады – это пара семенников, в которых формируются мужские половые клетки (гаметы) – сперматозоиды. Форма семенников овальная или эллиптическая, причем левый обычно крупнее. Они лежат в полости тела вблизи переднего конца каждой почки. Перед наступлением сезона размножения стимулирующее действие гормонов гипофиза заставляет семенники увеличиваться в сотни раз. По тонкой извитой трубке, семявыносящему протоку, сперматозоиды попадают из каждого семенника в семенной пузырек. Там они накапливаются до наступающего в момент копуляции семяизвержения, при котором выходят в клоаку и через ее отверстие - наружу.

Женские гонады, яичники, образуют женские гаметы – яйцеклетки. У большинства птиц яичник только один, левый. По сравнению с микроскопическим сперматозоидом яйцеклетка огромна. Основную ее часть по массе составляет желток – питательный материал для развивающегося после оплодотворения зародыша. Из яичника яйцеклетка попадает в трубку, называемую яйцеводом. Мышцы яйцевода проталкивают ее мимо различных железистых областей в его стенках. Они окружают желток белком, подскорлуповыми оболочками, твердой, содержащей кальций скорлупой и, наконец, добавляют окрашивающие скорлупу пигменты. Превращение яйцеклетки в готовое к откладке яйцо занимает ок. 24 ч.

Оплодотворение у птиц внутреннее. Сперматозоиды попадают во время копуляции в клоаку самки и плывут вверх по яйцеводу. Оплодотворение, т.е. слияние мужской и женской гамет, происходит в верхнем его конце прежде, чем яйцеклетка покроется белком, мягкими оболочками и скорлупой.

ПЕРЬЯ

Перья защищают кожу птицы, обеспечивают теплоизоляцию ее тела, поскольку удерживают вблизи него слой воздуха, делают обтекаемой его форму и увеличивают площадь несущих поверхностей – крыльев и хвоста.

Почти все птицы кажутся полностью оперенными; частично или целиком голыми выглядят только клюв и стопы. Однако изучение любого способного к полету вида обнаруживает, что перья растут из расположенных рядами углублений – перьевых сумок, сгруппированных в широкие полосы, птерилии, которые разделены голыми участками кожи, аптериями. Последние незаметны, поскольку прикрыты налегающими на них перьями из смежных птерилий. Лишь у немногих птиц перья растут равномерно по всему телу; обычно это нелетающие виды, например пингвины.

Структура пера.

Наиболее сложно устроено первостепенное маховое перо крыла. Оно состоит из упругого центрального стержня, к которому прикреплены два широких плоских опахала. Внутреннее, т.е. обращенное к центру птицы, опахало шире наружного. Нижняя часть стержня, очин, частично погружена в кожу. Очин полый и свободен от опахал, прикрепленных к верхней части стержня – стволу. Тот заполнен ячеистой сердцевиной и несет на нижней стороне продольную бороздку. Каждое опахало образовано рядом параллельных бороздок первого порядка с ответвлениями, т.н. бороздками второго порядка. На последних находятся крючочки, которые зацепляются за соседние бороздки второго порядка, соединяя все элементы опахала в единое целое – по механизму застежек-молний. Если бороздки второго порядка расцепились, птице достаточно пригладить перо клювом, чтобы снова «застегнуть» его.

Типы перьев.

Почти все хорошо заметные перья устроены так, как описано выше. Поскольку именно они придают телу птицы внешние очертания, их называют контурными. У некоторых видов, например тетеревиных и фазановых, от нижней части их стержня отходит похожее по структуре маленькое побочное перо. Оно очень пушистое и улучшает теплоизоляцию.

Кроме контурных, на теле птиц находятся иные по строению перья. Наиболее обычен пух, состоящий из короткого стержня и длинных гибких бородок, которые не сцепляются между собой. Он защищает тело цыплят, а у взрослых птиц скрыт под контурными перьями и улучшает теплоизоляцию. Там же находятся пуховые перья, служащие для той же цели, что и пух. У них длинный стержень, но несцепленные бородки, т.е. по структуре они занимают промежуточное положение между контурными перьями и пухом.

Рассеяны среди контурных и обычно скрыты ими нитевидные перья, хорошо заметные на ощипанной курице. Они состоят из тонкого стержня с маленьким рудиментарным опахалом на вершине. Нитевидные перья отходят у оснований контурных и воспринимают вибрации. Полагают, что это датчики внешних сил, которые участвуют в стимуляции мышц, управляющих крупными перьями.

Щетинки очень похожи на нитевидные перья, но более жесткие. Они торчат у многих птиц около углов рта и, вероятно, служат для осязания, как вибриссы млекопитающих.

Наиболее необычные перья – это т.н. порошковый пух, расположенный в особых зонах – пудретках – под основным оперением цапель и выпей или рассеянный по телу у голубей, попугаев и многих других видов. Эти перья непрерывно растут и рассыпаются на вершине в тонкую пудру. Она имеет водоотталкивающие свойства и, вероятно, вместе с секретом копчиковой железы предохраняет контурные перья от смачивания.

Форма контурных перьев весьма разнообразна. Например, у маховых перьев сов края распушены, что делает полет почти беззвучным и позволяет незаметно приближаться к добыче. Яркие и необычайно длинные перья райских птиц на Новой Гвинее служат «украшением» при демонстрациях.

Линька.

Перья – это мертвые образования, не способные к самовосстановлению, поэтому их необходимо периодически заменять. Выпадение старых перьев и отрастание на их месте новых называется линькой.

У большинства птиц линька с заменой всех перьев происходит по крайней мере раз в году, обычно в конце лета перед осенней миграцией. Другая линька, наблюдаемая у многих видов весной, как правило, носит частичный характер и затрагивает только перья туловища, оставляя на месте маховые и рулевые. В результате линьки самцы приобретают яркий брачный наряд.

Линька происходит постепенно. Ни одна птерилия не теряет всех перьев сразу. У большинства летающих птиц маховые и рулевые перья сменяются в определенной последовательности. Таким образом, одни из них уже отрастают, пока другие выпадают, поэтому в течение всей линьки сохраняется способность к полету. Только у немногих групп летающих птиц, причем исключительно водных, все маховые сбрасываются одновременно.

Вся совокупность перьев птицы в данный момент времени называется ее оперением, или нарядом. В течение жизни особь сменяет в результате линек несколько типов оперения. Первый из них – это натальный пух, присутствующий уже к моменту вылупления. Следующий тип оперения – ювенильный, т.е. соответствующий неполовозрелым особям.

У большинства птиц ювенильное оперение сменяется непосредственно взрослым, однако некоторым видам свойственно еще два или три промежуточных варианта внешности. Например, белоголовый орлан только в семилетнем возрасте приобретает типичный взрослый облик с чисто белыми головой и хвостом.

Уход за оперением.

Все птицы чистят оперение (это называется «прининг»), а большинство еще и купается. Ласточки, стрижи и крачки несколько раз подряд окунаются в воду на лету. Другие птицы, стоя или приседая на мелководье, трясут распушенными перьями, стараясь равномерно их смочить. Некоторые лесные виды купаются в дождевой воде или росе, скопившейся на листьях. Сушатся пернатые, распушая и встряхивая перья, чистя их клювом и хлопая крыльями.

Птицы смазывают себя жиром, который выделяет копчиковая железа у основания хвоста. Они клювом наносят его на перья, тем самым делая их водоотталкивающими и более эластичными. Чтобы смазать оперение головы, птицы при помощи клюва натирают жиром ноги, а затем чешут ими голову.

перьев определяется как химическими веществами (пигментами), так и структурными особенностями. Пигменты каротиноиды обусловливают красный, оранжевый и желтый цвета. Другая группа, меланины, дает черную, серую, бурую или буро-желтую окраску в зависимости от концентрации. «Структурные цвета» обусловлены особенностями поглощения и отражения световых волн, не зависящими от пигментов.

Структурная окраска бывает переливчатой (радужной) и однотонной. В последнем случае она, как правило, белая и голубая. Перо воспринимается как белое, если оно почти или полностью лишено пигмента, прозрачно, но благодаря сложной внутренней структуре отражает все световые волны видимого спектра. Оно кажется голубым, если содержит под прозрачной оболочкой плотно упакованные клетки с бурым пигментом. Они поглощают весь свет, проходящий сквозь прозрачный слой, за исключением голубых лучей, которые им отражаются. Как такового голубого пигмента в пере нет.

Переливчатая окраска, которая изменяется в зависимости от угла зрения, обусловлена главным образом взаимным наложением своеобразно расширенных, скрученных и содержащих черный меланин бородок второго порядка. Так, американские птицы граклы выглядят то разноцветными, то черными. Горловое пятно у обыкновенного рубиновогорлого колибри то вспыхивает ярко-красным, то кажется буровато-черным.

Узор.

Ни для одной другой группы живых существ окраска тела не имеет такого большого значения, как для птиц. Она может быть криптической, или покровительственной, если имитирует окружающий фон, делая особь незаметной. Особенно часто это наблюдается у самок; в результате, неподвижно сидя на яйцах, они не привлекают внимания хищников. Впрочем, иногда криптически окрашены оба пола.

Многим птицам, живущим среди травы, присущ узор из продольных полос. Кроме того, у них зачастую относительно темный верх и более светлый низ. Поскольку свет падает сверху, нижние части тела оказываются затененными и приближаются по окраске к верхним, а в результате вся птица выглядит плоской и не выделяется на окружающем фоне.

В других случаях окраска бывает расчленяющей, т.е. состоящей из неправильной формы четко очерченных контрастных пятен, что «разбивает» контуры тела на как будто не связанные между собой, не похожие на живое существо части. Окрашенные таким образом кулики, например камнешарка и крикливый зуек, почти невидимы на фоне галечникового пляжа.

И напротив, некоторым птицам свойственны яркие отметины на хвосте, туловище и крыльях, которые «вспыхивают» во время полета. Примерами могут служить белые рулевые перья у юнко, белое туловище шилоклювого дятла и белые полосы на крыльях сумеречного козодоя. Яркие отметины играют защитную роль. Внезапно «вспыхивая» перед атакующим хищником, они на мгновение пугают его, давая птице дополнительное время для бегства; а также могут отвлечь внимание врага от важнейших частей тела. Кроме того, хорошо заметная окраска взрослой особи важна, когда птица притворяется раненой, уводя хищника от гнезда или птенца. Вероятно, яркие пятна способствуют и внутривидовому распознаванию, действуя в качестве сигнальных раздражителей, укрепляющих связь между членами стаи.

Цветной узор помогает находить полового партнера в сезон размножения. Обычно более яркие и контрастные цвета свойственны самцам, использующим их в ходе брачных демонстраций.

КОРМОВЫЕ ПОВАДКИ

В большинстве своем птицы либо хищники, питающиеся другими животными, либо фитофаги, поедающие растительный материал. Лишь сравнительно немногие виды всеядны, т.е. потребляют почти любой корм.

Большинство хищных птиц строго плотоядны; они охотятся на самых различных животных, включая амфибий, рептилий, птиц и зверей. К этой же категории относят стервятников, которые кормятся исключительно падалью. Скопа и многие водные птицы – также хищники, питающиеся рыбой, а многие мелкие пернатые поедают насекомых, пауков, земляных червей, слизней и других беспозвоночных. К строго растительноядным видам относятся щиплющие траву африканские страусы и гуси.

Лишь у немногих птиц рацион специализирован. Например, общественный коршун-слизнеед ест исключительно улиток рода Pomacea . Сильно изогнутый клюв этой птицы хорошо приспособлен к извлечению тела моллюска из раковины, но малопригоден для любых других операций.

Многие виды меняют свой рацион в зависимости от сезона, климата, места, а также с возрастом. В течение зимы на юге США до 90% корма саванной овсянки растительного происхождения, а летом, после миграции на север в нем до 75% насекомых. Сразу после вылупления птенцы почти всех видов потребляют животную пищу. У большинства певчих птиц они кормятся главным образом насекомыми, хотя, повзрослев, могут почти полностью переходить на семена или иной растительный корм.

Некоторые виды делают запасы еды, обычно осенью, чтобы использовать их зимой, когда корма мало. Например, поползни и муравьиный дятел прячут орехи в трещинах коры, а европейская кедровка (Nucifraga caryocatactes ) закапывает их в землю. Исследования последнего вида показали, что птица находит до 86% своих подземных запасов даже под слоем снега толщиной в 25 см.

Африканские медоуказчики «ведут» за собой человека или медоеда из семейства куньих к гнезду пчел, перелетая с ветки на ветку, призывно крича и взмахивая хвостом. Когда млекопитающее вскрывает гнездо, добираясь до меда, птица лакомится восковыми сотами.

Серебристая чайка – всеядный вид, иногда включающий в свой рацион двустворчатых моллюсков. Чтобы разбить их прочную раковину, птица поднимает добычу высоко в воздух и сбрасывает ее на твердую поверхность типа уступа скалы или шоссейной дороги.

По крайней мере два вида птиц для добывания корма используют орудия. Один из них – это дятловый древесный вьюрок (Cactospiza pallida ), уже упоминавшийся выше, а второй – обыкновенный стервятник (Neophron percnopterus ) из Африки, который берет в клюв крупный камень и сбрасывает его на яйцо африканского страуса.

Некоторые виды отбирают корм у других пернатых. Отъявленными пиратами считаются фрегаты и поморники, которые нападают на других морских птиц, вынуждая их бросить добычу.

Характернейший способ локомоции птиц – полет. Однако пернатые в различной степени адаптированы и к передвижению по земле, а некоторые из них – отличные пловцы и ныряльщики.

В воздухе.

Строение птичьего крыла, в принципе, обеспечивает движение тела в воздухе. Развернутое крыло утончается от толстого и закругленного переднего края со скелетной опорой внутри по направлению к заднему краю, образованному маховыми перьями. Верхняя его сторона слегка выпуклая, а нижняя - вогнутая.

При обычном машущем полете на нижнюю поверхность внутренней половины крыла, которая наклонена задним краем вниз, действует давление встречного воздушного потока. Отклоняя его вниз, крыло обеспечивает подъемную силу.

Наружная половина крыла в полете описывает полукруг, двигаясь вперед и вниз, а затем вверх и назад. Первое движение тянет птицу вперед, а второе служит замахом. При замахе крыло полусложено, а маховые перья раздвинуты, чтобы уменьшить давление воздуха на его верхнюю сторону. Обладатели коротких и широких крыльев в полете должны часто ими махать, поскольку их площадь по сравнению с весом тела мала. Длинное узкое крыло не требует высокой частоты взмахов.

