Projektni rad na temu: „Paleontološke misterije moskovske regije. Čudni fosili otkriveni sredinom dvadesetog veka. u američkoj državi Illinois, postao je početak jedne od najzanimljivijih misterija paleontologije. U čast onoga koji je prvi pronašao

Zagonetke iz "kambrijskog perioda"

Kirill ESKOV

Jedna od misterija paleontologije je "iznenadna" pojava većine vrsta životinja u kambrijskom periodu. Odakle ovaj nered života? Šta se dogodilo prije? Ispostavilo se da "kambrijski pokušaj" nije bio jedini. Prethodile su mu manje uspješne verzije "čina stvaranja", koje su iznjedrile veličanstvenu, ali potpuno nestalu faunu.

U dugom nizu naučnih zasluga Charlesa Darwina nalazi se i ovo: u Poreklu vrsta objavljenom 1859. godine, on je iskreno i jasno formulisao niz pitanja na koja njegova teorija nije dala zadovoljavajući odgovor (na tadašnjem nivou znanje).

Osnivač evolucijske teorije smatrao je "misteriju Kambrija" jednim od najozbiljnijih pitanja. Poznato je da se fosilni predstavnici gotovo svih glavnih odjela životinjskog carstva pojavljuju gotovo istovremeno u kambrijskim naslagama. U teoriji, njihovoj pojavi trebalo je prethoditi dugo razdoblje evolucije, ali iz nekog razloga nema pravih tragova ovog procesa: nema fosilnih ostataka u slojevima koji prethode kambriju (prekambriju). Nema. Pa, zašto ne "čin stvaranja"?

Najveće podjele geohronološke skale su zone: fanerozoik (od grčkog "Phaneros" - vidljiv, očigledan i "zoe" - život; najraniji period ove zone - od koga bryus) i kriptozoik ("kripton" - na grčkom "skriven"), ili prekambrijski. Osnovna podjela geohronološke skale na fanerozoik, čiji je najraniji period kambrij (koji počinje prije 0,54 milijarde godina) i prekambrij (0,54 - 4,5 milijardi godina), zasniva se na prisutnosti ili odsustvu fosilnih ostataka u odgovarajućim sedimentnim stijenama organizama koji su imali tvrd kostur.

Gotovo stotinu godina nakon objavljivanja knjige O poreklu vrsta, po ovom pitanju praktično nije bilo jasnoće. Općenito, prekambrij je zaista ostao "mračno doba" paleontološke povijesti, iz kojeg praktički nije bilo "pisanih izvora". Sve ideje o ovom periodu (a to je, uostalom, sedam osmina vremena postojanja naše planete!) bile su pretpostavke, čija se provjera činila nemogućom.

Situacija se promijenila tek posljednjih desetljeća: dogodila se prava revolucija u proučavanju pretkambrijskih fosila, čiji najzanimljiviji rezultati (kao i obično!) ostaju praktički nepoznati široj javnosti. Djelomično prebojite ovu "praznu tačku" i ovaj članak je namijenjen.

Idila "Edijakarski vrt"

1947. godine, jedno od najznačajnijih otkrića u istoriji paleontologije napravljeno je u Ediacari u Južnoj Australiji. Ispostavilo se da je na kraju pretkambrija - vendskog perioda (prije 620-600 miliona godina) postojala bogata fauna nevjerovatnih ne-skeletnih organizama, nazvana Ediakaran. Dakle, period pouzdanog postojanja višećelijskih životinja na Zemlji produžio se za skoro 100 miliona godina. Nakon toga, edijakarska fauna pronađena je u nekoliko drugih regija svijeta (Namibija, Newfoundland, Bijelo more); štaviše, ispostavilo se da su ta stvorenja više puta pronađena ranije (na primjer, u Ukrajini 1916.), ali su ih zamijenili za neorganske ostatke.

Šta je izvanredno u ovoj fauni? Sve brojne grupe višećelijskih organizama koje su se pojavile na početku kambrija bile su predstavljene malim organizmima (milimetara ili nekoliko centimetara), fauna Ediacarana sastojala se od velikih ili vrlo velikih beskralježnjaka veličine do jednog i pol metra. Među njima su bile i radijalno simetrične forme, zvane "medusoidi", i bilateralno simetrične; neke od njih (petalonama) spolja podsjećaju na moderne koralje "morsko perje", druge (poput dikinsona i spriggina) - anelide i člankonošce. Prvi istraživači edijakarske faune smatrali su ove oblike stvarnim precima modernih koelenterata i crva i uključili ih u sastav odgovarajućih tipova i klasa životinja. Ovo gledište ima pristalice do danas („australska škola“). Međutim, većina istraživača vjeruje da je sličnost ovdje čisto vanjska, a edijakarski organizmi (zvali su se vendobionti) su nešto sasvim posebno i ni na koji način nisu povezani s direktnim srodstvom sa modernim životinjskim skupinama.

Prije svega, vendobionti imaju strukturni plan drugačiji od fanerozojskih životinja koje su nam poznate. U gotovo svim bilateralno simetričnim vendskim organizmima, upravo je ta simetrija donekle narušena - u "zglobnim" oblicima, desna i lijeva polovica "segmenata" su pomaknute jedna u odnosu na drugu, otprilike kao kod zakopčanog patentnog zatvarača ili na štitniku riblje kosti automobila. . Bilo je uobičajeno da se ova asimetrija pripisuje deformacijama tijela tokom procesa sahrane, dok je M.A. Fedonkin nije obraćao pažnju na to da su prekršaji sumnjivo regularni i ujednačeni. On je dokazao da vendobionte karakterizira poseban strukturni plan, koji matematičari nazivaju simetrijom kliznog odraza; među višećelijskim životinjama ova vrsta simetrije je izuzetno rijetka.

S druge strane, B. Rannegar je otkrio da se kod vendobionta povećanje veličine tijela tokom individualnog razvoja organizma postiže izometrijskim rastom, kada sve proporcije tijela ostaju nepromijenjene (kao kod jednostavnog povećanja slike objekta) . U međuvremenu, svi poznati višećelijski organizmi, uključujući i one najprimitivnije, kao što su koelenterati i crvi, imaju ne izometrijski, već alometrijski rast sa redovnom promjenom proporcija tijela (na primjer, kod osobe u seriji "embrion - dijete - odrasla osoba" , apsolutna veličina glave raste, dok se relativna smanjuje).

