Биологи нашли у ворон и голубей привычку динозавров возрастом 150 млн лет
Более века палеонтологи спорили о том, как археоптерикс — существо, жившее 150 миллионов лет назад, — поднимался в воздух. Этот культовый персонаж эволюции сочетал в себе черты рептилии и птицы: он уже имел перья и крылья, но все еще сохранял зубастую пасть, длинный костный хвост и когти на пальцах. Новое исследование биомехаников из Саутгемптонского университета (Великобритания), опубликованное в журнале Developmental Biology, наконец раскрыло секрет его взлета. Оказалось, древней птице требовалась серия мощных прыжков.
Анатомический тупик древнего летуна
Современные птицы взлетают мгновенно, совершая всего один энергичный толчок ногами. Однако археоптерикс, вес которого составлял около 400 граммов, физически не мог повторить этот трюк. У него полностью отсутствовал киль — особый вырост грудины, к которому у современных птиц крепятся мощные летательные мышцы. Кроме того, анатомия плечевого сустава древнего ящера сильно ограничивала подвижность крыльев: он просто не мог поднять их выше уровня спины, чтобы сделать полноценный замах.
Ранее ученые предлагали разные гипотезы взлета: от разбега по наклонным плоскостям до планирования с деревьев или скал. Проверить это экспериментально было невозможно.
Авторы нового исследования объединили методы сложного компьютерного моделирования с наблюдениями за современными птицами — чайками, сороками, воронами и вьюрками. Ученые рассчитали мышечную силу, а также крутящие моменты в тазобедренных, коленных и голеностопных суставах археоптерикса.
Разгон на двух ногах
Результаты симуляции показали, что ключевую роль во взлете играли именно сильные задние лапы. Археоптерикс развивал минимальную скорость, необходимую для устойчивого полета (около 7 метров в секунду), совершая два или три последовательных прыжка.
Модель показала два рабочих сценария: либо три мощных толчка лапами подряд с последующим активным маханием крыльями, либо схема «прыжок — взмах крыльями вниз — еще один прыжок».
Такой многоступенчатый метод позволял компенсировать слабую подъемную силу крыльев за счет работы ног. Палеобиологи подчеркивают, что даже у современных птиц до 90% начального усилия при отрыве от земли исходит от ног, и только потом подключаются крылья. Археоптерикс довел эту стратегию до максимума.
Наследие динозавров за окном
Интересно, что эволюционное решение, найденное археоптериксом 150 миллионов лет назад, никуда не исчезло. Хотя современные птицы способны взлетать с одного прыжка, многие крупные или городские виды (например, вороны, сороки и чайки) до сих пор регулярно используют технику множественных прыжков своего предка.
Один резкий прыжок современные пернатые совершают в режиме стресса — когда они напуганы или им грозит опасность со стороны хищника. В спокойной же обстановке, когда птицы хотят сэкономить энергию, они перемещаются и разгоняются перед взлетом точно так же, как это делал археоптерикс.
