Jauni paleontoloģiski atradumi maina valdošos uzskatus par pterozauriem - un visdīvainākajiem dzīvniekiem, kas jebkad ir lidojuši virs zemes.
Pterosaurs un Pterodaktils ir divi vārdi svešzemēm lidojošām radībām; pirmais no tiem tulkojumā no grieķu valodas nozīmē “spārnu ķirzaka”, otrais - “lidojošais pirksts”.
Pirmo reizi šāda dzīvnieka mirstīgās atliekas tika atrastas 18. gadsimtā. Kopš tā laika zinātnieki ir aprakstījuši vairāk nekā 200 spārnotu ķirzakas sugu, taču šo pūķu, kas vairāk nekā 160 miljonus gadu valdīja mezozoja laikmeta debesīs, kopējā ideja paliek tā pati.
Mēs tos vienmēr iedomājamies par neveikliem, bet ļoti bīstamiem lidojošiem rāpuļiem ar garu knābi un ādainiem spārniem, kas uz pakauša kājiņām kā pingvīni.
Piemēram, 1966. gada filma Miljons gadu pirms mūsu ēras, kurā caurdurtais purpursarkanais pterozaurs varoņu Raequel Welch aizved uz savu ligzdu, lai pabarotu mazuļus (spoilera trauksme: skaistums bikini aizbēga). Vai 50 gadu laikā ir kaut kas mainījies? Nemaz: Jurassic World filmā, kas tika filmēts 2015. gadā, pterozauri joprojām debesīs pārvadā vairāk sava svara. (Tikai gadījumā precizēsim: pēdējie pterozauri izmira pirms 66 miljoniem gadu, tas ir, mūžība, pirms cilvēki parādījās uz Zemes.)
Nesenais fosilo pierādījumu daudzums liecina, ka pterozauri bija visdažādāko formu un izmēru un ļoti atšķirīgi. Simtiem pterozauru sugu dzīvoja vienlaicīgi, aizņemot dažādas ekoloģiskās nišas, tāpat kā mūsdienu putni. Viņu vidū bija milzu monstri, piemēram, Quetzalcoatl (Quetzalcoatlus northropi), kas ir viens no lielākajiem mūsdienās zināmajiem lidojošajiem radījumiem: stāvot četrrāpus, viņš varēja sacensties ar žirafes augšanu, un spārna platums bija 10,5 metri. Bet bija arī zvirbuļa lieluma pterozauri: viņi sēdēja uz zariem senajos mežos un, visdrīzāk, noķēra kukaiņus.
Viens no ziņkārīgākajiem atradumiem ir pārakmeņojušās pterozauru olas. Skenējot vislabāk saglabātos, zinātnieki redzēja embrijus zem čaumalas un varēja uzzināt par to attīstību. Viena olšūna tika atrasta pat Ķīnā dzīvojošās mātītes Darwinopterus olšūnā, bet blakus - otra, kas acīmredzami izspieda zem vulkānisko pelnu svara, kas pārklāja dzīvnieku. T kundze (tas bija šīs sievietes vārds) kļuva par pirmo pterozauru, kura dzimums tika precīzi noteikts. Viņas galvaskausā nebija cekuls. Iespējams, ka šādi izaugumi rotāja tikai tēviņu galvas, jo tie rotā dažu mūsdienu putnu sugu tēviņus - daba viņiem deva lielu, koši krāsainu kortu, lai piesaistītu pretējā dzimuma indivīdus.
Pēc visiem šiem atradumiem šķiet, ka pterozauri mums ir kļuvuši tuvāk, taču zinātniekiem viss ir par maz. Ceļā uz Bigbendas nacionālo parku Teksasas dienvidrietumos paleontologs Deivs Martils no Portsmutas Universitātes dalās ar mani saviem darba plāniem: pirmkārt, satikt un apbrīnot klaburčūsku; otrkārt, atrodiet visu quetzalcoatl galvaskausu. Izredzes izpildīt programmas pirmo punktu ir neizmērojami lielākas.
Reklāmas video:
Pterozauru ekspertam vissvarīgākais ir būt optimistiskam. Iedomājoties, ka šādā un tādā dienā jūs dodaties tur un atrodat vismaz kaut ko viņiem būtisku, piemēram, iegādājaties loterijas biļeti un nekavējoties sāciet plānot, kam tērēsit savus laimestus. Pterozauru fosilijas ir ārkārtīgi reti sastopamas, jo to kauli bija dobi un plāni. Kas attiecas uz quetzalcoatl, mēs to zinām, pateicoties tikai dažiem fragmentiem, kas 70. gados tika atrasti Big Bend parkā.