Protiv pripisivanja edijakarskih organizama modernim životinjskim taksonima, postoje prigovori konkretnije prirode. Pod pritiskom ovih argumenata, pristalice direktnog srodstva između edijakarskih i fanerozojskih životinja "predavale" su vendobionte jednog po jednog ("Da, izgleda da spriggina ipak nije pravi člankonožac..."), a to se nastavilo sve do Zeylacher (koji je, inače, autor izraza "vendobionty") nije ponudio suštinski drugačije rješenje za ovaj problem. Rezimirajući karakteristike vendskih životinja, naveo je i zajedničku osobinu za njih: to su različite varijante široke vrpce s oteklinama. Ova vrsta organizacije (Zeilacher ju je nazvao "jorgan") prilično se razlikuje od svih današnjih. Očigledno je takav plan tijela poseban način za postizanje velikih veličina tijela upravo neskeletnim oblicima.

Zeilacher vjeruje da im je oblik tijela vendobionta ("prošivenog pokrivača") sa svojim vrlo visokim omjerom površine i zapremine omogućio da apsorbuju kisik i metabolite iz vode cijelom površinom tijela. Zaista, najveći edijakarski organizmi nemaju usta, pa čak ni privid probavnog sistema. Hrane se preko površine tijela (ovaj način hranjenja se naziva "osmomotrofnim"), ovim stvorenjima nisu bili potrebni unutrašnji organi.

Nedavno je, međutim, D.V. Grazhdankin i M.B. Burzin je sugerirao da tijela vendobionta uopće nisu bila debela "jorgana", već tanka valovita membrana - po analogiji, može se nazvati "karton za jaja". Zapravo, ne završava sama membrana u ukopu, već one "pješčane mrlje" koje nastaju kada se njene "rupe" popune poremećenim sedimentom. Ove "kartene za jaja", koje imaju idealan omjer volumena i površine, leže nepomično na dnu, upijajući organske tvari otopljene u morskoj vodi.

Osim toga, mnogi istraživači vjeruju da su ova ravna (i naizgled prozirna) stvorenja doslovno bila punjena simbiotskim jednoćelijskim algama, što ih je učinilo praktički neovisnim o vanjskim izvorima hrane. Kao njihova moderna ekološka sličnost mogu poslužiti takozvane autotrofne životinje (procjenjuje se da koralni polipi do 70 posto hrane dobivaju iz simbiontskih algi).

Dakle, u plitkim vodama Vendskih mora postojao je nevjerovatan ekosistem "osmotrofskih životinja". Danas su poznate hiljade primjeraka različitih predstavnika edijakarske faune, ali nijedan od njih ne pokazuje oštećenja ili tragove ugriza; očito u to vrijeme nije bilo grabežljivaca, a zaista i životinja koje se hrane velikim komadima hrane. Stoga se vendska biota često naziva "Ediacara bašta" po analogiji sa rajskim vrtom, gdje niko nikoga nije jeo. Situacija Edenskog vrta, kako bi i trebala biti, nije dugo trajala: na kraju Vendobionta potpuno su izumrli, ne ostavljajući izravne potomke. Eksperiment Ediacaran - prvi pokušaj u istoriji Zemlje da se stvore višećelijske životinje - završio je neuspjehom.

Nismo li i mi bili jorgani?

Međutim, postoje i druga mišljenja o sudbini edijakarske faune. Pored dvije suprotstavljene pozicije - "australske škole" i Zeilachera - postoji i "kompromisna". Njegove pristaše vjeruju da pored samih Vendobionta, jedinstvenih po svojoj organizaciji i svojstvenih samo ovom vremenu (i, moguće, relikvija nekih predvendskih fauna), sastav edijakarske faune sadrži i daleke pretke nekih fanerozojskih grupa.

S tim u vezi, začudo, obilježavaju se hordati - grupa koja kruniše "drvo života". Prisjetimo se simetrije klizanja refleksije, karakteristične za vendobionte (i potpuno netipične za moderne životinje): elementi takve simetrije nalaze se upravo u strukturi najprimitivnijih hordata, lanceta. Istovremeno, jedan od edijakarskih organizama - yarnemnia - sa svojim tijelom u obliku vreće i dva "sifona" vrlo podsjeća na bliskog rođaka hordata - ascidiju; osim toga, pokazalo se da su otisci ovog organizma visoko obogaćeni vanadijem, istim metalom koji služi kao osnova za respiratorni pigment ascidijana. Tako neki istraživači ne isključuju da mi (kao predstavnici hordata) potječemo direktno od najstarijih višećelijskih organizama na Zemlji - vendobionta.

Ovo, međutim, još uvijek nije najegzotičnija hipoteza o prirodi i porodičnim vezama vendobionta. Od kojih ih nisu najavili, čak ni džinovski morski lišajevi! Na primjer, A.Yu. Žuravljev je predložio vrlo genijalnu hipotezu u vezi s odnosom nekih edijakarskih organizama s divovskom (do 20 centimetara u promjeru) dubokomorske višejezgrene amebe ksenofiofore.

Takvo neslaganje u hipotezama može ostaviti depresivan utisak na vanjskog posmatrača, ali "u opravdanje" naučnika koji proučavaju pretkambrijske organizme mora se reći sljedeće. Zadatak koji oni rješavaju možda je najteži u cijeloj paleontologiji, jer aktualistički metod rekonstrukcije (po analogiji sa modernim vremenom) ovdje očito djeluje na samoj granici svog rješenja. Paleontolozi su zapravo u poziciji astronauta koji su se susreli sa faunom vanzemaljske planete, uz jedino pojašnjenje da su primorani da se bave ne samim vanzemaljskim bićima, već „pozorištem senki“ koje su stvorili.

"Znanje je moć", 2001, br. 6

Dramatični porast biodiverziteta koji se dogodio tokom kambrijskog perioda bio je dugo pripreman molekularnom evolucijom, što je na kraju dovelo do kambrijske eksplozije raznolikosti vrsta.