Существует три типа полета: планирующий, парящий и машущий. Планирование – это просто плавное движение вниз на развернутых крыльях. Парение по существу также представляет собой планирование, только без потери высоты. Парящий полет может быть динамическим или статическим. В первом случае это планирование в восходящих воздушных потоках, при котором действие силы тяжести компенсируется давлением поднимающегося воздуха. В результате птица летит, буквально не двигая крыльями. Канюки, орлы и другие крупные ширококрылые виды даже мигрируют вдоль проходящих по меридиану горных хребтов, используя вертикальный компонент ветра, наклонно поднимающегося по наветренному склону.

Динамическое парение представляет собой скольжение в горизонтальных потоках воздуха, различающихся скоростью и высотой с поочередным переходом между ними вверх и вниз. Такой полет свойствен, например, альбатросам, проводящим над бурным морем большую часть жизни.

Уже описанный машущий полет – это основной способ локомоции для всех птиц при взлете, посадке и движении по прямой. Особи, отправляющиеся в путь с высокой присады, просто бросаются вниз, чтобы в падении набрать достаточную для полета скорость. При взлете с земли или воды птица, быстро перебирая ногами, разгоняется против ветра, пока не наберет скорость, достаточную для отрыва от поверхности. Однако, если нет ветра или разогнаться невозможно, она придает своему телу необходимый импульс за счет форсированных взмахов крыльев.

Перед приземлением птица должна снизить скорость. Для этого она ориентирует тело вертикально и тормозит, широко раздвигая крылья и хвост для увеличения встречного сопротивления воздуха. Одновременно она вытягивает вперед ноги, чтобы амортизировать удар о присаду или землю. При посадке на воду птице не обязательно сильно сбрасывать скорость, поскольку опасность получить травму при этом гораздо меньше.

Хвост дополняет несущую поверхность крыльев и используется в качестве тормоза, однако его главная функция – служить во время полета рулем.

Птицы могут совершать особые воздушные маневры в соответствии со своими конкретными адаптациями. Некоторые, быстро взмахивая крыльями, неподвижно зависают на одном месте. Другие перемежают «спурты» машущего полета с периодами планирования, что делает полет волнообразным.

На суше.

Птицы предположительно произошли от древесных рептилий. Вероятно, от них они унаследовали повадку прыгать с ветки на ветку, свойственную большинству пернатых. В то же время некоторые птицы, например дятлы и пищухи, приобрели способность лазать по вертикальным стволам деревьев, используя свой хвост в качестве опоры.

Спустившись в ходе эволюции с деревьев на землю, многие виды постепенно научились передвигаться шагом и бегать. Однако развитие в этом направлении шло у разных видов неодинаково. Например, странствующий дрозд может и прыгать, и двигаться шагом, в то время как скворец в норме только шагает. Африканский страус бегает со скоростью до 64 км/ч. С другой стороны, стрижи не способны ни прыгать, ни бегать и используют свои слабые ноги только для цепляния за вертикальные поверхности.

Птицам, шагающим по мелководьям, например цаплям и ходулочникам, свойственны длинные ноги. Для птиц, которые ходят по коврам из плавающих листьев и трясинам, характерны длинные пальцы и когти, чтобы не проваливаться. У пингвинов короткие и толстые ноги расположены далеко позади центра тяжести. По этой причине они могут ходить, только держа тело вертикально, короткими шажками. Если необходимо двигаться быстрее, они ложатся на брюхо и скользят, как на санях, отталкиваясь от снега ластовидными крыльями и ногами.

В воде.

Птицы – исходно сухопутные существа и всегда гнездятся на суше или в редких случаях на плотах. Однако многие из них адаптировались к водному образу жизни. Плавают они за счет попеременных гребков ногами, обычно снабженных перепонками или лопастями на пальцах, действующих как весла. Широкое туловище обеспечивает водоплавающим птицам устойчивость, а их плотный перьевой покров содержит воздух, увеличивающий плавучесть. Умение плавать, как правило, необходимо птицам, добывающим корм под водой. Лебеди, гуси и некоторые утки на мелководьях практикуют неполное ныряние: повернувшись хвостом вверх и вытянув шею вниз, они достают корм со дна.

Олуши, пеликаны, крачки и другие рыбоядные виды пикируют в воду с лета, причем высота падения зависит от размеров птицы и глубины, которой они стремятся достичь. Так, тяжелые олуши, падая камнем с высоты 30 м, погружаются в воду на 3–3,6 м. Легкотелые крачки пикируют с меньшей высоты и окунаются всего на несколько сантиметров.

Пингвины, гагары, поганки, нырковые утки и множество других птиц ныряют с поверхности воды. Не располагая инерцией пикирующих ныряльщиков, они используют для погружения движения своих ног и (или) крыльев. У таких видов ноги обычно расположены у заднего конца туловища, как винт под кормой у корабля. При погружении они могут снизить плавучесть, плотно прижимая перья и сдавливая воздушные мешки. Вероятно, для большинства птиц предельная глубина ныряния с поверхности воды близка к 6 м. Однако темноклювая полярная гагара может погружаться на 18 м, а нырковая утка морянка - приблизительно на 60 м.

ОРГАНЫ ЧУВСТВ

Чтобы достаточно хорошо видеть во время быстрого полета, птицы располагают лучшим, чем у всех прочих животных, зрением. Хорошо развит у них также слух, но обоняние и вкус у большинства видов слабые.

Зрение.

Глаза птиц обладают рядом структурно-функциональных особенностей, коррелирующих с их образом жизни. Особенно заметны их большие размеры, которые обеспечивают широкое поле зрения. У некоторых хищных птиц они гораздо крупнее, чем у человека, а у африканского страуса – крупнее, чем у слона.

Аккомодация глаз, т.е. приспособление их к четкому видению предметов при изменении расстояния до них, у птиц происходит с поразительной быстротой. Ястреб, преследующий добычу, непрерывно держит ее в фокусе до самого момента поимки. Птица, летящая через лес, должна четко видеть ветви окружающих деревьев, чтобы не столкнуться с ними.

В птичьем глазу присутствуют две уникальные структуры. Одна из них – это гребешок, складка ткани, которая вдается во внутреннюю камеру глаза со стороны зрительного нерва. Возможно, эта структура помогает улавливать движения, отбрасывая тень на сетчатку, когда птица шевелит головой. Другая особенность – это костное склеральное кольцо, т.е. слой мелких пластинчатых косточек в стенке глаза. У некоторых видов, особенно у дневных хищников и сов, склеральное кольцо так сильно развито, что придает глазу форму трубки. Это отодвигает хрусталик от сетчатки, и в результате птица способна различать добычу на большом расстоянии.

У большинства птиц глаза плотно закреплены в глазницах и не могут в них двигаться. Однако этот недостаток компенсирован чрезвычайной подвижностью шеи, которая позволяет поворачивать голову почти в любом направлении. Вдобавок у птицы очень широкое общее поле зрения, поскольку глаза расположены по бокам головы. Этот тип зрения, при котором любой объект в каждый момент времени видим только одним глазом, называется монокулярным. Общее поле монокулярного зрения – до 340° . Бинокулярное зрение, при котором оба глаза обращены вперед, свойственно только совам. Его общее поле у них ограничено примерно 70° . Между монокулярностью и бинокулярностью существуют переходы. У вальдшнепа глаза так далеко сдвинуты назад, что воспринимают заднюю половину поля зрения не хуже, чем переднюю. Эта позволяет ему следить за тем, что делается над головой, зондируя грунт клювом в поисках земляных червей.

Слух.

Как и у млекопитающих, орган слуха птиц включает три части: наружное, среднее и внутреннее ухо. Однако ушной раковины нет. «Ушки» или «рожки» некоторых сов – это просто пучки удлиненных перьев, не имеющие никакого отношения к слуху.

У большинства птиц наружное ухо представляет собой короткий проход. У некоторых видов, например грифов, голова голая, и его отверстие хорошо заметно. Однако, как правило, оно прикрыто особыми перьями – кроющими уха. У сов, которые при охоте ночью ориентируются в основном на слух, ушные отверстия очень крупные, а прикрывающие их перья образуют широкий лицевой диск.

Наружный слуховой проход ведет к барабанной перепонке. Ее колебания, вызываемые звуковыми волнами, передаются через среднее ухо (заполненную воздухом костную камеру) во внутреннее. Там механические колебания преобразуются в нервные импульсы, которые направляются по слуховому нерву в головной мозг. Внутреннее ухо включает в себя также три полукружных канала, рецепторы которых обеспечивают сохранение равновесия тела.

Хотя птицы слышат звуки в достаточно широком частотном диапазоне, они особенно чувствительны к акустическим сигналам особей своего вида. Как показали эксперименты, различные виды воспринимают частоты от 40 Гц (волнистый попугайчик) до 29 000 Гц (зяблик), однако обычно верхний предел слышимости не превышает у пернатых 20 000 Гц.

Несколько видов птиц, гнездящихся в темных пещерах, избегают там ударов о препятствия благодаря эхолокации. Эта способность, известная также у рукокрылых, наблюдается, например, у гуахаро с Тринидада и севера Южной Америки. Летая в абсолютной темноте, он испускает «очереди» высоких звуков и, воспринимая их отражение от стен пещеры, легко в ней ориентируется.

Обоняние и вкус.

Вообще обоняние у птиц развито очень слабо. Это коррелирует с малыми размерами обонятельных долей их мозга и короткими носовыми полостями, расположенными между ноздрями и полостью рта. Исключение составляет новозеландская птица киви, у которой ноздри находятся на конце длинного клюва и носовые полости в результате вытянутые. Эти особенности позволяют ей, сунув клюв в почву, вынюхивать земляных червей и другой подземный корм. Считается также, что стервятники находят падаль при помощи не только зрения, но и обоняния.

Вкус развит слабо, потому что выстилка ротовой полости и покровы языка в основном роговые и места для вкусовых почек на них мало. Однако колибри явно предпочитают нектар и другие сладкие жидкости, а большинство видов отвергает очень кислый или горький корм. Однако эти животные глотают пищу не разжевывая, т.е. редко держат ее во рту достаточно долго, чтобы тонко различать вкус.

ОХРАНА ПТИЦ

Многие страны имеют законы и участвуют в международных соглашениях по охране перелетных птиц. Например, федеральное законодательство США, а также договоры США с Канадой и Мексикой предусматривают охрану всех таких видов в Северной Америке, за исключением дневных хищников и интродуцентов, регулируют охоту на перелетную дичь (например, водоплавающих и вальдшнепа), а также на определенных оседлых птиц, в частности тетеревов, фазанов и куропаток.

Однако более серьезная угроза для птиц исходит не от охотников, а от вполне «мирных» видов человеческой деятельности. Небоскребы, телебашни и другие высокие постройки являются для перелетных птиц смертельно опасными препятствиями. Пернатых сбивают и давят автомобили. Разливы нефти в море губят множество водных птиц.

Своим образом жизни и влиянием на окружающую среду современный человек создал преимущества для видов, предпочитающих антропогенные местообитания – сады, поля, палисадники, парки и т.д. Именно поэтому такие североамериканские птицы, как странствующий дрозд, голубая сойка, домовый крапивник, кардиналы, певчая зонотрихия, трупиалы и большинство ласточек, сейчас более многочисленны в США, чем до прибытия в эти места европейских поселенцев. Однако многие виды, которым нужны болота или спелые леса, испытывают угрозу своему существованию вследствие разрушения большого количества подобных местообитаний. Болота, которые многие считают пригодными разве что для осушения, на самом деле жизненно необходимы для пастушков, выпей, болотного крапивника и многих других пернатых. Если болота исчезают, та же судьба постигает и их обитателей. Аналогичным образом вырубание лесов означает полное уничтожение определенных видов тетеревиных, ястребов, дятлов, дроздов и славок, для которых необходимы крупные деревья и естественная лесная подстилка.

Не менее серьезную угрозу создает загрязнение среды. Естественные загрязнители – это вещества, постоянно присутствующие в природе, например фосфаты и отходы жизнедеятельности, но в норме сохраняющие постоянный (равновесный) уровень, к которому приспособлены птицы и другие организмы. Если человек сильно увеличивает концентрации веществ, нарушая экологическое равновесие, происходит загрязнение среды. Например, если в озеро спускать канализационные воды, их быстрое разложение истощит запасы растворенного в воде кислорода. Нуждающиеся в нем ракообразные, моллюски и рыбы исчезнут, а вместе с ними пропадут гагары, поганки, цапли и другие птицы, которые останутся без корма.

Искусственные загрязнители – это химические вещества, практически отсутствующие в девственной природе, например промышленные дымы, выхлопные газы и большинство пестицидов. Практически ни один вид, включая и птиц, к ним не адаптирован. Если распылять пестицид над болотом для уничтожения комаров или над посевами для борьбы с вредителями урожая, он поразит не только виды-мишени, но и множество других организмов. Хуже того, некоторые ядохимикаты годами сохраняются в воде или почве, включаются в пищевые цепи, а затем накапливаются в теле крупных хищных птиц, составляющих вершину многих этих цепей. Хотя небольшие дозы пестицидов не убивают пернатых непосредственно, их яйцеклетки могут потерять способность к оплодотворению или получить ненормальную тонкую скорлупу, которая будет легко разбиваться при насиживании. В результате популяция скоро начнет сокращаться. Например, белоголовому орлану и бурому пеликану угрожала такая опасность из-за инсектицида ДДТ, потребляемого вместе с рыбой, их главным кормом. Сейчас благодаря мерам по охране численность этих птиц восстанавливается.

Прекратить наступление человека на мир пернатых едва ли удастся; единственная надежда – замедлить его. Одной из мер может быть более строгая ответственность за разрушение естественных местообитаний и загрязнение среды. Другая мера – увеличение площади заповедных территорий с целью сохранения на них природных сообществ, в состав которых входят виды, испытывающие угрозу исчезновения.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПТИЦ

Птицы составляют класс Aves типа хордовых (Chordata), включающего всех позвоночных животных. Класс подразделяется на отряды, а те, в свою очередь, – на семейства. У названий отрядов окончание «-iformes», у семейств – «-idae». Данный список включает все современные отряды и семейства птиц, а также ископаемые и вымершие сравнительно недавно группы. В скобках указано количество видов.