Pterozauru dobie, īpaši gaišie kauli bija labi lidošanai, taču reti saglabājas kā neskarti, jo šie Anhanguera paliek. Vairumā gadījumu tie tiek sasmalcināti, "it kā veltnis būtu viņiem virsū braucis".
Martils un viņa kolēģis Nizars Ibrahims trīs dienas pavadīja fosilo kaulu meklējumos parka sauso upju gultnēs. Viņi gāja augšup un lejup pa Pterodaktila grēdu (kāds daudzsološs nosaukums!), Tagad un pēc tam pārbaudīja kartes, kuras sastādījis šīs ķirzakas atradējs. Viņi iedziļinājās visās ģeoloģisko slāņu niansēs (“Paskatieties uz šīm Milankovitch ciklu izpausmēm!” - iesaucās Martils, ar to saprotot, ka periodiskas izmaiņas Zemes orbītas formā un tās ass slīpumā, ko 20. gadsimta sākumā noteica serbu astronoms Milutins Milankovičs), ietekmē klimatu planētu, un tas atspoguļojas nogulumiežu nogulumu cikliskajā struktūrā). Uzkāpjot uz smilšakmens kores, no kuras šķita neiespējami izkāpt, Martils tikai nokrita: “Kur mūsējie nepazuda! , Nolēca un palika neskarts.
Tomēr pētniekiem nebija iespējas ne satikt klaburčūsku, ne pat atrast pterozaura kaula fragmentu. Mierinot, viņi nāca pāri milzu dinozauru, visticamāk, sauropoda, augšstilba kaulam. Bet viņus neinteresē dinozauri.
Pametot nacionālo parku, paleontologi izstrādā jaunu kvetzalkoatla meklēšanas plānu - viņi patiešām vēlas uzzināt vairāk par šo apbrīnojamo ķirzaku, kurā viss ir neparasts: gan lielums, gan izskats, gan uzvedība - to var spriest pēc dažām atlikušajām fosilijām no tā.
Dažos no Ķīnas radušajiem Zheholopter fosiliju apgabaliem ir saglabāti smalki matu vai dūnu nospiedumi. (Pirmoreiz šādas integrētiskas struktūras atklāja padomju paleontologi Jurassic pterosaurā.) Foto: VERTEBRĀTU PALEONTOLOĢIJAS UN PALEOANTHROPOLOGY INSTITŪTS, BEIJING
Pterozauru jēdziens ir daudz mainījies - pat to izskata un izturēšanās ziņā. Daļēji tas izskaidrojams ar to, ka vēl pavisam nesen zinātniekiem secinājumi bija jāveido, balstoties uz ārkārtīgi nelielu paraugu skaitu.
Pterozauri atšķīrās, atklāti sakot, ļoti savādā anatomijā. Var šķist, ka tie bija slikti pielāgoti dzīvei uz zemes vai gaisā. Reiz pat tika domāts, ka spārnu ķirzakas rāpo uz vēdera, vai arī iedomājās tos staigājam pa pakaļkājām ar garām priekšējām ekstremitātēm, kas izstieptas uz priekšu kā zombijs, un vilkās aiz muguras kā apmetnis ar salocītiem spārniem. Vēlāk pēc fosilām pēdām tika noskaidrots, ka pterozauri pārvietojās uz četrām ekstremitātēm, taču joprojām nebija skaidrības, kur tieši un kur likt spārnus. Un viņi tik ļoti šaubījās par savām lidošanas spējām, ka uzskatīja viņus par nespējīgiem izkāpt no zemes, izņemot to, ka metās zem klints.
"Diezgan bieži indivīdus redz ar galvu un kaklu, kas trīs vai pat četras reizes pārsniedz ķermeņa garumu," saka biofiziķis Maikls Habibs no Losandželosas apgabala Dabas vēstures muzeja. Pat zinātniski apmācīti mākslinieki bieži tos maldina, attēlojot. “Viņi par paraugu ņem putnu, tikai tam pievieno lentu spārnus un cekaru,” saka Maikls. "Tomēr pterozauru ķermeņa proporcijas nepavisam nebija putnu."