Trilobit je jedan od drevnih člankonožaca, čija je pojava pala u kambrijski period (fotografija mattheaton).

U biologiji je dobro poznat paradoks kambrijske eksplozije. Njegova suština je da od nekog trenutka život na zemlji počinje da pokazuje ogromnu raznolikost oblika, čiji se tragovi mogu naći u praistorijskim fosilima. Ovaj trenutak se dogodio u periodu Kambrija - ali prije toga nisu se mogli naći nikakvi znakovi budućih oblika života. Revolucionarni skokovi u prirodi su relativno rijetki, a ako govorimo o planetarnim razmjerima, potpuno su nevjerovatni. U međuvremenu, stiče se osjećaj da su organizmi odjednom, kao na masovnoj prodaji, stekli nevjerovatan broj novih osobina i počeli se brzo raspršivati ​​u sistematske grupe.

Naravno, može se pretpostaviti božanska intervencija ili da su neki vanzemaljci istresli vreću novih vrsta na Zemlju. Naučnici, međutim, nisu prestajali da pokušavaju da pronađu bar neko naučno objašnjenje za paleontološke misterije. Čarls Darvin je razmišljao o problemu iznenadne "najave" novih fosilnih vrsta - i došao do zaključka da u takvim slučajevima arheolozi i paleontolozi moraju "bolje kopati" u svakom smislu.

Grupa evolucionih biologa sa nekoliko američkih univerziteta objavila je članak u časopisu Science, koji predstavlja rezultate još jednog preispitivanja misterije kambrijske eksplozije. Naučnici su revidirali odnos između ostataka drevnih stvorenja, uzimajući u obzir najnovije nalaze, kao i arheološku starost ovih nalaza. Razjašnjeni su genealoški odnosi fosilnih vrsta sa njihovim modernim potomcima. Osim toga, korišteni su podaci iz molekularne genetike: istraživači su rekonstruirali genealogiju nekoliko gena pronađenih u 118 modernih vrsta. Sve zajedno je omogućilo da se razjasne tačke grananja na porodičnom stablu i tačno odredi kada je određena grupa započela svoj sopstveni evolutivni put.

Općenito, zaključci istraživača svode se na činjenicu da je kambrijskoj revoluciji prethodila duga nevidljiva evolucija. Tokom miliona godina, organizmi su akumulirali genetske i biohemijske promjene, koje su u kambriju dovele do pojave različitih oblika života: akumulirane unutrašnje promjene su konačno rezultirale vanjskim promjenama. Autori to upoređuju sa industrijskom revolucijom: izumi, male tehnološke inovacije su se akumulirale dugo vremena bez velikih promjena u sredstvima za proizvodnju, sve dok konačno nisu dovele do globalnog tehnološkog pomaka.

Akumulirane genetske promjene su neko vrijeme bile uravnotežene vanjskim okruženjem i odnosima među vrstama. A sa biohemijske tačke gledišta, različiti organizmi već prije kambrija mogli su se značajno razlikovati jedni od drugih, pokazujući veliku biodiverzitet. Nakon toga, i najmanji ekološki pomaci trebali su biti dovoljni da se akumulirane promjene ispolje izvana. Inače, jedna od vrlo hrabrih, iako prilično kontroverznih hipoteza iznesenih u članku je tvrdnja da su se prekambrijske životinje intenzivnije jele jedna drugu: to bi mogao biti jedan od razloga oskudice fosilnih ostataka iz pretkambrija.

To ne znači da nova hipoteza nije privukla pažnju kritičara. Dakle, jedna od tvrdnji prema autorima je da nisu uzeli u obzir takozvane orphan gene, koji čine otprilike 30% svih životinjskih gena. Ovi geni nemaju homologne "srodnike", a mnogi vjeruju da je njihova iznenadna pojava mogla uzrokovati kambrijsku eksploziju biodiverziteta. Međutim, u ovoj hipotezi, nažalost, postoji riječ "iznenada", od koje se nauka uvijek na sve načine pokušava riješiti.

Biljojedi, oklopljeni ankilosaurusi poznati su po svojoj masivnoj "šibici" na kraju repa, koja je očigledno služila kao odbrambeno oružje. Ali stručnjaci znaju i njihovu drugu intrigantnu osobinu: velika većina otkrivenih ostataka ovih dinosaurusa zakopana je s trbuhom prema gore.

Rasprave o ovoj temi počele su još 1930-ih godina, a do sada je bilo mnogo hipoteza, od kojih je najvažnije nedavno testirala grupa paleontologa predvođena Jordanom Mallonom iz Kanadskog prirodoslovnog muzeja. Ali prvo su se uvjerili da “problem orijentacije ankilosaura” nije povijesni mit. Naučnici su pregledali 36 nalaza napravljenih u Kanadi i izvještaje njihovih autora, potvrđujući da je njih 26 zaista naopako. To se ne može objasniti slučajno.

Ekspresne informacije po zemlji

Kanada- država u Sjevernoj Americi.

Kapital– Ottawa

Najveći gradovi: Toronto, Montreal, Vankuver, Kalgari, Otava, Vinipeg

Oblik vladavine- Ustavna monarhija

Teritorija- 9.984.670 km 2 (2. na svijetu)

Populacija– 34,77 miliona ljudi (38. na svijetu)

Službeni jezici: engleski francuski

Religija– Kršćanstvo

HDI– 0,913 (9. na svijetu)

BDP– 1,785 biliona dolara (11. na svijetu)

Valuta– kanadski dolar

granice sa SAD-om

Autori su zatim počeli testirati ključne teorije koje objašnjavaju ovaj fenomen. Prvi od njih sugerira da su ankilosauri bili prilično nespretni u svojim pokretima i, pavši na leđa, nisu se mogli otkotrljati, a grabežljivci su ih prevrnuli na leđa, dosegnuvši trbuh koji nije bio zaštićen oklopnim pločama. Naučnici nisu pronašli nikakve dokaze za to, a tragovi zuba pronađeni su samo na jednom od proučavanih uzoraka. „Da su ankilosauri bili tako tromi, teško da bi preživjeli oko 100 miliona godina“, dodaje Jordan Mallon.