Archaeopterygiformes : археоптериксообразные (ископаемые)
Hesperornithiformes : гесперорнисообразные (ископаемые)
Ichthyornithiformes : ихтиорнисообразные (ископаемые)
Sphenisciformes : пингвинообразные
Spheniscidae: пингвиновые (17)
Struthioniformes : страусообразные
Struthionidae: страусовые (1)
Rheiformes : нандуобразные
Rheidae: нанду (2)
Casuariiformes : казуарообразные
Casuariidae: казуаровые (3)
Dromiceidae: эму (1)
Aepyornithiformes : эпиорнисообразные (вымерли)
Dinornithiformes : моаобразные (вымерли)
Apterygiformes : кивиобразные (бескрылые)
Apterygidae: киви, бескрылые (3)
Tinamiformes : тинамуобразные
Tinamidae: тинаму (45)
Gaviiformes : гагарообразные
Gaviidae: гагаровые (4)
Podicipediformes : поганкообразные
Podicipedidae: поганковые (20)
Procellariiformes : буревестниковые (трубконосые)
Diomedeidae: альбатросы (14)
Procellariidae: буревестниковые (56)
Hydrobatidae: качурки (18)
Pelecanoididae: нырковые (китовые) буревестники (5)
Pelecaniformes : пелеканообразные (веслоногие)
Phaëthontidae: фаэтоновые (3)
Pelecanidae: пеликановые (6)
Sulidae: олуши (9)
Phalacrocoracidae: баклановые (29)
Anhingidae: змеешейковые (2)
Fregatidae: фрегаты (5)
Ciconiiformes : аистообразные (голенастые)
Ardeidae: цаплевые (58)
Cochleariidae: челноклювые (1)
Balaenicipitidae: китоглавые (1)
Scopidae: молотоглавые (1)
Ciconiidae: аистовые (17)
Threskiornithidae: ибисовые (28)
Phoenicopteriformes : фламингообразные
Phoenicopteridae: фламинговые (6)
Anseriformes : гусеообразные (пластинчатоклювые)
Anhimidae: паламедеи (3)
Anatidae: утиные (145)
Falconiformes : соколообразные (дневные хищники)
Cathartidae: американские грифы, или кондоры (6)
Sagittariidae: птицы-секретари (1)
Accipitridae: ястребиные (205)
Pandionidae: скопиные (1)
Falconidae: соколиные (58)
Galliformes : курообразные
Megapodiidae: большеноги, или сорные куры (10)
Cracidae: древесные куры, или гокко (38)
Tetraonidae: тетеревиные (18)
Phasianidae: фазановые, или павлиньи (165)
Numididae: цесарковые (7)
Meleagrididae: индейковые (2)
Opisthocomidae: гоацины (1)
Gruiformes : журавлеобразные
Mesitornithidae: мадагаскарские пастушки, или пастушковые куропатки (3)
Turnicidae: трехперстковые (16)
Gruidae: журавлиные, или настоящие журавли (14)
Aramidae: арамовые (1)
Psophiidae: трубачи (3)
Rallidae: пастушковые (132)
Heliornithidae: лапчатоноги (3)
Rhynochetidae: кагу (1)
Eurypygidae: солнечные цапли (1)
Cariamidae: кариамовые, или сериемы (2)
Otididae: дрофиные (23)
Diatrymiformes : диатримообразные (ископаемые)
Charadriiformes : ржанкообразные
Jacanidae: якановые (70)
Rostratulidae: цветные бекасы (2)
Haematopodidae: кулики-сороки (6)
Charadriidae: ржанковые (63)
Scolopacidae: бекасовые (82)
Recurvirostridae: шилоклювковые (7)
Phalaropodidae: плавунчиковые (3)
Dromadidae: рачьи ржанки (1)
Burhinidae: авдотки (9)
Glareolidae: тиркушки (17)
Stercorariidae: поморниковые (4)
Laridae: чайковые, или крачковые (82)
Rynchopidae: водорезовые (3)
Alcidae: чистиковые (22)
Columbiformes : голубеобразные
Pteroclidae: рябковые (16)
Columbidae: голубиные (289)
Psittaciformes : попугаеобразные
Psittacidae: попугаи (315)
Cuculiformes : кукушкообразные
Musophagidae: бананоеды (22)
Cuculidae: кукушковые (127)
Strigiformes : совообразные
Tytonidae: сипуховые (10)
Strigidae: настоящие (нормальные) совы (123)
Caprimulgiformes : козодоеобразные
Steatornithidae: гуахаро, или жиряковые (1)
Podargidae: лягушкороты, или совиные козодои, или белоноги (12)
Nyctibiidae: исполинские (лесные) козодои (5)
Aegothelidae: совиные козодои, или совиные лягушкороты (8)
Caprimulgidae: настоящие козодои (67)
Apodiformes : стрижеобразные
Apodidae: стрижи (76)
Hemiprocnidae: хохлатые стрижи (3)
Trochilidae: колибри (319)
Coliiformes : птицы-мыши
Coliidae: птицы-мыши (6)
Trogoniformes : трогонообразные
Trogonidae: трогоны (34)
Coraciiformes : ракшеобразные
Alcedinidae: зимородковые (87)
Todidae: тоди (5)
Momotidae: момоты (8)
Meropidae: щурковые (24)
Coraciidae: настоящие (древесные) ракши, или сизоворонковые (17)
Upupidae: удодовые (7)
Bucerotidae: птицы-носороги (45)
Piciformes : дятлообразные
Galbulidae: якамаровые, или бормотушки (15)
Capitonidae: бородатковые (72)
Bucconidae: пуховки, или ленивковые (30)
Indicatoridae: медоуказчики (11)
Ramphastidae: туканы (37)
Picidae: дятловые (210)
Passeriformes : воробьинообразные
Eurylamidae: рогоклювы, или ширококлювы (14)
Dendrocolaptidae: древолазовые (48)
Furnariidae: печники, или птицы-гончары (215)
Formicariidae: муравьеловковые (222)
Conopophagidae: гусеницеедовые (10)
Rhinocryptidae: топаколовые (26)
Cotingidae: котинговые (90)
Pipridae: манакиновые (59)
Tyrannidae: тиранновые мухоловки (365)
Oxyruncidae: остроклювые (1)
Phytotomidae: траворезовые (3)
Pittidae: питтовые (23)
Acanthisittidae: новозеландские крапивники (4)
Philepittidae: мадагаскарские питтовые, или филепиттовые (4)
Menuridae: птицы-лиры, или лирохвостые (2)
Atrichornithidae: кустарниковые птицы (2)
Alaudidae: жаворонковые (75)
Hirundinidae: ласточковые (79)
Campephagidae: личинкоедовые (70)
Dicruridae: дронговые (20)
Oriolidae: иволговые (28)
Corvidae: врановые, или вороновые (102)
Callaeidae: новозеландские скворцы, или гуйи (2)
Grallinidae: сорочьи жаворонки (4)
Cracticidae: флейтовые птицы (10)
Ptilonorhynchidae: беседковые птицы, или шалашниковые (18)
Paradisaeidae: райские птицы (43)
Paridae: синицы (65)
Aegithalidae: длиннохвостые синицы
Sittidae: поползневые (23)
Certhiidae: пищуховые (17)
Timaliidae: тимелиевые (280)
Chamaeidae: крапивниковые синицы, или американские тимелии (1)
Pycnonotidae: бюльбюлевые, или которкопалые дрозды (109)
Chloropseidae: листовковые (14)
Cinclidae: оляпковые (5)
Troglodytidae: крапивниковые (63)
Mimidae: пересмешниковые (30)
Turdidae: дроздовые (305)
Prunellidae: завирушковые (12)
Motacillidae: трясогузковые (48)
Bombycillidae: свиристелевые (3)
Ptilogonatidae: шелковые свиристели (4)
Dulidae: пожиратели пальмовых семян, или дулидовые (1)
Artamidae: ласточковые сорокопуты (10)
Vangidae: ванговые (12)
Laniidae: сорокопутовые (72)
Prionopidae: очковые сорокопуты (13)
Sturnidae: скворцовые
Cyrlaridae: попугайные виреоны (2)
Vireolaniidae: сорокопутовые виреоны (3)
Sturnidae: скворцовые (104)
Meliphagidae: медососовые (106)
Nectariniidae: нектарницевые (104)
Dicaeidae: цветоедовые, или цветососовые (54)
Zosteropidae: белоглазковые (80)
Vireonidae: виреоновые (37)
Coerebidae: цветочницевые (36)
Drepanididae: гавайские цветочницы (14)
Parulidae: американские славковые, или лесные певуны, или древесницевые (109)
Ploceidae: ткачиковые (263)
Icteridae: трупиаловые (88)
Tersinidae: ласточковые танагры (1)
Thraupidae: танагровые (196)
Catamblyrhynchidae: плюшевоголовые вьюрки (1)
Fringillidae: вьюрковые (425)

В 1861 г. на территории Южной Баварии были обнаружены остатки археоптерикса - оперенного существа размером с ворону, жившего примерно 145 млн. лет назад. Как полагали многие ученые, именно он - предок современных птиц. Но больше века в палеонтологии между ним и настоящими птицами существовала брешь, не заполненная другими находками. Лишь в последние 20 - 25 лет с открытием множества новых пернатых эпохи мезозоя стало ясно: 140 - 110 млн. лет назад их мир был богат и разнообразен. Правда, различные ученые трактуют эти находки неодинаково. Какая же из выдвинутых ими гипотез ближе к истине, а значит, к пониманию путей и закономерностей эволюции?

В представлении широкой публики палеонтологи - специалисты, которые находят и изучают мамонтов и динозавров. Действительно, их громадные скелеты в музеях привлекают внимание и поражают воображение. Но хорошо сохранившиеся экземпляры - редкость. Гораздо чаще в земных слоях удается обнаружить отдельные кости, зубы и черепа, по ним описывают облик вымерших животных и изучают их родственные связи. Ископаемые гиганты в основном демонстрируют нам лишь конечные, высоко специализированные результаты эволюции. Истоки же большинства групп позвоночных - среди маленьких и незаметных существ без особого анатомического разнообразия. Причем в таком состоянии они сменяли друг друга многие миллионы лет, затем или вымирали, или находили иную свободную нишу жизни, где начиналась их широкая, как говорят специалисты, адаптивная радиация, т.е. появлялись многие новые виды, приспособленные к изменившимся условиям окружающей среды.

АРХЕОПТЕРИКСЫ

История птиц и их полета на протяжении долгого времени оставалась загадкой. Хотя эти вопросы наука поставила еще до появления труда Чарлза Дарвина о происхождении видов. В середине XIX в. почти одновременно с выходом в свет этого знаменитого сочинения был открыт археоптерикс, что воспринималось естествоиспытателями как триумф эволюционной теории. Казалось, вот оно - недостающее переходное звено между рептилиями и птицами. До сих пор в учебниках, от школьных до университетских, можно прочитать, что птицы - суть летающие существа, покрытые перьями, с одним узаконенным предком - археоптериксом - переходной формой от рептилий.

Сразу после находки первого экземпляра (к настоящему времени их уже известно 10) некоторые ученые выражали сомнения в том, что именно археоптерикс - предок остальных птиц. Если считать таковыми всех, имеющих крылья, перья и способных летать, он годится в прапрадедушки воробью. Если же погрузиться в анатомию, воробей из него не получается: функционально он как бы птица, а структурно - чистая рептилия. Кроме пера, у него нет ничего общего с настоящими птицами: череп устроен иначе, позвонки не такие, передние конечности, хотя и стали крыльями, но детали строения их скелета иные, то же самое касается и ног.

Мнения исследователей разделились. Одни доказывали: птицы произошли от древних, походивших на ящериц текодонтных рептилии; другие считали, что археоптерикс и за ним все остальные птицы ведут свою родословную от хищных (тероподных) динозавров.

В 1926 г. вышла солидная книга датчанина Герхарда Хейльмана "Происхождение птиц" на английском языке. Выводы автора однозначны: птицы "родились" от текодонтных рептилий, а не от хищных динозавров. От текодонтов, по мнению ученых, ведут начало и сами тероподы - хищные динозавры.

С последними у археоптерикса действительно много общего. Их близкое родство детально проанализировал и подтвердил в 1970-е годы американский палеонтолог Джон Остром. Но он считал древнейшей птицей именно археоптерикса. Этой гипотезы и сейчас придерживаются как сторонники происхождения птиц от теропод, так и их оппоненты, считающие, что археоптерикс происходит от более древних, чем тероподы, хищных рептилий - архозавроморфов. Если это так, тогда и для одной, и для другой гипотез приходится принять, что эволюция идет последовательно, по прямой линии, от простого к сложному. А в природе так не бывает. Весь опыт палеонтологических и современных молекулярно-генетических исследований последних десятилетий показывает: эволюция идет широким фронтом, методом проб, через достижения и ошибки, пучками параллельных линий развития. И новые данные по историческому развитию птиц хорошо иллюстрируют именно такой характер закономерностей эволюции. Вот почему рассуждения о перьях и костях становятся ключевыми для понимания основных проблем ее теории.

ВЕЕР НОВЫХ ФАКТОВ

На протяжении почти 150 лет гипотезы о происхождении и родственных связях птиц строили почти исключительно на изучении археоптериксов. Неплохо изучена и история кайнозойских птиц (к которым относятся и все современные их представители) за последние 65 млн. лет. Из мезозойской же эры от интересующих нас существ имелись лишь отдельные редкие находки, не складывающиеся в общую картину. И вдруг произошел прорыв.

Сначала в 1981 г. из Аргентины были описаны энантиорнисы (Enantiornithes). Вскоре их стали находить на всех континентах в отложениях мелового периода, т.е. в интервале от 145 до 65 млн. лет назад. Внешне похожие на настоящих птиц - полностью оперенные, с хорошо развитыми крыльями, вроде бы с такими же лапами и хвостами, но по деталям строения скелета - совсем иные: у них много общего с археоптериксами. Поэтому их можно отнести к группе так называемых ящерохвостых, в отличие от веерохвостых, включающих всех современных птиц.

Затем открыли совершенно необычных пернатых, названных конфуциусорнисами (Confuciusornithidae). Их скелет имеет много примитивных и оригинальных черт в строении, однако по отдельным признакам они похожи на современных птиц. В частности, клюв у них был покрыт роговым чехлом и не имел зубов, а на гребне плечевой кости зияло крупное отверстие непонятного назначения.

Считалось: настоящие веерохвостые появились и жили почти исключительно в кайнозое. Но неожиданно их стали обнаруживать в отложениях начала мелового периода, последнего в мезойской эре, длившегося около 80 млн. лет, т.е. более продолжительного, чем весь кайнозой. Первая достоверная подобная птица, названная амбиортусом (Ambiortus dementjevi), была найдена в начале 1980-х годов в Монголии. Тогда она казалась столь необычной, что кое-кто из палеонтологов не поверил в реальность ее существования.

И, наконец, в Китае нашли разнообразных тероподных динозавров с оперением. Причем у одних отмечалось подобие пуховидного покрова, у других длинные перья располагались только на концах крыльев и хвоста, третьи были сплошь покрыты мелкими перьями. И вдруг ученые "встретили" небольшого динозавра размером с фазана, у которого сохранились настоящие крылья с соответствующими перьями, а вдобавок такими же перьями были снабжены ноги! Четырехкрылый летун! Позднее выяснилось: различное оперение свойственно динозаврам из пяти различных семейств теропод (Oviraptoridae, Avimimidae, Dromeosauridae, Therizino-sauridae, Troodontidae), обнаруженных на всех континентах, кроме Антарктиды. Мало того, даже венчающие многочисленных хищных динозавров тираннозавры (Tyrannosauridae), скорее всего, были покрыты перьями. О чем это говорит? Тут позиции специалистов опять категорически разделились. Одни доказывают: некоторые из этих динозавров по сути таковыми не являются, на самом деле они - утратившие способность полета птицы, в то время как у других динозавров за пуховидный покров принимают видоизмененные в ископаемом состоянии коллагеновые структуры кожи. Другие ученые считают, что указанные находки доказывают происхождение настоящих птиц (вместе с археоптериксами) от тероподных динозавров.