Khabiba nolēma pārskatīt dominējošās idejas par pterosauru biomehāniku, izmantojot, pirmkārt, matemātisku pieeju un, otrkārt, mugurkaulnieku anatomijas praktiskās zināšanas, kuras viņš ieguva savā citā darbā, proti, Dienvidkalifornijas universitātes medicīnas skolas laboratorijā. Tāpat kā vairums zinātnieku, Maikls uzskata, ka pirmie pterozauri pirms aptuveni 230 miljoniem gadu bija cēlušies no viegliem, tieviem rāpuļiem, kas bija labi piemēroti skriešanai un lēkšanai. Spēja lēkt - satvert lidojošu kukaiņu vai izvairīties no plēsēja zobiem - ir pārtapusi par spēju, kā to izteicis Habibs, "lēkt un lidināties gaisā".
Sākumā pterozauri droši vien tikai lidinājās, un pēc tam desmitiem miljonu gadu pirms putniem (un vēl jo vairāk pirms sikspārņiem) viņi kļuva par pirmajiem mugurkaulniekiem, kuri apguva lidojošo lidojumu.
Izmantojot gaisa kuģu inženierijā izmantojamos vienādojumus, Habibs un viņa kolēģi atspēkoja hipotēzi par klints lēkšanu. Turklāt viņi pierādīja, ka, ja pterozauri paceļas no vertikāla stāvokļa, stāvot uz pakaļkājām, tad lielās sugās augšstilba kauli lūzt no pārslodzes. Četru ekstremitāšu pacelšanās ir praktiskāka.
“Jums ir nepieciešams uzlēkt uz priekšu, balstoties uz priekšējām ekstremitātēm, piemēram, ar augstu džemperi, uz viņa staba,” skaidro Habibs. Lai paceltos no ūdens, pterozauri airu airēšanas veidā izmantoja spārnus: viņi tos izspieda no virsmas. Un atkal, tāpat kā airētājiem, viņiem bija lieli, labi attīstīti pleci, kurus bieži vien kombinēja ar pārsteidzoši mazām kājām, lai samazinātu vilkmi lidojuma laikā.
Pterozaura spārns bija membrāna, kas izstiepta no pleca līdz potītei; un to izstiepa ārkārtīgi garš lidojošs (ceturtais) pirksts, kas veido spārna priekšējo malu. Paraugi no Brazīlijas un Vācijas rāda, ka membrānu caurdura smalkie muskuļi un asinsvadi. Olbaltumvielu šķipsnas, "sašūstot", piešķīra starpsienai papildu stingrību. Mūsdienās zinātnieki uzskata, ka pterozauri varētu nedaudz mainīt spārnu profilu atkarībā no lidojuma apstākļiem, savelkot muskuļus vai pagriežot potītes uz iekšu vai uz āru.
Plaukstas locītavas pārkaulotās cīpslas slīpuma leņķa maiņa, pteroīds, iespējams, kalpoja tam pašam mērķim kā lielo mūsdienu lidaparātu slīpņu pagriešana - palielināt pacelšanu ar nelielu ātrumu.
Turklāt pterozauros lidojuma nodrošināšanā tika iesaistīti vairāk muskuļi un lielāka ķermeņa svara daļa nekā putniem. Un viņu smadzenēs, tāpat kā putniem (un vēl labāk), tika izstrādātas frontālās un redzamās daivas, smadzenītes un labirints: šādas smadzenes ātri varēja reaģēt uz situācijas izmaiņām lidojuma laikā un pārraidīt signālus daudziem muskuļiem, kas regulē membrānas spriedzi.
Pateicoties Habibas un viņa kolēģu darbam, pterozauri vairs nav spārnots pārpratums, bet izveicīgi aviatori. Šķiet, ka daudzas sugas ir pielāgotas lēnam, bet ļoti ilgam lidojumam lielos attālumos; viņi varēja lidināties virs okeāna, izmantojot vājus siltus uzgaļus (termiskos). Bija arī tādas sugas, kuras Khabib dēvē par superlidotājiem: piemēram, albatrosiem līdzīgais Nyctosaurus, kura spārnu platums sasniedza gandrīz trīs metrus, slīdēšanas īpašības, it īpaši attālums, ko tas lidoja uz katru nolaišanās metru, bija diezgan salīdzināmas ar īpašībām mūsdienu sporta planieris.
“Labi, ka viss ir skaidrs ar spārniem,” pēc palepologa sāka Khabiba lekcija. - Bet kā ar galvām? “Piemēram, Quetzalcoatl galvaskauss varētu būt trīs metru garš, bet korpuss - mazāks par metru. Un Nykosaurus bija izveidojis garu "mastu", kas izkāpa no milzīga galvaskausa, pie kura, iespējams, bija piestiprināta cekuls.