Druga hipoteza vjeruje da je sve povezano s oblikom oklopnog tijela ankilosaura i s lokacijom njihovog centra gravitacije. Kada bi životinja umrla i bila je razgrađena od strane bakterija, njen stomak bi morao da nabubri, što bi ga prirodno moglo okrenuti naopačke. U prilog ovoj hipotezi obično se navodi da se to dešava sa modernim oklopnicima. Međutim, kada su Mallonove kolege same pregledale 174 tijela životinja koje su udarili automobili, za to nije bilo potvrde. Autori su pratili i raspadanje nekih mrtvih oklopnika, pri čemu se nijedan "prirodno" nije prevrnuo na leđa.

Drugi model objašnjava orijentaciju ostataka činjenicom da su tijela mrtvih životinja mogla biti u rezervoaru, plutati i lako se prevrnuti pod vlastitom težinom. Nakon toga su se našle na dnu ili nasukane i donijele su ih sedimentne stijene već u tako obrnutom položaju. Da bi testirali ovu verziju, Mallon i njegovi koautori razvili su trodimenzionalne kompjuterske modele plovnosti tijela dvije glavne varijante ankilosaura (ankilosaurida i nodosaurida), uzimajući u obzir njihovu gustoću kostiju, volumen pluća itd.

Smještajući modele u virtuelnu rijeku i "naduvavajući" im trbuhe - kao djelovanjem plinova koji nastavljaju oslobađati crijevne bakterije nakon smrti - naučnici su pratili njihovo ponašanje. U slučaju dinosaura, hipoteza je proradila: čak i malo nasumično odstupanje bilo je dovoljno da se tijelo okrene naglavačke u plutanju. Ankilosauridi su se pokazali stabilnijima, ali sa dovoljno jakim talasom, te su prešli na stabilniju obrnutu orijentaciju. To se, očigledno, dogodilo jednom u prirodi, ostavljajući paleontolozima jednu od mnogih, a sada riješenih, misterija dinosaurusa.

Nedavno su paleontolozi, koristeći najnoviju tehnologiju, otkrili zmiju u sedimentima starim 95 miliona godina. Da, ne samo zmija, već sa... zadnjim nogama. Ovo otkriće omogućilo je da se utvrdi pretka zmija, kao i da se sazna kako su ovi gmizavci izgubili noge tokom evolucije, što je do sada bila jedna od misterija paleontologije.

Ovi fosili, stari 95 miliona godina, pronađeni su 2000. godine u libanskom selu Al Namura. Ostaci su pripadali zmiji Eupodophis descouensi. Ovaj reptil dostigao je 50 centimetara dužine. Pronađeni ostaci prebačeni su u Prirodnjački muzej (Pariz) na dalja istraživanja.

A nedavno je grupa naučnika predvođena dr Aleksandrom Usse, koristeći rendgenske zrake, izvršila sloj po sloj skeniranja uzorka i na osnovu njegovih rezultata izgradila kompjuterski model objekta koji se proučava u 3D formatu . Ispostavilo se da je ova zmija imala zadnje udove, iako vrlo smanjene.

Slika sasvim jasno pokazuje da unutarnja struktura kostiju šapa drevnih zmija uvelike podsjeća na strukturu nogu modernih kopnenih guštera. Istina, butine i potkoljenice Eupodophis descouensi jako skraćeno, ima i skočnih kostiju, ali već fali stopalo i prsti. Štaviše, eksponat je imao samo jednu slobodnu nogu, a druga je bila sakrivena u kamenu, ali je rendgenskim pregledom naučnici mogli pokazati čak i nju. Budući da su obje noge raspoređene na isti način, možemo sa sigurnošću pretpostaviti da izostanak nekih dijelova uda nije posljedica ozljede ili deformiteta, već pokazatelj početka redukcije šapa kod predaka zmije.

„Otkriće unutrašnje strukture zadnjih udova Eupodophis omogućava vam da istražite proces regresije udova u evoluciji zmija. Trenutno postoje samo tri fosilne zmije sa očuvanim zadnjim udovima i izgubljenim prednjim udovima. Oni pripadaju tri različite grupe - to su Haasiophis,Pachyophis i Eupodophis. Druge poznate fosilne grupe zmija nemaju udove. Ipak, na osnovu njihove anatomske strukture, vjeruje se da su još uvijek imali udove, ali su potom nestali.

Sada čak možemo reći kako je, najvjerovatnije, došlo do takvog smanjenja. Ove studije pokazuju da gubitak udova od strane predaka zmija nije rezultat bilo kakvih anatomskih promjena u strukturi kostiju, već je, najvjerovatnije, bio povezan sa smanjenjem perioda rasta. Zbog nekih genetskih promjena, šape nisu imale vremena da se u potpunosti formiraju u embrionalnom periodu, pa su zmije rođene s malim “nedovršenim” nogama”, kaže vođa tima, paleontolog Alexandra Usse.

Inače, ovu verziju potvrđuju i studije domaćih embriologa. Ne tako davno, proučavajući takozvane Hox gene (ovo su geni odgovorni za formiranje tijela embrija u ranim fazama razvoja) zmija i guštera, naučnici su otkrili da potonji nemaju gen Hox-12a. , kao i Hox-13a i Hox-13b. Poznato je da su ovi geni odgovorni za formiranje zadnjeg kraja tijela gmizavaca, kao i za izgled i razvoj stražnjih udova. Nastala mutacija, zbog koje je jedan od gena potpuno nestao, očito je dovela do činjenice da su se stražnje noge prestale normalno razvijati, a promjena u njena dva "susjeda" dovela je do potpunog nestanka ovih udova.

Međutim, pitanje porijekla zmija i dalje je jedno od najmisterioznijih u paleontologiji. Naučnici vjeruju da su ovi gmizavci evoluirali prije oko 150 miliona godina od neke grupe guštera. Još uvijek je nejasno o kakvoj se grupi radilo, kao i zašto su zmije postale dugačke i bez nogu.

Prema jednom gledištu, gubitak udova povezan je s prelaskom na vodeni način života. U vodi šape nisu potrebne, mnogo je isplativije kretati se tamo, savijajući tijelo na zmijski način. Ovu verziju potvrđuje činjenica da je jedna od drevnih dvonožnih zmija, Pachyophis, bila vodena životinja.