ЭВОЛЮЦИЯ - РАСТОЧИТЕЛЬНЕЙШАЯ ФАНТАЗЕРКА

Но возможна и иная оценка всех новых фактов. Археоптериксы с энантиорнисами, имея большое число признаков общих с тероподными динозаврами, скорее всего, произошли от них, венчая одну из попыток рептилий освоить воздушную среду. Увы, она не оказалась успешной. Археоптериксы исчезли еще в юрском периоде, а энантиорнисы проиграли в конкуренции с настоящими птицами и бесследно вымерли вместе с динозаврами в конце мелового периода.

Выходит, настоящие веерохвостые птицы на протяжении миллионов лет существовали одновременно с этими динозавровыми пернатыми? И возникли от каких-то исходных архозавроморф (подкласс пресмыкающихся, характерных для начала мезозоя) задолго до полетевших динозавров? Подобное могло произойти в конце триасового периода (около 220 млн. лет назад).

Мезозойская эра началась около 250 млн. лет назад, продолжалась примерно 185 млн. лет; подразделяется на три периода: триасовый (начало 250 млн. лет назад, продолжительность около 35 млн. лет), юрский (начало 213 млн. лет назад, продолжительность около 70 млн. лет) и меловой (начало 144 млн. лет назад, продолжительность около 80 млн. лет).

Каудиптерикс (Caudipteryx zoui Ji et al., 1998) из раннего мела Китая относится к тероподным динозаврам, но некоторые ученые считают его утратившей полет птицей. Для каудиптериксов характерны небольшие перья на хвосте и концах передних конечностей (показаны красными стрелками). У многих каудиптериксов в брюшной полости сохранились скопления гастролитов (красная стрелка); с увеличением они показаны вверху справа.

У джехольорниса (вверху) и конфуциусорниса (внизу) когти (показаны синими стрелками) на пальцах крыльев загнуты наружу, что не случайно: они, скорее всего, предназначались для того, чтобы цепляться за ветки. (Фото из книги китайского палеонтолога Л. Хоу.).

Священный конфуциусорнис (Confuciusornis sanctus Houetal., 1995) - одна из первых сенсационных находок раннемеловых птиц в провинции Ляонин, КНР. Теперь описано 6 видов.

Лонгиростравис (Longirostravis hani Hou et al., 2003) из группы энантиорнисовых птиц. Размером со скворца, с удлиненным тонким клювом, кончик которого был вооружен мелкими зубами, что, вероятно, позволяло вытаскивать укрытую добычу, надежно удерживая ее.

Тому есть косвенные доказательства - находки позднетриасовых и раннеюрских маленьких птичьих следов в Южной Америке, Африке и Европе. Птичьих же скелетов для тех миллионолетий мы не знаем. Однако еще совсем недавно не было известно и об их присутствии в отложениях раннего мела. Находили только следы и большое количество перьев, что позволяло нам уже давно говорить о неизвестной эволюции пернатых на протяжении, по меньшей мере, мелового периода.

По отдельным находкам известны и другие линии древних птиц, которые при внимательном исследовании не увязываются ни с энантиорнисами, ни с конфуциусорнисами, ни с настоящими веерохвостыми.

Выходит, эволюция делала множество попыток поднять рептилий и их потомков в небо. По разным причинам большинство опытов терпело неудачу и завершалось вымиранием. Только веерохвостые, в конце концов, дали мощную вспышку адаптивной радиации и освоили воздушную среду во всех ее ярусах. Выходит, эволюция действует не как экономная хозяйка, а как расточительнейшая фантазерка.

СОКРОВИШД ПРОВИНЦИИ ЛЯОНИН

Большинство сенсационных палеонтологических открытий последних лет связаны с провинцией Ляонин на северо-востоке Китая. Меловые местонахождения в этом регионе известны специалистам еще с 1920-х годов. Прежде там находили в большом количестве только ископаемых рыб, насекомых и растения. Но в конце XX в. неожиданно обнаружили птиц и оперенных динозавров. Среди первых это и настоящие веерохвостые, и энантиорнисы, и конфуциусорнисы, и еще несколько других отдельных родов пернатых, которых ученые не могут пока отнести ни к одной из известных их групп. А почти все упомянутые оперенные динозавры описаны по материалам из Ляонина. Теперь же их нашли в раннемеловых и даже юрских отложениях и в других провинциях Поднебесной. Кстати, кроме разнообразных пернатых, в этой провинции обнаружены неизвестные млекопитающие, ящерицы, птерозавры, динозавры, черепахи, амфибии, разнообразные рыбы, масса насекомых и богатые материалы по флоре, в том числе древнейшие цветковые растения. Всего из Ляонина уже описано более 30 видов птиц, столько же динозавров и 6 видов млекопитающих.

Замечательно, что многие животные представлены там не просто скелетами, а еще и отпечатками мягких тканей, наружных покровов (кожа, чешуя, шерсть, оперение), внутренних органов и даже содержимым их пищеварительной системы. Так, на месте желудков у каудиптериксов (Caudipteryx), оперенных динозавров из семейства овирапторид, и сапеорниса (Sapeomis), древней птицы неясных родственных связей, сохранились скопления гастролитов (мелких камешков), способствовавших растиранию растительной пищи. В полости рта у янорниса (Yanornis), древней веерохвостой птицы, найдены остатки рыбы, у синозавроптерикса (Sinosauropteryx), небольшого хищного динозавра, - кости млекопитающего, а у млекопитающего репено-мамуса (Repenomamus) - остатки динозаврика. Таким образом, китайские захоронения позволяют познать биоту этой части света того времени во всем многообразии, а также экологические особенности отдельных ее представителей. Названа она биотой Джехоль.

Геологический возраст ее отложений, установленный по изотопам аргона, урана и свинца, определяется в 110 - 130 млн. лет назад. Формировались они в пресноводных озерах и прилегающих к ним руслах рек и дельтах. Известно: подобные отложения распространены на обширной территории во многих частях Китая, Монголии, на юге Сибири, в Корее и Японии. Почему же обширным палеонтологическим богатством отличается только Ляонин? Дело в том, что в этом регионе в раннемеловое время проявлялась сильная вулканическая активность. Периодические извержения с мощными выбросами пепла и выделениями ядовитых газов губили все живое, и под слоями пепла в озерных осадках оказывались захороненными целые животные. Например, собрано много сотен, даже тысяч экземпляров так называемого "священного конфуциусорниса" (Confuciusornis sanctus). Правда, говорят, что большинство из них разошлось по частным коллекциям.

ЭВОЛЮЦИОННЫЙ "ГАЗОН"

По нашей гипотезе, различные пернатые на протяжении десятков миллионов лет эволюционировали параллельно, беря начало среди различных групп рептилий (конечно, мы неизбежно упрощаем эволюционный сценарий, опуская весь комплекс фактических доказательств, уже опубликованный в специальных научных трудах, но стараемся корректно передать суть гипотетического процесса). Все изложенное подкрепляется также данными из других областей палеонтологии, ведь не только пернатые, но и другие основные классы позвоночных эволюционировали по сходному сценарию.

Еще в 1970-х годах сотрудником нашего института Леонидом Татариновым (академик с 1981 г.) было показано по меньшей мере 7 попыток рептилий стать млекопитающими, но из них лишь одна или две увенчались успехом. На протяжении многих миллионов лет параллельно существовало несколько эволюционных линий млекопитающих, из которых до наших дней, как показал в 2007 г. сотрудник нашего института, доктор биологических наук Александр Агаджанян, дожили только три: плацентарные, сумчатые и яйцекладущие. Согласно исследованиям академика Эмилии Воробьевой (Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН), проводившимся в 1970 - 1990-х годах, рыбообразные неоднократно пытались выйти на сушу. Однако не только позвоночным свойственны такие "устремления". Стать артроподами (членистоногими) старались различные беспозвоночные, что отражено в работах последних лет доктора биологических наук Александра Пономаренко (Палеонтологический институт им. А. А. Борисяка РАН). И даже в растительном мире, как показал в 1989 г. еще один наш сотрудник, доктор геолого-минералогических наук Валентин Красилов, опытов стать из проангиоспермов цветковыми растениями, большинство которых окружает нас и сегодня, было, по меньшей мере, шесть.

Подобную картину эволюции мой коллега Пономаренко образно назвал эволюционным "газоном". На нем одновременно и параллельно друг другу развивается множество отдельных "стебельков". А мы добавили, что большинство из них "выкашивают" экологические и эволюционные механизмы. И только некоторые эволюционные "стебельки", находящиеся обычно на краю эволюционирующего пространства, сохраняются, вызревают, дают "метелку семян" и продолжают дальнейшее развитие.

Но почему же, к примеру, энантиорнисы вымерли, а настоящие веерохвостые птицы продолжили развитие? Возможно, потому, что энантиорнисы поторопились стать птицами. Мы знаем скелетики их эмбрионов из отложений верхнего мела Монголии возрастом около 70 млн. лет. Так вот, их скелет полностью формировался уже в яйце. А их птенцы, очевидно, выходили на свет абсолютной копией взрослых особей. Им оставалось лишь дорасти до полных размеров, причем росли они всю свою последующую жизнь. У настоящих веерохвостых птиц птенцы, как и в наше время, вылуплялись из яиц с еще наполовину хрящевым скелетом. Затем он очень быстро, у большинства за 2 - 4 месяца, полностью окостеневал и прекращал дальнейший рост. Таким образом, энантиорнисы появлялись из яиц уже сложившимися пернатыми и в последующем шли по птичьему пути, порой, вероятно, не достигая всех возможностей, которые предоставлял им полет.

Настоящие же птицы в постэмбриональный период быстро достигали совершенства летунов, сохраняя его на протяжении всей жизни. Может быть, это и стало основной причиной, по которой энантиорнисы проиграли воздушное пространство веерохвостым? Недавно нами была описана уникальная находка окаменевшего птичьего мозга из сеноманских отложений (возраст около 93 млн. лет) Волгоградской области. Специалист по изучению центральной нервной системы животных, доктор биологических наук Сергей Савельев (Институт морфологии человека РАМН) считает: в этом мозге отделы, ответственные за подвижность, интеллект и т.д., были менее развиты, чем у современных птиц. По косвенным данным, такой мозг мог принадлежать энантиорнисам. Не в этом ли была еще одна причина их конкурентного проигрыша настоящим птицам?

КАК ОНИ ПОЛЕТЕЛИ?

Ранее считалось, что происхождение пера и полета как такового неразрывно связаны. Теперь, после открытия различных оперенных тероподных динозавров и разнообразных древних птиц от этой гипотезы приходится отказаться. Выходит, приобретение перового покрова было обусловлено другими обстоятельствами.

Возможно, на первых порах он имел теплозащитную функцию или прикрывал его обладателей от жесткого ультрафиолетового солнечного света. На коротких мягких покровных перьях не полетишь. Тогда откуда взялись жесткие и длинные перья крыльев и хвоста? Предполагается, что первичное удлинение и увеличение их размеров у предков птиц и летающих динозавров было вызвано формированием украшающих структур, связанных с брачными демонстрациями.

Но как все-таки они полетели? До сих пор в этом плане конкурировали две гипотезы. По одной, "древесной", обозначаемой направлением "сверху вниз", первые полеты совершились на стадии древесных архозавроморфных предков пернатых, которые взбирались вверх на деревья, обхватывая их передними лапами, а затем стали спрыгивать вниз, после чего и полетели. По другой, "наземной", тесно связанной с происхождением птиц от динозавров, вектор был другим - "снизу вверх": они бежали-бежали, все быстрее и быстрее, подпрыгнули и, наконец, полетели. В любом случае это были двуногие предки - бипедальные, как мы их называем, передвигавшиеся только на задних ногах, со свободными передними конечностями, освобожденными от функции опоры. Но обе гипотезы оставляли много вопросов и неувязок, не позволявших принять их в чистом виде. Например, у археоптерикса, энантиорниса, конфуциусорниса когти на передних лапах (крыльях) почему-то загнуты наружу. Как при такой ориентации можно обхватывать ствол? Для этого они должны быть загнуты внутрь, чтобы цепляться за ствол.

Совместно с кандидатом биологических наук Игорем Богдановичем (Институт зоологии им. И. И. Шмальгаузена НАН Украины) нами разработана новая компромиссная гипотеза происхождения полета. Ключевым фактором после бипедальности мы считаем строение лапы птиц и тероподных динозавров. Уже у самых первых известных раннемеловых настоящих птиц задняя лапа была устроена по анизодактильному типу: три передних ее пальца направлены вперед, а первый внутренний полностью противопоставлен им и нацелен назад. Кстати, хотя скелетов птиц в триасе и юре никто до сих пор не нашел, отпечатки их следов из позднего триаса Аргентины и ранней юры Африки и Европы показывают именно такое строение лапы.

Последовательность гипотетических стадий обретения полета настоящими птицами:
I - бипедальный наземный архозавроморф;
II - возникновение анизодактилии у архозавроморфного предка настоящих птиц;
III - запрыгивание на нижние ветви деревьев и кустов;
IV - надежная посадка на насестах при окончательном формировании анизодактилии и начальной редукции длинного хвоста;
V и VI - возникновение перьев с симметричными опахалами на дистальных сегментах передних конечностей и хвоста для брачных демонстраций;
VII - формирование асимметричных аэродинамических перьев на крыльях и редукция длинного хвоста;
VIII - переход к настоящему машущему полету.

Далее. У самых ранних знакомых нам настоящих птиц из нижнемеловых отложений хвост был устроен уже веерообразно - короткий отдел позвоночника с коротким пигостилем (ряд сросшихся последних хвостовых позвонков), на котором веером сидели перья. Что это им давало? Лапами с таким расположением пальцев они могли надежно обхватывать ветки и удерживаться на них, не балансируя длинным хвостом. И постепенно он исчез, т.к. не было необходимости в подобном заднем балансире, каковым он служил археоптериксам и оперенным тероподным динозаврам. Они не могли твердо держаться на ветвях. Первый палец у них никогда не достигал полностью противопоставленного положения. Поэтому им приходилось удерживаться на ветвях, балансируя длинным хвостом. И на деревья по стволам они не могли взбираться, обхватывая их передними лапами-крыльями, поскольку когти на пальцах были загнуты наружу. А для чего же тогда служили ориентированные таким образом когти? Мы полагаем, для того, чтобы удерживаться за окружающие ветки при ненадежной опоре на задние лапы - ведь их пальцы не обхватывали ветку полностью. Отметим: у самых ранних настоящих веерохвостых птиц, хотя когти на пальцах крыльев еще сохранялись, они были уже маленькими и почти прямыми - не загнутыми.