Atbildot uz jautājumu, Maikls runāja par pterozauru smadzenēm, kuru masa, tāpat kā putniem, tikai nedaudz svēra milzīgo galvu, runāja par kauliem, kas bija dobi, tāpat kā putniem, un pat vieglāki. Kaulu sienu biezums dažreiz nepārsniedza milimetru, bet kaulu audus veidoja daudzi šķērsoti slāņi, kas kauliem deva stiprību (kā daudzslāņu saplāksnim). Un no iekšpuses dobumus lielākai stingrībai šķērsoja šķērssienas. Tas viss ļāva pterozauriem sasniegt lielus ķermeņa izmērus bez ievērojama svara pieauguma.
Galvaskausi, kas rotāti ar grēdām un sprauž mutes, bija tik milzīgi, ka Kababi, aplūkojot tos, izstrādāja “Biedējošā pelēkā vilka hipotēzi”: “Ja jums ir liela mute, tad jūs varat norīt vairāk. Un izvirzītais cekuls varētu piesaistīt mātītes. " Nu, atgriežoties pie jautājuma par šo paleontologu, pterozauri, pēc Maikla teiktā, bija "milzīgas lidojošu slepkavas galvas".
Junčangs Lī, viens no Ķīnas vadošajiem paleontologiem, sveicina viesus uz aizņemtas ielas Džinožou centrā, kas ir nozīmīga tirdzniecības pilsēta valsts ziemeļaustrumos, un pavada viņus pa šķietami parastās biroju ēkas vāji apgaismoto koridoru. Tas faktiski ir Jinzhou paleontoloģijas muzejs. Tā direktors atver neliela pieliekamais durvis bez logiem, un ieradušos acis paver to, kas jebkura apmeklētāja uzmanības centrā kļūst par jebkuru citu muzeju: visus plauktus un gandrīz visu stāvu aizņem paraugi ar pārsteidzoši pilnām, vissīkākajām detaļām, spalvu dinozauru paliekām, senākajiem putniem un, protams, pterozauri.
Uz lielas, gandrīz plecu garuma, akmens plāksnes, kas atspiedusies pret sienu, kas atrodas pretī durvīm, jūs varat redzēt lielu, briesmīgu pterozauru ar četru metru spārnu platumu un sīkām vistas pakaļkājām - Zhenyuanopterus. Tā iegarenā galva ir satīta uz sāniem un, šķiet, sastāv tikai no žokļiem, un, tuvojoties mutes sākumam, zobi kļūst aizvien garāki un aizvien vairāk aiz otra. “Tas ir nepieciešams, lai būtu ērti zvejot, peldot uz ūdens virsmas,” skaidro Lu. Zhenuanopters ir tikai viena no trim desmitiem pterozauru sugu, ko viņš aprakstījis kopš 2001. gada (daudzi joprojām guļ uz plauktiem, gaidot izpēti).
Zivju ēšanas Anhangeras galvaskauss ir saglabājies dabiskajā stāvoklī - paleontologu priekam. Foto: TAUTAS DABAS UN ZINĀTNES MUZEJS, TOKYO
Džindžou muzejs ir viens no desmit šādiem paleontoloģiskiem muzejiem, kas izkaisīti pa Liaoningas provinci, kur atrodas pterozauru fosiliju dārgumu krātuve un viens no reģioniem, kur veikti atradumi, kas pēdējos gados Ķīnu izvirzījuši paleontoloģijas priekšgalā.
Turklāt Liaoninga ir galvenā sāncensības arēna, un cilvēki no ārpuses šeit notiekošo salīdzina ne gluži attaisnojami ar “kaulu kariem”, ko 19. gadsimtā savā starpā karoja amerikāņu paleontoloģijas pionieri Otiņels Čārlzs Maršs un Edvards Drinkers Kops.
Šīs sāncensības puses ir Lu, kas pārstāv Ķīnas Tautas Republikas Ģeoloģijas zinātņu akadēmiju, un Šaolins Vangs, kura fosilijas pildītais birojs atrodas Pekinas mugurkaulnieku paleontoloģijas un paleoantropoloģijas institūtā. Šie jaunie cilvēki, piemēram, Marsh un Cope, jau savas karjeras sākumā strādāja kopā, pēc tam šķīrās, un kopš tā laika viņi ir izturējušies viens pret otru naidīgi, kas tomēr netiek reklamēts. "Divi tīģeri nevar izbraukt pa to pašu kalnu," smaida viņu kolēģis Šungings Dzjana.