Nedostaci ove verzije su činjenica da među primitivnim zmijama nema onih koje žive isključivo u vodi, takve se pojavljuju samo među naprednim predstavnicima grupe, na primjer, morske zmije ( Hydrophiinae). Osim toga, u paleontološkom zapisu zmije su izuzetno rijetke u morskim i slatkovodnim sedimentima, što je prilično čudno, budući da je fauna u takvim ukopima očuvana nekoliko redova veličine bolje nego u kopnenim, a nailaze se i češće. Protiv ove verzije je i činjenica da, osim odsustva udova, primitivne zmije nemaju druge adaptacije za život u vodi.

Prema drugoj hipotezi, preci zmija su bili gušteri koji su se ukopavali koji su izgubili udove zbog činjenice da pod zemljom čine više štete nego koristi. Ovu verziju potvrđuje činjenica da primitivne zmije iz grupe slijepih zmija ( Typhlopidae) su zaista podzemne životinje. Način života kopanja, očigledno, takođe su nosili fosili Haasiophis i Eupodophis. Također je poznato da su predstavnici mnogih grupa guštera, na primjer, skinks ( Scincidae), gušteri bez nogu ( Anniellidae), vretena ( Anguidae) ili skala ( Pygopodidae), pri prelasku na način života udubljenja, izgubili su i udove (istovremeno nije poznat ni jedan slučaj gubitka nogu kod vodenih guštera).

Dakle, najvjerovatnije, preci zmija su zaista vodili način života koji se ukopavao. Zato im je bilo potrebno dugo tijelo (lakše se provlači kroz zemlju). Također u vezi s tim, postepeno su izgubili vanjske otvore ušiju (kako se zemlja ne bi začepila), udove i pokretne kapke (nema potrebe za njima pod zemljom, oči se ne suše u vlažnom tlu), a zauzvrat su dobili prozirni film formiran od spojenih kapaka, koji štiti oko (zbog čega se čini da nas zmija hipnotiše, njen pogled je nepomičan).

Dosta dugo vremena gušteri iz grupe guštera smatrani su precima zmija ( Varanidae). Ovi gušteri, poput zmija, imaju dug i pomičan jezik, visoko razvijen Jacobsonov organ odgovoran za hemorecepciju, dodatnu pokretnu artikulaciju grana donje čeljusti, a također i strukturu pršljenova sličnu zmijama. Osim toga, gušteri bez ušiju koji žive u Indoneziji ( Lanthanotidae), kao što im ime govori, poput zmija, nemaju vanjski otvori za uši. Međutim, detalji strukture lubanje guštera i zmija su veoma različiti, a osim toga, molekularna analiza DNK pokazuje da su te dvije grupe veoma udaljene jedna od druge. Također protiv ove verzije svjedoči i činjenica da među gušterima nema (a, izgleda, nikada nije ni bilo) predstavnika koji vode potpuno podzemni način života.

Ali s drugom grupom modernih guštera zvanih gekoni ( Gekkonidae), zmije imaju mnogo češće strukturne karakteristike (ko su gekoni i po čemu su poznati pročitajte u članku "Tajne noćnih penjača"). Konkretno, lubanje zmija i gekona potpuno su lišene temporalnih lukova (formiranih od zigomatičnih kostiju) i imaju pokretni zglob kostiju donje čeljusti. Kapci mnogih gekona, kao i zmija, srasli su i formirali prozirnu vanjsku školjku oka. I, konačno, među ovim gušterima postoje i oni koji vode način života koji se udubljuje.

Ovdje su najkarakterističniji predstavnici potfamilije ljuskavaca, što je već spomenuto. Njegovi predstavnici, koji žive u Australiji i Novoj Gvineji, imaju izduženo tijelo poput zmije i izgledom izuzetno podsjećaju na zmije. Ovu sličnost naglašava i odsustvo prednjih udova i značajno smanjenje stražnjih udova, koji obično izgledaju kao kratki ljuskavi izraslini koji ponekad završavaju kandžama, kao i odsustvo vanjskih otvora ušiju. Naravno, malo je vjerojatno da su skvamopodi bili direktni preci zmija, međutim, očito su to jedni od njihovih najbližih rođaka.

Osim toga, podaci iz molekularnih studija također sugeriraju da su gekoni najbliži rođaci zmija u smislu strukture DNK.

Prema ovim podacima, gekoni i zmije odvojili su se od ostalih ljuskavih prije 180 miliona godina, a do razdvajanja ovih grupa došlo je nešto kasnije, prije oko 150-165 miliona godina. To je otprilike kada je, prema paleontolozima, nastala ova grupa. Dakle, tu se sve spaja.

Dakle, nova metodologija istraživanja pomogla je naučnicima da popune prazninu u istoriji reptila i reše jednu od najintrigantnijih misterija evolucije. Treba napomenuti da paleontolozi općenito polažu velike nade u ovu tehniku. Omogućava vam da dobijete slike rezolucije od nekoliko mikrona - hiljadu puta manje od bolničkog tomografa.

Nova paleontološka otkrića mijenjaju percepciju pterosaura - i najbizarnijih životinja koje su ikada letjele iznad zemlje.

Pterosaurus i pterodaktil su dva imena za neobična leteća stvorenja; prvi od njih na grčkom znači "krilo gušter", drugi - "leteći prst".
Po prvi put ostaci takve životinje pronađeni su u XVIII vijeku. Od tada su znanstvenici opisali više od 200 vrsta krilatih guštera, ali filistarske ideje o ovim zmajevima, koji su vladali na nebu mezozojske ere više od 160 milijuna godina, ostaju iste.
Uvek ih zamišljamo kao nespretne, ali veoma opasne leteće gmizavce sa dugim kljunovima i kožastim krilima, koji koračaju na zadnjim nogama poput pingvina.