А как же тогда эти ранние птицы и тероподные динозавры, стремившиеся полететь, взбирались на деревья? Вероятно, запрыгивая на нижние ветки и передвигаясь все выше и выше. Причем первые надежно держались на ветвях с помощью своих анизодактильных лап, а вторые помогали себе длинными пальцами крыльев с загнутыми наружу когтями.

Для чего же понадобились деревья и тем, и другим? В первую очередь, не для того, чтобы научиться летать. Полет начался уже потом, как следствие освоения надземного яруса жизни. Можно предполагать, что туда они стали забираться в стремлении освоить новые кормовые ресурсы. Или уйти от наземных хищников во время ночевок. Или чтобы устраивать там гнезда, страхуя тем самым свои кладки яиц и потомство опять же от хищников. Или для того, другого и третьего вместе.

Имея короткий облегченный хвост и легкий скелет, настоящие птицы, спускаясь первоначально с деревьев вниз, порхая зачатками оперенных крыльев, в конце концов полетели настоящим машущим полетом. Оперенные динозавры, хотя и получили длинные перья на крыльях, "вырастили" такие же перья на задних ногах, настоящего полета, скорее всего, не приобрели, хотя и стали довольно совершенными "планеристами".

Так что осталось дождаться только хотя бы одной находки настоящей птички с анизодактильной лапой, с веерообразным хвостом в юрских, а еще лучше в позднетриасовых отложениях. А они были. Просто до сих пор в силу многих причин нам еще не попались. Ведь совсем недавно мы почти ничего не знали и о раннемеловом этапе в истории птиц. Не просто не знали. Кое-кто из специалистов даже не верил, что уже тогда были настоящие веерохвостые.

Исследование поддержано грантом РФФИ 07 - 04 - 00306.

Доктор биологических наук Евгений КУРОЧКИН, заведующий лабораторией Палеонтологического института им. А. А. Борисяка РАН

Все мы, любящие природу со всей ее красотой и ужасами, не могли бы себе представить зеленые леса, прозрачные рощи, пестрые лужайки и широкие поля без птиц. Своим пением, переходящим от простого чириканья в замечательные трели и мелодии, птички радуют каждого путника, наполняют новой силой и утешают несчастных и услаждают тех, кто в поте лица обрабатывает землю для грядущего урожая. Да разве может кто-нибудь другой, чем жаворонок, исполнить лучше и восторженнее гимн о труде хлебопашца?

Однако, прошло очень много миллионов лет, прежде чем на Земле появились первые птицы.

Это было в девоне, приблизительно 350 миллионов лет тому назад, когда на Земле произошло знаменательное происшествие: растительный мир завоевал сушу. Некоторые типы растений покинули воды отступавших морей и болот, и после долгих перемен на топкой прибрежной полосе земли появилась первая, своеобразная древнейшая растительность. Однако покорением болотистых и топких прибрежных полос земли не закончилась победа, одержанная растительным миром. Некоторым типам растений удалось также покорить сухие песчаные земли. Но все эти пространства, покрытые девонской растительностью первобытной красоты, были совершенно тихими, почти безжизненными. Лишь изредка древний скорпион, тысяченожка или какое-нибудь древнее земноводное пробирались густыми зарослями в поисках пищи. Такими же безмолвными были каменноугольные и раннепермские девственные леса из гигантских хвощевых и плауновых. И хотя в этих лесах, представлявших колыбель современных каменноугольных бассейнов, уже кишела пестрая жизнь разнообразных древних животных, в них полностью отсутствовали птицы. Наиболее высоко организованными животными того времени были древнейшие земноводные и пресмыкающиеся, подчас причудливых форм.

Итак, пермокарбоновые леса были лишены птичьего пения. Лишь во время бурь, которые с чудовищной силой обрушивались на эти древние безбрежные лесные просторы, вырывая с корнем мощные стволы хвощевых и плауновых деревьев, все вокруг наполнялось стоном и треском сокрушаемых великанов. Но как только буря утихала, над девственными лесами вновь воцарялась тяжелая всепоглощающая тишина, которая время от времени, да и то на короткое время, нарушалась каким-нибудь крупным древнейшим земноводным или пресмыкающимся, прокладывавшим себе дорогу в густых зарослях, или всплеском большой рыбы, выпрыгнувшей из воды.

Однако и на более поздних лесах перми и триаса лежало проклятие вечной тишины. Эти леса далеко не были такими обширными, как леса позднего карбона и ранней перми. Зато они росли не только среди болот и топей, но образовывали большие зеленые пятна среди песчаных и скалистых пространств. В то время достигли большого развития различные голосеменные растения. Они оттеснили на задний план тайнобрачные сосудистые растения, накладывавшие до появления голосеменных характерный отпечаток на ландшафты того времени. И когда в солнечные дни легкий ветерок шелестел в кронах стройных цикадовых и араукарий, мы можем сказать, что этот шелест звучал как прекрасная, радостная песня, воспевающая знаменательное событие в истории развития животных - событие, которое привело к возникновению более совершенных типов, чем пресмыкающиеся, и которое, в свою очередь, привело к появлению птиц. И вот, в прекрасных позднеюрских цикадовых и араукариевых рощах впервые прозвучал птичий голос - резкий крик древнейшей птицы - зубастого археоптерикса.

Зубастая птица археоптерикс!

Нет более знаменитой палеонтологической находки, чем находка археоптерикса. Нет также более важной, так как она относится к начальному периоду новых научных направлений в естествознании, которые означали огромный шаг вперед. Для лучшего понимания осветим вкратце факты истории.

В 1859 году в Англии был издан труд знаменитого Чарлза Дарвина "О происхождении видов", который считается в истории биологических наук межевым камнем, началом новых научных мировоззрений. Труд Дарвина произвел огромное впечатление на ученых всего мира. До появления этого труда все верили и учили, что все живое на Земле существует и существовало на ней с самого начала, что оно не изменялось и что оно было создано. Так, например, известный шведский естествоиспытатель Карл Линней утверждал, что виды не изменяются, что они постоянны и что видов на Земле столько, сколько их было создано богом при сотворении мира. Взгляды Линнея и его авторитет являлись для всех ученых того времени неоспоримым догматом, который был вне всяких сомнений. Для всех ли? Почти для всех, так как противоречащие голоса нескольких человек, не находивших поддержки, постепенно замолкали и забывались. И вдруг выступил человек, который в своей книге изложил поистине революционные взгляды на возникновение и развитие организмов, подкрепив их такими доказательствами, что нельзя было не обратить на них внимание и не задуматься над приведенными фактами. В научном мире того времени возникло нечто вроде смятения. Большинство выжидало, не решаясь занять определенную позицию в отношении нового учения; часть без долгих рассуждений просто-напросто отвергла его и лишь небольшая горсточка сразу поняла, что этой книгой Ч. Дарвин создал новый фундамент всем естественноисторическим наукам.

И вот, в это время колебаний и ожиданий в науке неожиданно появилось известие о том, что в позднеюрских плитчатых известняках Баварии сделаны удивительные находки. Эти находки имели неоценимое значение для подтверждения правильности эволюционного учения Ч. Дарвина. Они принесли такие разительные доказательства, что даже самым заядлым его противникам пришлось признать свои ошибки. Этими доказательствами явились остатки скелетов археоптериксов.

ЗАГАДОЧНОЕ ПЕРЫШКО

В 1820 году Ф. Шлотгейм в своей книге "Petrefaktenkunde" ("Наука об окаменелостях"), изданной в городе Гота, написал, что в золенгофенских и паппенгеймских известняках кроме других остатков были найдены также остатки и отпечатки птиц, которые следует подробно изучить, прежде чем о них можно будет сказать что-нибудь определенное. Семь лет спустя (1827) в Бюллетене Ферюссака был помещен отрывок из письма графа Мюнстера из Байрейта, в котором упоминалась голова птицы из Золенгофена. В настоящее время очень трудно решить, действительно ли эта заметка касалась остатков птиц, так как все находки, о которых упоминали эти ученые, потеряны.

В те времена существовал обычай, согласно которому ученые люди сообщали о своих открытиях редакциям научных журналов в форме писем. 15-го августа 1861 года, т. е. два года спустя после издания книги Ч. Дарвина "Происхождение видов", Г. Мейер послал письмо своему приятелю Г. Г. Бронну, который в то время был редактором известного научного журнала "Neues Jahrbuch fur Mineralogie" ("Новый ежегодник по минералогии"); в письме он сообщал, что в литографских сланцах в карьере Золенгофена было найдено птичье перо темной окраски, длина которого равна 60 мм, а ширина 11 мм, и что бородки на одной стороне стержня почти вдвое длиннее, чем на другой стороне.

Сообщение Мейера удивило не только Бронна, но также и всех палеонтологов того времени, так как в то время никто не предполагал о существовании птиц в мезозое. Поэтому находка птичьего пора в слоях мезозоя (юры) была полной неожиданностью. В скором времени Мейер описал и изобразил эту замечательную находку. Он дал ей родовое название ARCHAEOPTERYX, Т. е. древняя птица, или первоптица, и видовое название LITHOGRAPHICA, Т. е. литографическая, в память того, что перышко было найдено в литографских известняках Золенгофена. Отпечаток перышка был затем передан на хранение в Берлинский музей.

Есть люди, которые всегда сомневаются. Такие люди были, есть и будут. Поэтому стали раздаваться голоса сомневавшихся в достоверности находки. Однако такие сомнения Мейер категорически отвергал. Свои опровержения он изложил в письме от 30-го сентября 1861 года, которое было опубликовано в том же журнале, в котором было помещено его первое письмо. Он писал, что золенгофенское перышко было им тщательно и всесторонне изучено и что он пришел к неоспоримому убеждению, что оно является настоящей окаменелостью. Одновременно он сообщал, что только что получил письмо от старшего советника суда О. И. Витте, в котором сообщалось, что в литографских сланцах близ Золенгофена *) сейчас найден уже полный скелет животного, покрытого перьями, и что это животное во многом отличается от современных птиц. Несмотря на это Мейер предложил, чтобы это оперенное животное было названо ARCHAEOPTERYX LITHOGRAPHICA, т. е. получило то название, которое он дал найденному перед тем перу. Из этого следует, что Мейер был убежден в том, что описанное им перышко принадлежало именно этому пернатому животному.

* (Согласно Ф. Геллеру точное название местонахождения скелета было "Лангенальтгеймер Гаардт". Этим названием принято обозначать западную часть области развития золенгофенских литографских сланцев, в которой находится поселок Лангенальтгейм близ Золенгофена. В дальнейшем мы будем называть это местонахождение Золенгофеном. Это делается не только ради сокращения названия, но также потому, что во всех книгах принято писать, что скелет археоптерикса был найден в Золенгофене. )

СВОЕОБРАЗНЫЙ КОЛЛЕКЦИОНЕР

Если находка одного перышка вызвала среди специалистов большое удивление, а также сомнение, то сообщение о находке скелета животного, покрытого большим количеством перьев, вызвало настоящий переполох.

Уже перышко ясно свидетельствовало о том, что в юрский период жили на Земле какие-то птицы. Однако, никто не знал, как эти птицы выглядели, так как одного пера было слишком мало, чтобы создать себе представление о всей птице. Теперь же в распоряжении ученых были не только большое количество перьев, но также неполный скелет с необыкновенно длинным хвостом, состоящим из отдельных позвонков и покрытым большими перьями; голова и шея птицы к сожалению отсутствовали.

Не известно, каким образом об этой драгоценной находке узнал областной врач города Паппенгейма Эрнст Геберлейн. Он приложил большие усилия к тому, чтобы завладеть этой драгоценной окаменелостью, и достиг своей цели. Однако им руководила не благородная страсть настоящего коллекционера. Дальнейшая история свидетельствует о том, что редчайшая находка являлась для него лишь предметом обогащения. Три месяца спустя было объявлено о продаже скелета птицы.

Продавая скелет археоптерикса, старый врач показал себя хитрым коммерсантом. Чтобы избавиться от подозрений, что окаменелость является подделкой, он показывал ее всем, кто ее хотел видеть, но никому не позволял ее зарисовать или сделать с нее набросок. Поэтому, хотя научному миру и было известно о существовании этой замечательной находки, он знал о ней только со слов тех немногочисленных счастливцев, которым удалось ее увидеть. По словам профессора Флориана Геллера, которому мы обязаны недавно сделанным разъяснением многих интересных подробностей, связанных с находкой скелета археоптерикса, к числу лиц, видевших скелет археоптерикса, принадлежал также старший советник суда О. И. Витте. Не будучи специалистом, он все же сразу понял, что в руках Геберлейна находится уникум исключительной ценности. Совершенно справедливо он считал, что столь исключительная находка, имеющая огромное значение для познания древней истории жизни на Земле, должна стать достоянием какой-нибудь общественной - музейной или университетской - коллекции. А так как по его мнению приоритет хранения и изучения этого сокровища должен был принадлежать какому-нибудь государственному собранию окаменелостей Баварии (так как оно было найдено в Баварии), он известил летом 1861 года о ней мюнхенского профессора зоологии И. А. Вагнера, считая, что Государственная коллекция в Мюнхене была бы наиболее подходящим местом хранения этой находки. Профессор Вагнер не придал сообщению О. И. Витте никакого значения. По словам профессора Геллера, причина поведения Вагнера крылась не только в его незнании сообщений Мейера, но, главным образом, в том, что согласно его убеждению, найденные остатки оперенного животного могли принадлежать только птице, которая, однако, согласно его "системе творения", не могла существовать в юрском периоде. Несмотря на это ему очень скоро, благодаря А. Оппелю, пришлось обратить свое внимание на эту находку.

А. Оппель был также одним из тех, кто побывал у Геберлейна и видел замечательную окаменелость. Однако также и он не получил разрешения ее зарисовать, но ему все же удалось перехитрить Геберлейна. Рассказывают, что будучи у последнего, Оппель просидел перед замечательным экспонатом, не сводя с него глаз, несколько часов. Он, не отрываясь, рассматривал все мельчайшие подробности окаменелости и, убедившись в том, что образ окаменелости окончательно врезался в его память, он быстро направился домой, где с удивительной точностью воспроизвел на бумаге по памяти пернатое животное. Закончив рисунок, он посетил профессора Вагнера и показал ему рисунок для того, чтобы подтвердить полную правоту Витте, придававшего такое большое значение этой редкой находке.