Piecpadsmit gadu laikā, kas pagājuši kopš tā laika, Lu un Vangs vairāk nekā vienu reizi ir pārspējuši atklājumu skaitu, un pāris no viņiem aprakstīja vairāk nekā 50 jaunas pterozauru sugas - gandrīz ceturto daļu no visa, kas šodien ir zināms. Tomēr dažas no šīm jaunajām sugām galu galā tiks atzītas par bijušo sinonīmiem, kā tas bieži notiek paleontoloģijā. Tomēr konkurējošajām partijām nākotnē būs vairāk atklājumu. “Viņiem visas dienas garumā būtu bijis jāstrādā desmit gadus, lai aprakstītu visu, ko viņi jau ir izrakuši,” ar skaudību atzīmē viens no viesiem. To dzirdot, Lī pārsteigumā paceļ uzacis: "Es domāju, ka ar desmit gadiem nepietiks."
Ķīniešu zinātnieku panākumi ir saistīti ne tikai ar konkurenci, bet arī ar to, ka viņi bija pareizajā laikā pareizajā vietā. Ķīna kopā ar Vāciju, Brazīliju, ASV un Angliju ir viena no nedaudzajām valstīm pasaulē, kur ir atrasti 90 procenti no visām pterozauru fosilijām. Tas notika nevis tāpēc, ka pterozauri dzīvoja tikai tajās teritorijās, kur tagad atrodas šīs valstis - viņu skeletu fragmenti ir sastopami gandrīz visur. Viņu atliekas šeit tiek labāk saglabātas.
Šī ekskluzivitāte ir redzama Liaoningas provincē. Krīta laikmeta sākumā Lī saka, ka vietējos mežos un mazos saldūdens ezeros izveidojusies ļoti daudzveidīga organismu kopiena - dinozauri, pirmie putni, daudzi pterozauri un kukaiņi. Sakarā ar to, ka apkārtnē laiku pa laikam izcēlās vulkāni, daudzi dzīvnieki mira zem pelniem un nokrita uz ezeru dubļainajiem dibeniem. Šādu katastrofu upuri tika aprakti ļoti ātri, dažreiz pat bez skābekļa piekļuves paliekām, viņu audi mineralizējās ātrāk nekā viņiem bija laiks sadalīties, tāpēc viņi izdzīvoja. Paleontologi šādas vietas sauc par Lagerstätte (vācu valodā Lagerstätte nozīmē "depozīts"). Un tas pats, šādi atradumi ir jāizdara mēnešiem ilgi - jāiztīra šķirne, lai redzētu visas to pazīmes, ieskaitot, protams,ar visa veida jaudīgiem mikroskopiem.
Tikai tādās vietās kā Pterozauru muzejs Beipiao vai nesenais spārnu ķirzaku eksponāts Pekinas Dabas vēstures muzejā fosilijas sāc uztvert atšķirīgi - kā daļu no bijušās lielās daudzveidības.
Piemēram, Jeholopterus, pterozaurs ar plašu vardei līdzīgu muti, kurš, pēc zinātnieku domām, medījis spāres un citus kukaiņus. Šeit ir Ikrandraco, kas nosaukts pēc Avataras spārnotajiem radījumiem: tas droši vien lidoja zemu virs ūdens virsmas un zvejoja zivis, izmantojot sava veida ķīli apakšējā žoklī. Šeit ir jūgaripters (Dsungaripterus), kas Ziemeļķīnā atrodams ar tievu, augšupvērstu knābi, ar kuru tas tika saliekts uz gliemjiem un citiem bezmugurkaulniekiem, lai pēc tam sasmalcinātu to čaumalas un apvalkus ar vienreizīgiem zobiem.
Un tas viss pazuda krīta perioda beigās, pirms 66 miljoniem gadu. Kas izrādījās nepareizs galīgi izmirušajiem pterozauriem? Varbūt pazuda dzīvnieki, kurus viņi nomedīja? Vai arī evolūcijas gaitā viņi sasniedza tik gigantisku apmēru, ka nespēja izdzīvot globālu katastrofu, piemēram, asteroīda krišanu, kamēr mazie putni izdzīvoja?
Tomēr, aplūkojot viņu lieliski saglabājušās atliekas muzejā, par to nedomājat - notiek kaut kas pārsteidzošs: šķiet, ka šie radījumi ir gatavi atbrīvoties no akmens gūstā un doties meklēt savus pazudušos fragmentus, lai atkal pacēltos virs zemes.