Uzmite, na primjer, film iz 1966. Million Years B.C., u kojem vrišteći ljubičasti pterosaur nosi lik Raquel Welch u njeno gnijezdo da nahrani svoje mladunčad (upozorenje na spojler: ljepotica obučena u bikini uspjela je pobjeći). Da li se nešto promenilo za 50 godina? Nikako: u Jurskom svijetu, snimljenom 2015., pterosaurusi i dalje nose ljude u nebo više od njihove težine. (Za svaki slučaj, da pojasnimo: posljednji pterosaurusi su izumrli prije 66 miliona godina, odnosno cijelu vječnost prije nego što su se ljudi pojavili na Zemlji.)

Ogroman broj nedavnih paleontoloških nalaza nam omogućava da znamo da su pterosaurusi dolazili u raznim izgledima i veličinama, a njihovo ponašanje je također uvelike variralo. Stotine vrsta pterosaura živjelo je istovremeno, zauzimajući različite ekološke niše, poput današnjih ptica. Među njima su bila i džinovska čudovišta, kao što je Quetzalcoatl ( Quetzalcoatlus northropi), jedno od najvećih danas poznatih letećih stvorenja: stojeći na sve četiri, mogao se raspravljati s rastom žirafe, a dosegao je 10,5 metara u rasponu krila. Ali bilo je i pterosaura veličine vrabaca, koji su sjedili na granama u drevnim šumama, najvjerovatnije hvatajući insekte.

Jedno od najzanimljivijih nalaza su fosilizirana jaja pterosaura. Skeniranjem najbolje očuvanih, naučnici su vidjeli embrije ispod ljuske i mogli su saznati kako su se razvili. Jedno jaje je čak pronađeno u jajovodu ženke Darwinopterusa koja je živjela u Kini, a pored njega još jedno, koje se očito istisnulo pod težinom vulkanskog pepela koji je prekrivao životinju. Gospođa T (kako je ova ženka nazvana) bila je prvi pterosaur čiji je spol bio precizno određen. Nije imala grb na lobanji. Možda su takvi izrasline krasile samo glave mužjaka, kao što krase mužjake nekih modernih vrsta ptica - priroda im je dala veliki, jarkih boja greben kako bi privukli jedinke suprotnog spola.

Nakon svih ovih nalaza, čini se da su nam pterosaurusi postali bliži, ali naučnici još uvijek nisu dovoljni. I tako, na putu do Nacionalnog parka Big Bend u jugozapadnom Teksasu, paleontolog Dave Martill sa Univerziteta u Portsmouthu dijeli sa mnom svoje planove rada: prvo, upoznajte zvečarku i divite joj se; drugo, pronaći cijelu lobanju quetzalcoatla. Šanse za ispunjenje prve stavke programa su nemjerljivo veće.

Najvažnija stvar za specijaliste za pterosaure je da bude optimista. Zamisliti da ćete tog i tog dana otići tamo i pronaći barem nešto vezano za njih je kao kupiti srećku i odmah početi planirati na šta ćete potrošiti dobitak. Fosili pterosaura su izuzetno rijetki jer su im kosti bile šuplje i tanke. Što se tiče quetzalcoatla, znamo za njega zahvaljujući samo nekoliko fragmenata pronađenih u Big Bend Parku 1970-ih.

Šuplje, ultra lagane kosti pterosaura bile su dobre za let, ali rijetko su tako netaknute kao što su ostaci ovih anhanguera. U većini slučajeva su stisnuti, "kao da ih je klizalište provozalo".

Martill i njegov kolega Nizar Ibrahim proveli su tri dana tražeći fosilizirane kosti u koritima presušenih rijeka na zemljištu parka. Išli su gore-dolje po grebenu Pterodaktila (kako obećavajuće ime!), s vremena na vrijeme provjeravajući karte koje je sastavio pronalazač ovog guštera. Udubljivali su se u sve nijanse geoloških slojeva („Pogledajte ove manifestacije Milankovićevih ciklusa!“ uzviknuo je Martil, što znači da su periodične promene oblika Zemljine orbite i njenog aksijalnog nagiba, kako je na početku ustanovio srpski astronom Milutin Milanković 20. stoljeća, utiču na klimatske planete, a to se ogleda u cikličnoj strukturi sedimentnih naslaga). Popevši se na greben od peščara, sa kojeg se činilo da je nemoguće sići, Martil je samo pao: „Tamo gde naši nisu nestali!“, skočio i ostao zdrav.

Međutim, istraživači nisu slučajno sreli zvečarku, niti čak pronašli fragment kosti pterosaura. Za utjehu, naišli su na butnu kost divovskog dinosaurusa, očigledno sauropoda. Ali dinosaurusi ih ne zanimaju.

Napuštajući nacionalni park, paleontolozi razvijaju plan za nove potrage za quetzalcoatlom - zaista žele saznati više o ovom nevjerovatnom gušteru, u kojem je sve neobično: veličina, izgled i ponašanje - o tome se može suditi po nekoliko fosila preostalih iz to.

INSTITUT ZA PALEONTOLOGIJU I PALEOANTROPOLOGIJU KREMENJAKA, PEKING Nekoliko tragova dlaka ili paperja sačuvano je u nekim područjima fosila Zheholopter iz Kine. (Prvi put su sovjetski paleontolozi otkrili takve integumentarne strukture kod pterosaura iz jure.)

Ideje o pterosaurima su se dosta promijenile - čak iu pogledu njihovog izgleda i ponašanja. To je dijelom zbog činjenice da su naučnici donedavno morali zasnivati ​​svoje zaključke na izuzetno malom broju uzoraka.

Pterosauri su se, iskreno, razlikovali po vrlo čudnoj anatomiji. Može se činiti da su bili loše prilagođeni životu na zemlji i u zraku. Nekada se čak mislilo da im gušteri puze po trbuhu, ili ih zamišljaju kako hodaju na zadnjim nogama sa dugim prednjim udovima ispruženim naprijed, poput zombija, a za sobom vuku, poput ogrtača, sklopljena krila. Kasnije su fosilni tragovi utvrdili da su se pterosaurusi kretali na četiri uda, ali još uvijek nije bilo jasno kako i gdje stavljaju svoja krila. A njihove letačke sposobnosti su bile toliko upitne da se smatralo nesposobnim da se podignu sa zemlje, osim da se bace niz liticu.