На этот раз профессор Вагнер заинтересовался находкой, но, тем не менее, он не изменил своих взглядов, будучи уверен в том, что в поздней юре не могли существовать птицы. Поэтому и тема его доклада, прочитанного 9-го ноября 1861 года в Мюнхенской Академии Наук (и затем опубликованного), гласила: "Новое пресмыкающееся, предположительно покрытое перьями". Новое животное он назвал GRIPHOSAURUS, тем самым указывая на принадлежность этого загадочного существа к пресмыкающимся. Кроме того профессор Вагнер категорически отверг предположение, что это странное животное может рассматриваться в свете эволюционного учения Ч. Дарвина как переходное звено между пресмыкающимися и птицами. Сам Вагнер не являлся приверженцем Ч. Дарвина, а считал его учение авантюристским и фантастическим.

Известие об открытии своеобразного оперенного животного в золенгофенских литографских сланцах быстро дошло до Британского музея в Лондоне, который сразу проявил большой интерес к приобретению этой находки. Бывший директор этого музея Г. Эвин де Бэр недавно опубликовал все подробности этой истории, которые до сего времени оставались неизвестными.

Вот что сообщает Бэр. 28-го февраля 1862 года консерватор геологического отделения музея Джордж Роберт Уотерхаус написал письмо Геберлейну, в котором просил сообщить, согласен ли он продать найденную окаменелость Британскому музею. 21-го марта Геберлейн ответил, что склонен это сделать, но что лучше было бы, чтобы сам Уотерхаус или кто другой из работников музея приехали в Паппенгейм для осмотра его коллекции и отбора наиболее хороших и редких экземпляров. Одновременно он предупредил, что его коллекциями интересуются также другие лица, а именно Луи Агассис, Букингемский герцог, лорд Эннискиллен и другие. О скелете "оперенного животного" он писал, что па первый взгляд он похож на скелет птеродактиля, покрытого перьями, голова которого вероятно еще находится в породе (позднее это предположение не оправдалось), и что перья его крыльев как бы распростерты для полета. Хорошо сохранились локтевые и лучевые кости, а также ноги с когтями и длинный хвост, который по всей своей длине покрыт длинными перьями.

На это письмо последовал ответ Уотерхауса от 29-го марта, посвященный главным образом коммерческой стороне дела. Уотерхаус просил сообщить сумму, которую Геберлейн хотел бы получить за всю коллекцию. Ответ пришел очень скоро. Геберлейн предлагал коллекцию за 750 фунтов стерлингов, причем цена эта в случае покупки части коллекции могла быть соответственно снижена.

По тем временам это была огромная сумма. В переводе на немецкие марки она равнялась 14.000 маркам, что представляло крупное состояние. Такая сумма была не под силу даже богатому Британскому музею. На заседании административного совета музея, которое происходило 14-го июня, было постановлено по рекомендации Ватерхауса и Ричарда Оуэна, уже в то время известного ученого в области ископаемых птиц, что Уотерхаус лично посетит Геберлейна и договорится с ним о покупке части его коллекции; при этом было постановлено, что сумма не должна превышать 500 фунтов стерлингов.

В Паппенгейме Уотерхауса ожидало разочарование. Долго торговался он с Геберлейном, стараясь хоть немного снизить цену. Однако все его старания оказались тщетными. Старый врач твердо стоял на своем и не желал разговаривать о какой-нибудь скидке. Он прекрасно знал, что владеет исключительной палеонтологической находкой и что исход торговли будет зависеть от его стойкости. Не сторговавшись, Уотерхаус вернулся обратно в Лондон.

Однако вскоре Геберлейн начал опасаться, что из-за его неуступчивости и упрямства сделка может сорваться. Поэтому 10-го июля он отправил в Лондон письмо, в котором сообщал, что он согласен продать всю свою коллекцию за 700 фунтов стерлингов; кроме того в письме сообщалось, что экземпляры, отобранные Уотерхаусом во время его пребывания в Паппенгейме, он согласен уступить за 650 фунтов.

После получения этого письма, 26-го июля вновь было созвано заседание административного совета музея, на котором рассматривались новые предложения Геберлейна. Оуэн по-прежнему настаивал на покупке всей коллекции. На этот раз его поддержал также Родерик Мурчисон, выдающийся ученый и директор Геологической службы, который одновременно был куратором музея. На заседании было вынесено решение купить всю коллекцию, причем из дотаций текущего года решено было ассигновать на нее 400 фунтов стерлингов, а из дотаций следующего - недостающие 300 фунтов. В настоящее время точно не известно, почему совет сделал некоторые оговорки как к этому постановлению, так и к финансовому расчету, что могло сорвать покупку. То, что покупка все же состоялась, следует отнести к заслугам Оуэна и Ватерхауса. Последний сразу после заседания написал письмо Геберлейну, в котором сообщал, что Британский музей согласен купить у него всю коллекцию на следующих условиях: за первую часть коллекции, в которую должно было быть включено загадочное оперенное животное, совет музея обязуется уплатить немедленно 450 фунтов стерлингов, остающиеся 250 фунтов стерлингов совет обязуется уплатить в следующем году, когда будет получена вторая часть коллекции.

Геберлейн не задержал ответ и сообщил 20-го августа, что он согласен с условиями. После этого письма события развивались очень быстро. 13-го сентября Геберлейн отправил из Аугсбурга в Лондон ящики с первой частью коллекции, которая в полной сохранности прибыла на место назначения 1-го ноября 1862 года. Переговоры, продолжавшиеся несколько месяцев, были окончены. И если в дальнейшем еще возникали некоторые мелкие затруднения, они были устранены к обоюдному удовольствию. Таинственное пернатое животное из Золенгофена стало, таким образом, навсегда собственностью Британского музея.

Таким образом первая позднеюрская зубастая птица к великому сожалению всех немецких специалистов навсегда улетела из Германии. Один только старый врач Геберлейн самодовольно ухмылялся при мысли о том, что одна единственная окаменелость дала ему возможность нажить большое состояние.

ОУЭН ИЗУЧАЕТ ЗАГАДОЧНУЮ ОКАМЕНЕЛОСТЬ

Как только скелет загадочного оперенного животного прибыл в Британский музей, Ричард Оуэн приступил к его основательному изучению. В этом нет ничего удивительного, так как Оуэн много лет до этого занимался подробным систематическим изучением вымерших гигантских птиц DINORNIS, известных более под названием птиц моа, остатки которых в большом количестве были найдены в плейстоценовых отложениях Новой Зеландии.

К тому времени, когда Оуэн начал изучать загадочную золенгофенскую окаменелость, в Англии было опубликовано уже три коротких сообщения, которые являлись переводами статей Г. Мейера и А. Вагнера, помещенных в немецких научных журналах в 1861 году. В декабре 1862 года к ним прибавилась статья Генри Вудворда, которая была помещена в журнале "Intellectual Observer" ("Интеллектуальный обозреватель"); она сопровождалась цветным рисунком. В этой статье Вудворд, придерживаясь взгляда Вагнера, считал, что окаменелость принадлежит какому-то пресмыкающемуся, за которым он сохранил название, данное Вагнером - GRIPHOSAURUS. Он добавил к этому родовому названию видовое название PROBLEMATICUS, показывая этим все еще существовавшую неясность в вопросе систематического положения этого животного.

6-го ноября 1862 года Оуэн представил Королевскому Обществу короткую выдержку из своего обширного сочинения, которое было опубликовано в журнале "Записки Королевского общества" только в 1863 году. Сперва он назвал окаменелость GRIPHORNIS LONGICAUDATUS, ЧТО В переводе означает "сказочная длиннохвостая птица"; однако уже в корректуре родовое название этого животного им было изменено на ARCHAEOPTERYX, Т. е. на то же название, которое до него Мейер дал отдельному перу; второе слово он изменил на МАCROURUS, что в переводе также означает длиннохвостый. В следующем издании, помещенном в "Философских трудах Королевского общества", он немного изменил видовое название по орфографическим и грамматическим соображениям с MACROURUS на MACRURA. В отличие от Вагнера и Вудворда, Оуэн подчеркнул птичьи признаки найденного загадочного животного, утверждая, что это действительно птица, хотя и весьма примитивная; позднейшие исследования вполне подтвердили его взгляд.

ПЕРВЫЕ СПОРЫ ВОКРУГ АРХЕОПТЕРИКСА

Находка позднеюрской зубастой птицы археоптерикса действительно представляла для того времени событие исключительно большой научной ценности. Поэтому нет ничего удивительного, что она заслуженно вызвала всеобщее внимание и что постоянно пересматривался вопрос о том, что представляет найденное животное - пресмыкающееся, птицу или переходное звено между ними. Очень интересно, что одновременно с этим раздавались голоса, которые вообще сомневались в существовании археоптерикса, уверяя, что все это подделка.

Первым, кто на основании рисунка, помещенного в статье Вудворда, высказал предположение, что скелет археоптерикса фальсифицирован, а именно искусно изготовлен при использовании скелета летающего ящера, был К. Гибель. Свои взгляды он высказал в статье с оригинальным названием "Der lithographierte lithographische Vogelsaurier" ("Литографированный литографский птицеящер"), помещенной в 1863 году в одном берлинском журнале по естественной истории. Таких же взглядов придерживались и другие ученые, из которых прежде всего следует упомянуть О. Фрааса, именно таким образом трактовавшего археоптерикса в своей популярной книге "Перед потопом", получившей широкое распространение. Ответить на вопросы, представлял ли археоптерикс пресмыкающееся, птицу или переходное звено между ними и является ли он реальностью или подделкой, было очень трудно для немецких ученых, так как они не могли непосредственно изучить находку, находившуюся в Британском музее и изучавшуюся Оуэном. Поэтому им не оставалось ничего другого, как выждать сведения из Лондона от Оуэна. Несмотря на это, как сообщает профессор Геллер, первым выступил против различных неправильных взглядов и предположений вышеупомянутый старший советник суда О. И. Витте. Вначале он полемизировал с Гибелем, но вскоре их спор прекратился, так как Гибель сам убедился в несостоятельности своего предположения относительно подделки скелета, основывавшегося на неточной и плохо исполненной иллюстрации, помещенной в статье Вудворда.

ОТКРЫТИЕ ВТОРОЙ ПЕРВОПТИЦЫ

Неполный скелет первоптицы археоптерикса, найденный близ Золенгофена, представлял для сторонников эволюционного учения Ч. Дарвина важное доказательство правильности принимавшейся ими теории, так как согласно ей археоптерикс был какой-то переходной формой между пресмыкающимися и птицами и свидетельствовал о том, что птицы произошли от пресмыкающихся. Все они сожалели лишь о том, что не удалось найти полный скелет этого животного, представляющего столь важное звено в развитии животного мира.

Со времени находки первой золенгофенской первоптицы прошло 16 лет. Приближалось время, когда из каменной могилы был извлечен второй скелет этого животного.

В 1877 году в каменоломне И. Дюрра на Блюменберге около Эйхштетта, расположенной приблизительно в трех с половиной часах ходьбы от Золенгофена, была выломана плита литографского известняка, на поверхности которой показался цельный, прекрасно сохранившийся скелет первоптицы. Интересно, что и в этот раз скелет птицы попал в руки человека, который, как только им завладел, хотел его использовать для своих корыстных целей. Благодаря случайному стечению обстоятельств человек, который приобрел эту драгоценную находку, был не кто иной, как сын уже известного нам Карла Геберлейна, которого тогда уже не было в живых. Прежде чем стать достоянием берлинского музея, и этому скелету археоптерикса пришлось претерпеть немало приключений. И хотя много данных, связанных с находкой второго скелета, было уже давно известно, Флориан Геллер недавно пополнил их многими интересными подробностями.

Геллер рассказывает, что уже в мае 1877 года Эрнст Геберлейн поместил в научном журнале "Леопольдина" сообщение о находке второго скелета, однако стиль, в котором было написано это сообщение, ясно свидетельствовал о том, что это было не научное сообщение, а коммерческое предложение. Геберлейн сообщал, что он является владельцем большой коллекции золенгофенских окаменелостей, среди которых только что найденный прекрасно сохранившийся второй скелет археоптерикса представляет редкий уникум. В конце сообщения был указан его подробный адрес.

Немецкие ученые, тяжело переживавшие лишение скелета первого археоптерикса, сразу же предприняли необходимые меры для того, чтобы эта драгоценная и лучше сохранившаяся эйхштеттская находка осталась на их родине.

Одним из первых, кто стал бороться за сохранение скелета второго археоптерикса для немецкой науки и для немецкого музея, был О. Фоглер, основатель и председатель общества взаимопомощи во Франкфурте-на-Майне. Не теряя времени, он посетил Геберлейна и, осмотрев драгоценную находку, договорился с ним о том, что скелет эйхштеттской первоптицы на протяжении шести месяцев будет храниться в его обществе и за это время будет куплен этим обществом или каким-нибудь другим немецким научным обществом или институтом. Геберлейн согласился с этим предложением при условии, что во время хранения скелета на нем не будет произведено никаких изменений, что со скелета не будет сделан отпечаток, а также, что никому не будет дано разрешение каким-либо образом его изобразить. На вопрос Фоглера, во сколько он оценивает свою коллекцию, включая скелет археоптерикса, Геберлейн назвал сумму в 36.000 марок! Это была огромная сумма и Фоглер хорошо понимал, что собрать ее будет исключительно трудно. Естественно, что ему пришлось опасаться, что и этот второй скелет первоптицы в один прекрасный день улетит за пределы Германии.

И хотя сын, точно так же как и его отец, назначил за скелет археоптерикса (прибавив к нему всю свою коллекцию обычных золенгофенских окаменелостей) огромную, неслыханную сумму, все же, как говорит профессор Геллер, он проявил понимание и сделал со своей стороны все, чтобы эта редкая окаменелость стала достоянием немецкого музея или немецкого научного института.

Закончив переговоры с Геберлейном и перевезя скелет археоптерикса из Вей- денбаха во Франкфурт-на-Майне, Фоглер начал энергично искать человека, который бы согласился пожертвовать часть своего состояния науке. Однако, поиски его не увенчались успехом. Трехмесячная отсрочка, данная Геберлейном, также не помогла; после этого Фоглеру пришлось просить отсрочку на неопределенное время. Не получая обещанных денег, Геберлейн стал требовать возврата скелета. Фоглеру, который убедился в бесплодности своих начинаний, пришлось в декабре 1879 года вернуть скелет птицы ее владельцу.

Получив драгоценную находку, Геберлейн начал сам вести переговоры с некоторыми музеями. Его переговоры также не увенчались успехом, так как ни один институт не обладал средствами, достаточными для уплаты неслыханной суммы.

