Эволюция полёта птиц.⁠⁠

Я очень часто вижу вопрос, чем отличается летающие динозавры (микрораптор, чанъюйраптор) от птиц. Я сначала кратко отвечал. И вот сейчас я всё-таки решил сделать пост, что именно понадобилось изменить в себе динозаврам, что бы взлететь. Немножко не то, но сойдёт.

Пройдёмся по строению птиц и их важным эволюционным шагам, приведших к полёту. В качество сравнительных животных возьмём родственную им группу, дейнонихозавров, которые были близки к полёту, а некоторые даже умели планировать.

Картинка отредактирована paintмастером MartinDont'ом.

Крылья.

Что бы понять, где искать отличия, нужно понять разницу образа жизни бегающих динозавров и летающих птиц... погодите... Вот и ответ! Так что самое важно для полёта? Конечно же крылья! И тут сразу же можно найти несколько существенных отличий между дейнонихозаврами и птицами. Самое важно - крепление лопатки. Ни один динозавр не мог поднять передние лапы над спиной. Просто потому что так крепилась лопатка. А если даже продвинутые в плане полёта микрораптор и чанъюйраптор не могли заводить за спину свои недокрылья, значит они были не способны к маховому полёту. Для птиц же это не проблема. Второе главное отличие - пальцы передних конечностей. У дейнонихозавров отчётливо прослеживаются фаланги пальцев по формуле 2-3-4 (первый палец - 2 фаланги, второй - 3, третий - 4). У птиц же чаще встречается формула 1-2-1. Пальцы птиц утратили свою хватательную функцию, а сама конечность сильно изменилась, что увеличило площадь крыла. Нет нужды хватать пальцами, значит нет нужды и в когтях. Ещё один важный момент, это то, что перья птиц растут не только на предплечьях, но и на фалангах! И тут мы переходим ко второму важному моменту.

Взмах крыльями современных птиц - то, на что не были способны динозавры и первоптицы.

Эволюция крыла. [А-С] - триасовые динозавры, [D-E] - юрские тероподы, [F-G] - меловые птицы, [H-I] - современные веерохвостые птицы.

Перья.

Перо - идеальный внешний покров, когда нужно объединить водонепроницаемость, теплоизоляцию и взлётную подъёмную силу. Но динозавры же тоже были оперены! В чём отличие перьев птиц и анхиорниса, к примеру? А в сложности. Ведь у птиц не просто более сложная структура пера, но и сам перьевой покров намного прогрессивней, чем у дейнонихозавров. Самым важным элементом является асимметричное маховое опахало. Им уже оснастили себя некоторые планирующие динозавры, как тот же микрораптор Гуи, но это ещё было далеко от современных птиц по сложности. К тому же, как я сказал выше, важным шагом к полёту стало отращивание перьев на пальцах.

А - первостепенное маховое опахало, Б - второстепенное маховое опохало, В - рулевое веерообразное опахало, Г - пух.

Хвост.

Дейнонихозавры - это шустрое и бегающее надсемейство динозавров. Хвост является важным инструментом для поддержания равновесия и повышения манёвренности во время быстрого бега. Поэтому хвост динозавров - это длинный и толстый отросток, который невероятно эффективен во время бега и прыжка, но мешающий своим весом во время полёта. К тому же, хвост динозавра был малоподвижен из-за окостеневших хрящей. Это важное и интересное решение для облегчение хвоста. Ведь что бы поддерживать такую массу навесу и управлять ей, нужна огромная груда мышц. Закостеневшие хрящи упростили эту задачу, что позволило сократить мышечную массу, но ценной подвижности хвоста. Птицы срастили хвостовые позвонки в единую кость, пигостиль. Но одной костью особо не порулишь. Пришлось птицам и новые перья придумать, для руления в полёте. Так и появился лёгкий веерообразный хвост, состоящий из маленькой косточки, небольшого количества мышц и широкого и длинного оперения.

Микрораптор Гуи обладал длинным и узким хвостом с большим количеством хвостовых позвонков.

Белоголовый орлан обзавёлся веерообразным хвостом.

Голова.

Лишённые "рук" птицы остались без важного хватательного инструмента. Нет теперь ни пальцев, ни когтей. Роль и "руки", и орудия убийства и расчленения пришлось взять на себя пасти. Только вот зубастая пасть с тяжёлыми челюстями и мышцами не подходила. Поэтому птицам пришлось уменьшить её и вырастить на ней роговое покрытие. Остались зубы, которые вечно во всё впивались. Когда ваш рот выполняет функцию когтя, зубы в нём лишь мешают. Да и веса добавляют. Удаляем-с!

Сама голова птиц тоже крепится по другому из-за положения тела. Дейнонихозавры наклонены горизонтально земле и шея вытянута вперёд. Поэтому голова крепится к позвоночнику через отверстие сзади черепа. У птиц же отверстие для крепления черепа находится внизу.

Череп дейнониха крепится к позвоночнику сзади.

Череп птицы крепится к позвоночнику снизу.

Сращивание костей.

Птицы срастили не только хвостовые позвонки, но и крестцовые, образовав сложный крестец. Крестец состоит больше чем из десятка позвонков поясничного, крестцового и части хвостового отделов позвоночника. Это делает тазовую область более прочной. Сложный крестец обеспечивает неподвижность туловища в полёте, что очень важно. Также птицы срастили некоторые тазовые кости, но при этом он (таз) не имеет "дна", что бы яйца могли свободно проходить.

Сложный крестец птиц.

Киль.

Киль является крайне важным шагом к полёту. Он уже существовал у птерозавров, но его не было у бегающих дейнонихозавров из-за ненадобности. К килю крепятся мощные грудные мышцы, важные при полёте. Так что все животные, кому так важны грудные мышцы, имеют киль: летающие птицы, очаровательные рукокрылы, древние птерозавры, и некоторые землерои. И при этом у нелетающих птиц киля нет.

Наличие киля свойственно всем летающим животным.