"Prilično je uobičajeno da pojedinci imaju glavu i vrat tri ili četiri puta duže od tijela", kaže biofizičar Michael Habib iz Prirodnjačkog muzeja okruga Los Angeles. Čak i naučno obučeni umjetnici često griješe kada ih prikazuju. „Uzimaju pticu kao model, samo joj dodaju opnasta krila i grb“, kaže Michael. “Međutim, proporcije tijela kod pterosaura uopće nisu bile ptičije.”

Habib je krenuo da redefinira konvencionalnu mudrost o biomehanici pterosaura koristeći, prvo, matematički pristup i, drugo, praktično znanje o anatomiji kičmenjaka, koje je stekao na drugom poslu, odnosno u laboratoriji Medicinskog fakulteta Univerziteta Južne Kalifornije. Kao i većina naučnika, Michael vjeruje da su prvi pterosaurusi, koji su se pojavili prije oko 230 miliona godina, evoluirali od laganih, vitkih gmizavaca dobro prilagođenih za trčanje i skakanje. Sposobnost skakanja - zgrabiti letećeg insekta ili izbjeći zube grabežljivca - evoluirala je u sposobnost, prema Habibovim riječima, "skakati i lebdjeti u zraku".

U početku su pterosaurusi vjerovatno samo lebdjeli, a zatim, desetinama miliona godina prije ptica (a još više prije slepih miševa), postali su prvi kičmenjaci koji su savladali leteće leteće.

Koristeći jednačine koje se koriste u aeronautičkom inženjerstvu, Habib i njegove kolege su opovrgli hipotezu o skakanju sa litice. Osim toga, dokazali su da ako pterosauri polete iz okomitog položaja, stojeći na stražnjim nogama, onda bi se bedrene kosti velikih vrsta slomile od preopterećenja. Praktičnije je poletanje sa četiri uda.

"Morate skočiti, oslonjeni na prednje udove, kao skakač u vis na motku", objašnjava Khabib. Za poletanje iz vode pterosaurusi su koristili krila na način veslanja: gurali su se s površine. I opet, kao i veslači, imali su velika, razvijena ramena, koja su često bila uparena sa zapanjujuće malim stopalima kako bi se smanjilo otpor u letu.

Krilo pterosaura bila je opna rastegnuta od ramena do gležnja; ali je ispružila svoj izuzetno dug leteći (četvrti) prst, formirajući prednju ivicu krila. Uzorci iz Brazila i Njemačke pokazuju da je membrana bila prožeta finim mišićima i krvnim sudovima. Dodatnu krutost pregradi davali su proteinski niti koje su je „probijale“. Danas naučnici vjeruju da pterosaurusi mogu malo promijeniti profil krila u zavisnosti od uslova leta, kontrakcije mišića ili okretanja gležnjeva prema unutra ili prema van.

Promjena ugla okoštale tetive na ručnom zglobu, pteroida, možda je služila istoj svrsi kao i okretanje letvica na velikim modernim letjelicama - povećanje podizanja pri malim brzinama.

Osim toga, više mišića i veći udio tjelesne mase bili su uključeni u let kod pterosaura nego kod ptica. A u njihovom mozgu, kao i kod ptica (i još bolje), razvijeni su frontalni i vidni režanj, mali mozak i labirint: takav je mozak mogao brzo reagirati na promjene situacije u letu i prenositi signale brojnim mišićima koji regulišu rad. napetost membrane.

Zahvaljujući radu Habiba i njegovih kolega, pterosaurusi više nisu krilati nesporazum, već vješti avijatičari. Čini se da su mnoge vrste prilagođene za spor, ali vrlo dug let na velike udaljenosti; mogli su da lebde iznad okeana koristeći slabe, tople uzlazne strujanja (terme). Postojale su i vrste koje Khabib naziva superletačima: na primjer, kod niktozaura (Nyctosaurus), sličnog albatrosu, čiji je raspon krila dostizao skoro tri metra, svojstva klizanja, posebno udaljenost koju je preletio za svaki metar spuštanja, bili su sasvim uporedivi sa karakteristike modernog sportskog jedriličara.

"U redu, sve je jasno sa krilima", počeo je jedan paleontolog nakon Khabibovog predavanja. "Ali šta je sa glavama?" U Quetzalcoatlu, na primjer, lobanja bi mogla biti duga tri metra, dok je tijelo manje od metar. A kod niktozaura je iz ogromne lubanje virio dugačak "jarbol", na koji je, vjerovatno, bio pričvršćen grb.

Odgovarajući na pitanje, Michael je govorio o mozgu pterosaura, čija je masa, kao i kod ptica, samo malo opterećivala ogromnu glavu, govorio je o kostima koje su bile šuplje, poput onih kod ptica, pa čak i lakše. Debljina koštanih zidova ponekad nije prelazila milimetar, uprkos činjenici da je koštano tkivo formirano od brojnih ukrštenih slojeva, koji su kostima davali čvrstoću (kao kod višeslojne šperploče). A iznutra su šupljine bile prekrivene pregradama radi veće krutosti. Sve je to omogućilo pterosaurima da postignu velike veličine tijela bez značajnog povećanja mase.

Lobanje i razjapljena usta bili su toliko ogromni da je Habib, gledajući ih, razvio “hipotezu o strašnom sivom vuku”: “Ako imate velika usta, onda možete više progutati. A izbočeni greben mogao bi privući ženke.” Pa, da se vratimo na pitanje tog paleontologa, pterosaurusi su, prema Michaelu, bili "ogromne leteće glave ubice".

Junchang Lu, jedan od vodećih kineskih paleontologa, dočekuje goste u prometnoj ulici u centru Jinzhoua, glavnog trgovačkog grada na sjeveroistoku zemlje, i vodi ih kroz slabo osvijetljeni hodnik onoga što izgleda kao obična poslovna zgrada. Ovo je zapravo Paleontološki muzej Jinzhou. Njegov direktor otvara vrata male ostave bez prozora, a posetioci vide šta bi bila glavna atrakcija za posetioce u bilo kom drugom muzeju: sve police i gotovo ceo sprat zauzimaju primerci sa zadivljujuće kompletnim, u svim najsitnijim detaljima. , ostaci pernatih dinosaurusa, drevnih ptica i, naravno, pterosaura.