К счастью после Фоглера на сцене появился другой более энергичный человек, а именно Карл Фогт, профессор зоологии Женевского университета, который за свои радикальные политические взгляды был вынужден покинуть свою родину и уехал в Швейцарию. Фогт, который во время посещения Германии ознакомился с эйхштеттским скелетом археоптерикса, сделал о нем доклад на съезде естествоиспытателей в Сен-Галлене. Рассказывают, что на этом докладе Фогт иронически сказал: "У Вильгельма I есть достаточно денег для солдат и пушек, однако совершенно нет денег для науки!" Говорят, что эта фраза имела больший успех, чем все предыдущие просьбы и ходатайства Фоглера, и что она сыграла решающую роль в деле покупки скелета археоптерикса. Было ли это действительно так или нет, мы не знаем. Однако, факты остаются фактами, а они говорят о том, что в то же самое время вся коллекция золенгофенских окаменелостей Геберлейна, включая скелет археоптерикса, была предложена для покупки прусскому министерству культуры за сниженную цену в 26.000 марок.

О том, что прусское министерство культуры действительно интересовалось покупкой этой коллекции, следует из того, что профессору Э. Бейриху, тогдашнему директору Минералогического музея Берлинского университета, было поручено познакомиться с коллекцией Геберлейна и высказать о ней свое суждение. Несмотря на положительный отзыв профессора Бейриха, рекомендовавшего покупку коллекции, последняя не состоялась, так как музей в то время не располагал такими большими средствами. Весной 1880 года случай с археоптериксом стал известен крупному фабриканту Вернеру Сименсу, которому сообщили об исключительной научной ценности этого скелета, а также о больших затруднениях, связанных с его покупкой отечественными музеями. После разговора с В. Дамесом, который в то время был хранителем берлинских геолого-палеонтологических коллекций, В. Сименс решил купить археоптерикса на собственные средства с тем, чтобы прусское министерство культуры перекупило его у него в течение одного года. Так это и было сделано. В. Сименс купил археоптерикса у Геберлейна, а прусское министерство культуры купило его у него, заплатив в рассрочку 20.000 марок (первые 10.000 марок были уплачены в 1881, а вторые в 1882 году).

Наконец-то немецкие ученые облегченно вздохнули - эйхштеттский археоптерикс остался навсегда в Германии и стал собственностью Берлинского музея естественной истории, где он хранится до наших дней в качестве одной из самых больших драгоценностей. Следует добавить, что позднее прусское правительство купило для Берлинского музея все остальные окаменелости коллекции Геберлейна, благодаря чему ни одна из них не попала за границу.

По сравнению с лондонским (золенгофенским) археоптериксом берлинский (эйхштеттский) археоптерикс сохранился значительно полнее. У него сохранились голова с шеей, кости находятся в естественном положении, так же как и перья. Находкой эйхштеттского археоптерикса также навсегда было устранено подозрение о том, что золенгофенский археоптерикс представлял дорого проданную подделку.

Эйхштеттский археоптерикс был подробно описан В. Дамесом. Интересно отметить, что этот ученый принадлежал к тем, кто первоначально резко выступал против эволюционного учения Дарвина. Однако, после изучения эйхштеттского археоптерикса Дамес, как честный и прямой человек, открыто признал свою ошибку.

НАХОДКА ТРЕТЬЕЙ ПЕРВОПТИЦЫ

Большой неожиданностью для всего научного мира явилось сообщение о том, что в позднеюрских плитчатых известняках Баварии опять найден скелет археоптерикса. Ведь со времени находки первого перышка и лондонского археоптерикса прошло почти сто лет и почти восемьдесят лет прошло со времени находки берлинского археоптерикса! А это достаточно длинный период, в течение которого можно было бы найти остатки первоптиц, тем более, что о них уже было известно и их здесь искали.

История находки третьего археоптерикса коротка и проста. Плохо сохранившиеся остатки этого скелета были найдены в 1956 году на том же месте, где и скелет лондонского археоптерикса, а именно в Лангенальтгейме близ Золенгофена, в карьере Эдуарда Опича. По причине плохой сохраненности находка скелета третьего археоптерикса не обратила на себя особого внимания; возможно, что вначале ее даже не сочли за скелет первоптицы. К счастью находка не была выброшена - ее сохранили. В сентябре 1959 года владелец ломки показал эту находку геологу Клаусу Фезефельдту из Эрлагена, занимавшемуся подробным изучением золенгофенских слоев и находившемуся тогда в Лангенальтгейме. Фезефельдт сразу установил, что перед ним остатки скелета третьего археоптерикса. Первым делом он точно установил место находки. На основании его сообщения теперь известно, что лондонский археоптерикс 1861 года и третий археоптерикс 1956 года были найдены в ломках, находящихся всего лишь в 250 м друг от друга. Скелетные остатки обеих птиц не лежали в одном и том же слое: лондонский экземпляр был найден на несколько метров ниже, чем новый экземпляр. Владелец ломки Опич передал находку для научного изучения в Геологический институт университета в Эрлангене, где этого третьего, к сожалению, плохо сохранившегося археоптерикса подробно изучил профессор Флориан Геллер.

ОДИНАКОВЫ ЛИ ВСЕ ПЕРВОПТИЦЫ?

Прежде чем ответить на этот вопрос, дадим перечень всех находок и напомним их названия:

1. ARCHAEOPTERYX LITHOGRAPHICA - первоптица, описанная Г. Мейером по одному

перышку, найденному в 1860 году в Золенгофене.

2. ARCHAEOPTERYX MACRURA - первоптица, описанная Р. Оуэном по неполному скелету с перьями, найденному в 1861 году в Золенгофене (Лангенальтгейме).

3. ARCHAEOPTERYX SIEMENSI - первоптица, описанная В. Дамесом по прекрасно сохранившемуся скелету с перьями, найденному в 1877 году в Эйхштетте.

4. ARCHAEOPTERYX LITHOGRAPHICA - первоптица, описанная Ф. Геллером по плохо сохранившемуся скелету с перьями, найденному в 1956 году в Золенгофене (Лангенальтгейм).

Несколько замечаний к этому списку.

Прежде чем Дамес опубликовал результаты изучения эйхштеттской первоптицы, про нее написал Фогт; он ее обозначил как ARCHAEOPTERYX MACRURA. Однако, Фогт натолкнулся на критику Оуэна, который утверждал, что золенгофенская и эйхштеттская первоптицы принадлежат по меньшей мере двум видам, если не двум особым родам. Как видно, Дамес был сторонником взглядов Оуэна, так как, описывая эйхштеттскую первоптицу, он отнес ее к новому виду, а именно к ARCHAEOPTERYX SIEMENSI, В честь Сименса, который, купив этот скелет, сохранил его для отечественной науки.

В двадцатых годах нашего столетия, после дополнительных исследований золенгофенской (т. е. лондонской) и эйхштеттской (т. е. берлинской) особей, Бронислав Петроневич высказал мнение, что обе первоптицы являются представителями двух различных родов, о чем раньше предполагал Оуэн. За лондонской первоптицей сн оставил ее первоначальное название ARCHAEOPTERYX, для берлинской же он предложил название ARCHAEORNIS. Однако подробные исследования Гэвина де Бэра, произведенные в самое последнее время, опровергли взгляд Б. Петроневича. Де Бэр установил, что мы имеем дело с одним только родом ARCHAEOPTERYX; замеченные мелкие отличия скелетов обеих птиц объясняются в первую очередь их различным возрастом, либо различием в поле. Де Бэр пришел также к заключению, что все находки принадлежат одному виду, а именно, основываясь на названии старшей находки, - виду ARCHAEOPTERYX LITHOGRAPHICA. Со взглядом де Бэра согласились многие палеонтологи, среди них также Ф. Геллер, который в 1959 году подробно описал скелетные остатки третьего, эрлангенского археоптерикса. В дальнейшем изложении мы будем придерживаться взгляда де Бэра.

О СКЕЛЕТЕ ДРЕВНИХ ПТИЦ

Уже первые палеонтологи, изучавшие скелеты позднеюрских древних птиц, отметили, что они обладают одновременно признаками пресмыкающихся и птиц. Поэтому нет ничего удивительного в том, что они по-разному трактовали систематическое положение этих животных. Мы уже знаем, что Вагнер считал лондонскую первоптицу за оперенное пресмыкающееся, в то время как Оуэн в ней видел настоящую птицу. Точно так же Гексли отнес ее к птицам, согласившись с мнением Геккеля, который в 1866 году создал в системе птиц особую группу (подкласс), которую он назвал SAURURAE (ящерообразные, точнее ящерохвостые птицы). Этим названием он хотел показать, что к этой группе относятся наиболее примитивные птицы, стоящие на самом низком уровне развития и напоминающие некоторыми особенностями строения скелета своих предков - пресмыкающихся. Фогт, Долло, Рейхенов, Видерсгейм и другие ученые рассматривали позднеюрских птиц как особую переходную форму между пресмыкающимися и птицами. В отличие от них Фюрбингер, Дамес, Маршал, Сили и другие склонялись к взглядам Оуэна и считали этих первоптиц за настоящих птиц с отличительными, частично эмбриональными признаками.

Благодаря работам целого ряда выдающихся ученых в настоящее время мы уже знаем очень многое об этих позднеюрских птицах - археоптериксах. Так, например, нам многое известно об их скелете.

В отличие от огромного количества позднейших, в геологическом отношении более молодых птиц, кости позднеюрских птиц не были пневматическими, т. е. они не были полыми и наполненными воздухом, - они были массивными. Пока что нет подтверждающих данных для противоположного предположения, хотя уже Оуэн допускал пневматичность хотя бы их длинных костей. В последнее время этому вопросу большое внимание уделил де Бэр, но и ему, так же как Геллеру, не удалось ответить на этот вопрос, хотя оба они установили для некоторых костей известную пневматичность. Позвоночный столб позднеюрских птиц состоит из 50 позвонков примитивного вида, из которых 10 или 11 - шейных, 11 или 12 - спинных, 2 - бедренных, 6 или 7 - крестцовых и 20 или 21 хвостовых позвонков. Хвостовые позвонки узкие и удлиненные, благодаря чему хвост был длиннее, чем шея и спина вместе взятые. Шейные и спинные позвонки вогнуты с обеих сторон (амфицельные), со слабо развитыми отростками. С шейными позвонками сочленялись короткие ребра, со спинными позвонками - длинные и тонкие ребра; ни у одного из этих ребер нет отростка (processus uncinatus), которым бы он опирался на соседнее ребро, чем значительно повышается прочность грудной клетки у современных птиц. К этим настоящим ребрам, больше напоминающим ребра пресмыкающихся, чем птиц, добавлялись еще от 12 до 13 пар тонких брюшных ребер, не наблюдающихся ни у одной современной птицы, но зато весьма часто встречающихся у ископаемых и современных пресмыкающихся (например у крокодилов).

Череп, очень хорошо сохранившийся у берлинского археоптерикса, многими своими особенностями строения напоминает череп птицы, а другими - череп пресмыкающегося. Признаками птичьего черепа прежде всего являются его форма, размеры черепной коробки, отсутствие височных впадин, наличие больших предглазничных впадин, далеко выдвинутых вперед носовых отверстий и, наконец, слияние черепных швов. Признаками черепа пресмыкающихся являются снабженные зубами челюсти и сидящие в альвеолах мелкие тонкие конусообразные зубки. Точно так же и находящееся в глазницах так называемое склеротикальное кольцо, состоящее из тонких костных пластинок, предназначенных для защиты белка глаза, является характерным признаком пресмыкающихся (такое кольцо в глазницах современных птиц совершенно отсутствует).

Лопатки археоптерикса имели саблевидную форму и были снабжены хорошо развитым отростком, называемым акромионом. Точно так же хорошо были развиты коракоиды; ключицы срослись в форме вилки (что представляет типичный признак птиц). Грудина известна лишь по неполному остатку. Ее форма напоминает равносторонний треугольник с луковицеподобным вырезом, вероятно она была снабжена килем.

Особого внимания заслуживают передние конечности. На них были три пальца с коготками. Локтевая и лучевая кости были прямыми и немного короче плечевой кости. Если отвлечься от оперения, передние конечности были построены по образцу таковых пресмыкающихся, зато задние конечности были конечностями птиц. На них было по четыре пальца с маленькими острыми коготками.

По слепкам мозговой коробки можно судить, что у археоптериксов был сильно развит средний мозг и что полушария переднего мозга были узкими и длинными; оба отдела мозга больше напоминают мозг пресмыкающегося, чем птицы.

Из краткого описания скелета первоптиц вытекает, что в нем мы встречаемся с чертами как пресмыкающихся, так и птиц. Из этого следует, что скелеты первоптиц представляют замечательное сочетание признаков пресмыкающихся и птиц. В этом нет ничего удивительного, если мы учтем, что позднеюрские первоптицы являются пока что в геологическом отношении наиболее древними вообще известными птицами и что они ближе всего стоят к своим предкам - пресмыкающимся. Также нет ничего удивительного в том, что многие палеонтологи первоначально колебались, не зная, считать ли позднеюрских первоптиц археоптериксов оперенными пресмыкающимися или настоящими птицами с примитивными особенностями строения, унаследованными от пресмыкающихся.

В настоящее время вопрос о систематической принадлежности решен. Это - настоящие птицы, хотя они и занимают в классе птиц (AVES) В эволюционном отношении наиболее низкое место и являются единственными представителями древней группы ARCHAEORNITHES (также SAURURAE). В то же самое время остальные птицы, как ископаемые, так и нынеживущие, с эволюционной точки зрения относятся к более высоко стоящей группе - NEORNITHES (также ORNITHURAE).

КАК ВЫГЛЯДЕЛИ И ЖИЛИ ДРЕВНИЕ ПТИЦЫ

Позднеюрские зубастые древние птицы археоптериксы были немногим больше голубя. Все их тело было покрыто перьями. Кроме коротких перьев, создававших равномерный покров тела, каждое крыло археоптерикса было снабжено 17 мощными маховыми перьями. Рулевые перья хвоста попарно сидели на всех хвостовых позвонках и были направлены назад и вниз. Точно сказать нельзя, имелось ли оперение также на голове. Было высказано предположение, что принимая во внимание, что челюсти археоптерикса были построены по типу пресмыкающихся, оперение их головы либо было незначительным, либо оно было заменено чешуйчатым покровом.

Также нам ничего не известно об окраске перьев. Некоторые ученые предполагают, что перья археоптерикса были окрашены пестро, как у современных тропических птиц; другие полагают, что окраска перьев была серая или коричневая; третьи убеждены в том, что оперение археоптерикса было полосатым наподобие некоторых современных куриных и хищных птиц. Существуют рисунки археоптерикса, на которых он изображен белым или, наоборот, черным. Такие изображения вряд ли правильны. И хотя нам никогда не удастся сказать, какая реконструкция окраски оперения археоптерикса правильнее, мы все же имеем основание предполагать, принимая во внимание приспособление археоптерикса к окружающей среде и его сравнительно недавнее происхождение от пресмыкающихся, что разноцветная окраска перьев археоптерикса будет ближе к действительности. Некоторые исследователи полагают, что оперение самца было более пестрым, чем оперение самки.