Na velikoj kamenoj ploči, skoro do ramena, naslonjenoj na zid nasuprot vratima, vidljiv je veliki, strašni pterosaurus raspona krila od četiri metra i sićušnih pilećih stražnjih nogu - Zhenyuanopterus (Zhenyuanopterus). Njegova izdužena glava okrenuta je u stranu i čini se da se sastoji samo od čeljusti, a zubi postaju duži i više se preklapaju kako se približavaju početku usta. „Ovo je da bi se olakšalo pecanje dok pluta na površini vode“, objašnjava Lu. Zhenyuanopter je samo jedna od tri desetine vrsta pterosaura koje je opisao od 2001. (mnoge su još na policama i čekaju da budu proučavane).

NACIONALNI MUZEJ PRIRODE I NAUKE, TOKIO Lobanja anhanguere koja se hrani ribom sačuvana je u svom prirodnom položaju - na radost paleontologa.

Muzej Jinzhou jedan je od deset takvih paleontoloških muzeja razasutih po provinciji Liaoning, koja je prava riznica fosila pterosaura i jedno od područja gdje su pronađena otkrića koja su Kinu postavila na čelo paleontologije u posljednje vrijeme.

Osim toga, Liaoning je glavna arena rivalstva, a autsajderi upoređuju ono što se ovdje događa, ali ne sasvim opravdano, sa „ratovima kostiju“ koje su u 19. vijeku vodili jedni protiv drugih pioniri američke paleontologije Otnijel Čarls Marš. i Edward Drinker Cope.

Strane ovog rivalstva su Lu, koji predstavlja Kinesku akademiju geoloških nauka, i Shaolin Wang, čija je kancelarija prepuna fosila na Institutu za paleontologiju i paleoantropologiju kičmenjaka u Pekingu. Ovi stručnjaci, poput Marsha i Copea, radili su zajedno na početku svojih karijera prije nego što su se razišli, i od tada su se međusobno neprijateljski ophodili, što se, međutim, ne reklamira. "Dva tigra ne mogu živjeti na istoj planini", smije se njihov kolega Shunxing Jiang.

U deceniju i po koliko je prošlo od tada, Lu i Wang su više puta prestizali jedan drugog po broju otkrića, a zajedno su opisali više od 50 novih vrsta pterosaura - gotovo četvrtinu svega što je danas poznato. Međutim, neke od ovih novih vrsta će na kraju biti prepoznate kao sinonimi prvih, kao što je često slučaj u paleontologiji. Međutim, rivalske strane će morati da naprave još više otkrića u budućnosti. „Morali bi da rade deset godina po ceo dan da opišu sve što su već iskopali“, sa zavišću primećuje jedan od gostiju. Čuvši to, Lü iznenađeno podiže obrve: "Mislim da deset godina neće biti dovoljno."

Uspjeh kineskih naučnika objašnjava se ne samo konkurencijom, već i činjenicom da su se našli na pravom mjestu u pravo vrijeme. Kina je, uz Njemačku, Brazil, Sjedinjene Američke Države i Englesku, jedna od rijetkih zemalja na svijetu u kojoj je pronađeno 90 posto svih fosila pterosaura. To se nije dogodilo zato što su pterosauri živjeli samo na teritorijama gdje se te zemlje sada nalaze - fragmenti njihovih skeleta nalaze se gotovo posvuda. Samo što su njihovi ostaci ovdje potpunije sačuvani.

Ova ekskluzivnost je evidentna na primjeru provincije Liaoning. Na početku perioda krede, kaže Lu, u lokalnim šumama i plitkim slatkovodnim jezerima razvila se vrlo raznolika zajednica organizama - dinosaurusa, prvih ptica, mnogih pterosaura i insekata. Zbog činjenice da su vulkani s vremena na vrijeme eruptirali u susjedstvu, mnoge životinje su umrle pod pepelom i pale na muljevito dno jezera. Žrtve ovakvih katastrofa bile su pokopane vrlo brzo, ponekad čak i bez pristupa kisika ostacima, njihova tkiva su se mineralizirala brže nego što su imala vremena da se razgrade, pa su stoga preživjela. Paleontolozi takve lokacije nazivaju Lagerstätte (Lagerstätte na njemačkom znači "depozit"). A svejedno, takvi nalazi se moraju mjesecima secirati - čistiti od stijena kako bi se sve njihove karakteristike mogle vidjeti, uključujući, naravno, uz pomoć svih vrsta moćnih mikroskopa.

Samo na mjestima poput Muzeja pterosaura Beipiao ili nedavne izložbe guštera u Pekingu prirodoslovnog muzeja počinjete drugačije percipirati fosile – kao dio nekadašnje velike raznolikosti.

Uzmimo, na primjer, Jeholopterus, pterosaura sa širokim ustima nalik žabi za kojeg naučnici vjeruju da je lovio vretenca i druge insekte. Ovdje je Ikrandraco, nazvan po krilatim stvorenjima iz Avatara, koja su vjerovatno letjela nisko iznad površine vode i pecala sa kobilicom nalik na kobilicu na donjoj čeljusti. Evo džungariptera (Dsungaripterus) pronađenog u sjevernoj Kini sa tankim kljunom savijenim prema gore, kojim je zakačio mekušce i druge beskičmenjake da bi potom tuberkuloznim zubima zdrobio njihove školjke i školjke.

A sve je to nestalo na kraju perioda krede, prije 66 miliona godina. Šta se ispostavilo da nije u redu s pterosaurima, koji su na kraju potpuno izumrli? Možda su životinje koje su lovili nestale? Ili su, u toku evolucije, dostigle takve gigantske razmjere da nisu mogle preživjeti globalnu katastrofu, poput pada asteroida, dok su male ptice preživjele?

Međutim, kada pogledate njihove savršeno očuvane ostatke u muzeju, ne razmišljate o tome – događa se nešto nevjerovatno: čini se da su ova stvorenja spremna da se oslobode kamenog zatočeništva i krenu u potragu za svojim nestalim fragmentima kako bi ponovo se vinuti iznad zemlje.

Kliknite na lupu u desnom kutu slike da biste je vidjeli u cijelosti.