Ученые попытались также определить вес птицы Так как мы не знаем точной формы грудины кости, которая позволила бы определить вес грудных мышц, полученные результаты следует считать приближенными. Но средняя величина крыльев примерно отвечает средней величине груди. Это отношение приближается к таковому у современной сороки и отвечает примерно одной шестой общего веса. На этом основании вес археоптерикса был определен несколько меньшим веса сороки, т. е. равным приблизительно 150-200 г. Лондонский археоптерикс, который был крупнее берлинского, весил, примерно, 260-300 г. Эрлангенский археоптерикс весил наверное в точности столько же, сколько лондонский.

С уверенностью можно сказать, что археоптериксы не были хищными птицами. На основании их слабых челюстей, усаженных мелкими зубками, некоторые палеонтологи полагают, что они питались преимущественно растениями, именно плодами; при этом они навряд ли пренебрегали мелкими насекомыми и червями.

Археоптериксы жили в араукариевых и цикадовых рощах, располагавшихся на различных расстояниях от позднеюрских лагун Баварии. Было высказано также и другое предположение об образе жизни археоптериксов. Вальтер предполагал, что они жили по берегам лагун на болотистых и песчаных участках, где они отыскивали пищу, передвигаясь при помощи прыжков. Однако, единственно правильным остается предположение, что эти птицы жили в рощах, озаренных жгучими лучами позднеюрского солнца. В рощах они могли гораздо легче найти себе защиту, чем на открытых песчаных береговых участках. Они не были приспособлены для жизни на широких и свободных прибрежных пространствах. Они плохо летали и не отличались ни величиною, ни хищными повадками. Для таких беззащитных животных тогда было очень опасно все время находиться на открытых местах или на песчаных берегах. В кустарниках и среди ветвей араукариевых и цикадовых деревьев они были в безопасности: здесь они могли укрыться от врагов в гуще листвы или могли, быстро взобравшись по стволу дерева, спрятаться в его кроне. Для карабкания им помогали не только задние, но и передние конечности - крылья, на которых, как мы уже знаем, имелось три подвижных пальца с острыми коготками.

Сохранность скелетов птиц также подтверждает предположение, что археоптериксы жили в лесах, расположенных на большем или меньшем расстоянии от лагун. Плохая сохранность лондонского экземпляра ясно указывает на то, что после смерти труп археоптерикса долгое время разлагался, прежде чем был смыт в лагуну и был захоронен в известковом илу. Эрлангенский экземпляр свидетельствует об этом еще более красноречиво; Ф. Геллер предполагает, что труп этого археоптерикса также долгое время подвергался процессам разложения, после чего ручьем или рекой был снесен в лагуну и погребен в илу.

Мнения всех ученых сходятся на том, что летательная способность археоптериксов была ограниченной. Это была примитивная птица, поэтому и ее полет был примитивным; скорее всего это было порхание, а не полет. С аэродинамической точки зрения тело археоптерикса имело целый ряд недостатков: оно было длинным, центр тяжести был расположен в конце туловища, кости пальцев не были расширены, крылья были короткие, хвост длинный. Все это особенности, препятствующие хорошему полету. Археоптерикс мог скользить по воздуху с дерева на дерево и при этом менять направление. При полете его крылья только незначительно отклонялись от горизонтального положения. Его полет был волнообразный, чередующийся со скольжением. Приземлялся археоптерикс легко, так как ему помогали при этом также коготки пальцев крыльев. При взлете он наверное закидывал голову назад.

Когда археоптерикс стоял на земле, его тело находилось в горизонтальном положении, голова была поднята, хвост был вытянут параллельно земле, крылья были прижаты к телу. Наверное, прохаживаясь, он делал большие шаги и умел бегать. Во время отдыха он ложился на брюхо.

О том, каким образом позднеюрские зубастые археоптериксы карабкались по стволам деревьев или ветвям кустов, по словам О. Абеля можно лучше всего себе представить, посмотрев на современных гоацинов (OPISTHOCOMUS HOAZIN), живущих в Южной Америке от Суринама до Колумбии и далее на юг до Боливии. Молодые, только что вылупившиеся из яиц гоацины в случае опасности вылезают на четвереньках из гнезда; то же самое они делают, когда ищут старых птиц для того, чтобы они их покормили. Лазать они умеют отлично; при этом не только при помощи ног, но также при помощи клюва и даже передних конечностей, на которых у них развиты два пальца с острыми коготками. Пальцами с когтями молодые гоацины хватаются за ветки деревьев; они помогают себе также клювом и таким образом подтягивают свое тельце. Это происходит очень быстро и ловко.

Точно так же археоптериксы пользовались коготками пальцев передних конечностей для лазания. По сравнению с молодыми гоацинами их лазание было упрощено тем, что на их крыльях было три пальца с коготками. Следовательно, археоптериксы умели отлично лазать.

ДРЕВНИЕ ПТИЦЫ ЖИЛИ ЛИШЬ В БАВАРИИ

Остатки скелетов зубастых птиц - археоптериксов - пока что были найдены только в позднеюрских плитчатых известняках современной Баварии, в районе Золенгофена. Другие известия об их находках в испанской Гвинее, Италии и в восточной Африке научно не обоснованы.

ИЗВЕСТНЫ ЛИ НАМ СЛЕДЫ ДРЕВНИХ ПТИЦ?

Позднеюрские зубастые археоптериксы передвигались также по земле. Естественно, что они оставляли после себя следы.

В 1862 году Альберт Оппель описал следы, обнаруженные им на поверхности плиток позднеюрских известняков. Он назвал их ICHNITES LITHOGRAPHICUS и предположил, что это следы древней птицы - археоптерикса. Год спустя Л. Фигийе высказал мнение, что эти следы принадлежат летающему ящеру из рода RHAMPHORHYNCHUS. Свое предположение он подкрепил рисунком реконструкции животного, который, однако, в свете теперешних данных кажется совершенно неправильным. Того же мнения придерживался О. Фраас. В 1904 году Иоганнес Вальтер высказал предположение, что эти следы принадлежат археоптериксу. В 1911 году профессор Абель высказал новое предположение, а именно, что эти следы оставил маленький, достигающий размеров кошки, ящер COMPSOGNATUS, скелет которого был найден в тех же плитчатых известняках в окрестностях Яухенгаузена. Впоследствии он отказался от своего взгляда, говоря, что эти следы принадлежат не компсогнату, а какому-то маленькому, прыгающему, пока что нам не известному пресмыкающемуся. Венгерский палеонтолог Ф. Нопча, давший этим следам новое название KAUPHICHNIUM LITHOGRAPHICUM, также предполагал, что они принадлежат какому-то ящеру. В 1941 году К. Е. Кэстер высказал совершенно новое предположение, а именно, что эти следы принадлежат позднеюрскому мечехвосту (LIMULUS WALCHI). По-видимому это последнее предположение правильно.

Таким образом, следы позднеюрских зубастых археоптериксов пока что нам не известны.

ТАЙНА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПТИЦ

Несмотря на то, что много выдающихся ученых старалось разрешить вопрос происхождения птиц, его следует считать еще не вполне выясненным. Тем не менее, не зная еще необходимых подробностей, мы можем сказать, что основные данные о возникновении птиц нам известны.

До конца прошлого столетия на этот вопрос в научном мире существовали две точки зрения. Первая, первоначальная, основывалась на мнении Гегенбауэра, Копа и Гексли о том, что птицы произошли от хищных гигантских двуногих ящеров - динозавров. Вторая точка зрения, главными защитниками которой были Сили, Дамес и Долло, отвергавшие первую гипотезу, заключалась в том, что птичьи признаки двуногих ящеров не первичны, а вторичны, вызваны хождением на двух ногах. Третий взгляд, высказанный С. Г. Мивартом, был справедливо отвергнут. Этот ученый считал, что летающие птицы (CARINATA) произошли от летающих ящеров, а бегающие птицы (RATITAE) - от двуногих. Хотя и не было сомнений в том, что предков птиц следует искать среди пресмыкающихся, в начале нашего столетия взгляды на происхождение птиц несколько изменились. Предков птиц стали искать не среди динозавров, которые далеко не всегда, как это многие предполагают и о чем свидетельствует их название, достигали огромных размеров, а среди мелких древних пресмыкающихся из вымершей группы PSEUDOSUCHIA, существовавших па Земле в начале мезозоя, т. е. в триасе (приблизительно 190-150 миллионов лет тому назад). И, действительно, чем подробнее изучали этих пресмыкающихся, тем все более и более правдоподобным становилось предположение, что именно от них произошли и в процессе его развития усовершенствовались первые птицы.

Так, например, было обнаружено большое сходство в строении черепа ORNITHOSUCHUS, скелет которого был найден в триасе Шотландии, с черепом археоптерикса; известные черты сходства удалось также установить в строении их скелета. Другими такими животными являются SCLEROMOCHLUS, также из шотландского триаса, SALTOPOSUCHUS ИЗ немецкого триаса и EUPARKERIA, открытая Р. Брумом в южноафриканском триасе. Последний ученый первым высказал предположение, что древние пресмыкающиеся PSEUDOSUCHIA могли быть предками птиц.

Таким образом, палеонтологи пришли к заключению, что птицы произошли от каких-то пресмыкающихся из группы PSEUDOSUCHIA. Тогда возник следующий по очереди вопрос - каким путем шло это развитие. Превращение древнего пресмыкающегося в древнейшую первоптицу представляло весьма сложный вопрос, связанный с отделением животных от земли и с освоением ими воздушного океана, то есть с освоением новой жизненной среды, которая принесла им много новых преимуществ. Основная предпосылка этого изменения заключалась в известной перестройке скелета и тела древнего пресмыкающегося, в появлении крыльев, позволявших совершать полеты первоначально весьма простые и примитивные. Именно при решении этих вопросов мнения ученых разошлись.

Одни предполагают, что птицы с их способностью к полету возникли из древнейших наземных пресмыкающихся PSEUDOSUCHIA, первоначально передвигавшихся на всех четырех конечностях, а впоследствии на двух задних, причем передние конечности постепенно расширялись в крылья, отстающие в сторону. Примером такого древнего пресмыкающегося может служить позднетриасовый ORNITHOSUCHUS ящероподобной внешности, со слабо развитыми передними и сильными задними конечностями. Уже одно это указывает на тенденцию к выпрямлению тела и ходьбе на задних ногах; свидетельствуют об этом также большие боковые впадины в черепе, значительно понижающие вес головы. Бесспорно, что такое эволюционное развитие могло лучше и успешнее всего идти в степных местностях и что оно, в конце концов, привело к возникновению типов, наиболее к ним приспособленных, т. е. к появлению мелких бегунов или скакунов, примером каковых могли служить маленькие ящеры, как, например, PROCOMPSOGNATHUS или SALTOPUS триаса или COMPSOGNATHUS юры. Весьма вероятно, что на таком эволюционном пути - с. передвижением длинными прыжками и бегом, с отделением тела от земли - нельзя было перейти к настоящему полету. Мы знаем, что у всех животных, перешедших от передвижения на четырех конечностях к передвижению на двух ногах, с подъемом тела над землей, передние конечности в процессе дальнейшего развития все более и более редуцировались. Естественно, что такая редукция не могла привести к возникновению крыльев - органа передвижения, который должен был в конце концов нести вес всего тела. Таким образом, многое говорит против предположения, что возникновение полета птиц произошло от земли, т. е. снизу вверх.

Поэтому другие ученые считают, что предками древнейших первоптиц были древние пресмыкающиеся PSEUDOSUCHIA, жившие на деревьях. У этих пресмыкающихся не наблюдалось редукции передних конечностей, в то время как они при помощи своих более сильных задних конечностей могли совершать большие прыжки. Лазание по ветвям деревьев или кустов (а также по скалам) привело, наоборот, к укреплению и развитию передних конечностей, к расширению их несущей поверхности; все это, вместе с кожными расширениями в других частях тела, способствовало первому примитивному скользящему или парашютирующему полету с ветки на ветку или с дерева на дерево. Примером такого жившего на деревьях древнего пресмыкающегося из псевдозухий может служить позднетриасовый SCLEROMOCHLUS. Его длинные тонкие ноги свидетельствуют о том, что он отлично прыгал, а удлиненное предлоктье - о способности хорошо лазать и цепляться за ветви деревьев и кустов. Однако мы бы заблуждались, если бы предполагали, что именно SCLEROMOCHLUS был предком птиц, так как некоторые особенности строения его скелета такое предположение полностью исключают.

В конце концов эти два диаметрально противоположных взгляда сблизились. В настоящее время мы можем сказать, что предком птиц был первоначально наземный, на всех четырех ногах передвигавшийся ящер из псевдозухий, который со временем начал все более IT более выпрямлять свое тело и передвигаться на задних ногах. Это повлекло за собою определенные изменения в скелете и в строении тела животного. Однако, эти изменения не возрастали все время и не привели к типу, наиболее хорошо приспособленному в данных условиях жизни. На определенной, притом весьма ранней стадии развития этот, частично уже измененный, ящер перешел от жизни в степных или пустынных местностях к жизни в местностях, покрытых лесом или кустарником, где могли также встречаться многочисленные скалы. В этих новых жизненных условиях скелет и тело животных претерпели ряд новых изменений, которые, при сохранении старых изменений (иногда только в виде намеков на них), привели к окончательному превращению древнего пресмыкающегося в способную к первому полету древнейшую птицу. Совершенно неважно, что полот первоначально был очень примитивным, - важно то, что он вообще совершился, так как возникновение птицы из пресмыкающегося тесно связано с полетом.

Исключительно важным моментом в истории превращения древнего пресмыкающегося в первоптицу было начало превращения чешуй в перья. Эта перемена происходила постепенно по всей поверхности тела ящера, на передних и задних конечностях и на длинном хвосте. Одновременно произошли перемены в кровообращении, обусловленные разделом сердца на четыре камеры. Таким образом, на этой стадии развития произошло также превращение животного с непостоянной температурой тела (пресмыкающегося) в животное с постоянной температурой тела (птицу). Приобретение теплокровности представляло, в особенности для более поздних птиц, исключительное преимущество, благодаря которому они могли распространиться по всем областям земного шара, от экватора до северного и южного полюсов.

Изложенные выше предположения относительно развития птиц не могут быть пока подкреплены фактическими данными. Несмотря на это мы находим в гипотезах о происхождении птиц название "PROAVIS", Т. е. "праптица". Под этим названием всегда подразумевается переходная форма между древними пресмыкающимися псевдозухиями и археоптериксом. Этот гипотетический "PROAVIS" неоднократно изображался; самые удачные реконструкции принадлежат датскому ученому Герхгарду Гейльману.

Прошло много времени, прежде чем из псевдозухии возникла примитивная первоптица - позднеюрский зубастый археоптерикс. Его появление означало большой шаг вперед в истории развития животного мира.

Главная » Оборудование » Эти удивительные древние птицы. Происхождение птиц: особенности, интересные факты и описание