Крадущаяся Птица, Скрытая Эволюционная Цель?

{h1}

Ученые обнаружили, что приседание, наблюдаемое у птиц, развилось до того, как полет, возможно, взлетел у их родственников динозавров.

Птицы могут высоко держать свои крылья из-за странного способа, которым они приседают, и теперь ученые говорят, что происхождение этой сложенной позы может дать представление об эволюции их полета.

Птицы стоят и ходят необычно согнутыми, бедро или бедро удерживаются почти горизонтально - в отличие от людей, чьи ноги стоят вертикально. Присевшая стойка птиц помогает поддерживать равновесие и движение, обеспечивая центр тяжести над ногами. Двуногая, или двуногая, позиция птиц отражает их наследие динозавров - динозавры развили позу двуногих в начале своей эволюции, около 235 миллионов лет назад.

Приседание, наблюдаемое у птиц, довольно сильно отличается от раскидистого положения, наблюдаемого у ближайших живых родственников птиц, крокодилов. Птицы и крокодилы принадлежат к разнообразному зверинцу существ, известному как архозавры, в который также входят все динозавры и вымершие летающие рептилии, известные как птерозавры. Первые архозавры, появившиеся около 250 миллионов лет назад, напоминали современных крокодилов. Хотя архозавры, как и современные крокодилы, были четвероногими животными с длинными, тяжелыми хвостами, у них были более длинные конечности, чем у крокодилов, чтобы им было легче жить и передвигаться по суше. [Птичьи предки: образы летающих динозавров]

Ученые не согласились с тем, как птицы эволюционировали, чтобы присесть. Некоторые исследователи утверждают, что этот сдвиг произошел постепенно в группе динозавров, известных как целурозавры, в которую вошли тиранозавры и хищники. Другие предполагают, что это изменение произошло более внезапно, начиная с нескольких непосредственных предков динозавров птиц и происхождения полета.

Дино Крауч

Чтобы помочь разрешить эту дискуссию, ученые исследовали семейство птиц, проанализировав трехмерные компьютерные модели 17 архозавров, охватывающих около 250 миллионов лет эволюции. К ним относятся живые птицы, такие как цыплята; что может быть одной из первых птиц, археоптерикс; четырехкрылый пернатый динозавр Microraptor; двуногие хищники, такие как Velociraptor а также Тиранозавр; и крокодилы, самые близкие живущие, хотя все еще отдаленные родственники птиц.

Ученые изучили семейство птиц, проанализировав трехмерные компьютерные модели 17 архозавров, охватывающих около 250 миллионов лет эволюции. Здесь оцифрованные окаменелые скелеты и данные компьютерной томографии базального динозавра (а) и базальной птицы (б) с разных точек зрения, показывающие, как развивались пропорции тела.

Ученые изучили семейство птиц, проанализировав трехмерные компьютерные модели 17 архозавров, охватывающих около 250 миллионов лет эволюции. Здесь оцифрованные окаменелые скелеты и данные компьютерной томографии базального динозавра (а) и базальной птицы (б) с разных точек зрения, показывающие, как развивались пропорции тела.

Предоставлено: Джон Хатчинсон, Природа.

«Мы в основном начали с простой цифровой« термоусадочной пленки »всего скелета», - говорит исследователь Вивиан Аллен, биомеханик из Королевского ветеринарного колледжа в Хатфилде, Англия. «Исходя из этого, мы расширили« термоусадочную пленку », чтобы она соответствовала тому, сколько мяса, по нашему мнению, существовало вокруг различных частей скелета. Это было основано как на детальной реконструкции мышечной анатомии каждого животного, так и на том, что мы измерили с помощью компьютерных томографов. их живых родственников. "

Палеонтологи в течение многих лет соглашались с тем, что приседание, наблюдаемое у птиц, эволюционировало по мере того, как их хвосты становились короче, постепенно смещая центр тяжести некоторых динозавров вперед, поскольку эти существа становились более птичьими / Это заставляло ноги становиться менее вертикальными и более наклонными, чтобы удерживать центр тяжести сбалансированы по ногам. [Палео-арт: потрясающие иллюстрации динозавров]

«У всех не-птичьих динозавров и архозавров в целом очень большой мускулистый тяжелый хвост, который, очевидно, представляет собой значительную массу тела на спине животного», - сказал Аллен WordsSideKick.com. «Таким образом, когда вы двигаетесь по эволюционной линии птиц, у динозавров все больше птиц уменьшается, и, в конце концов, в основном теряется или уменьшается до небольшого пня. Кажется очень интуитивным предположить, что эта потеря хвоста, потеря эта огромная масса к задней части животного будет главной причиной того, что больше птицоподобных динозавров и самих птиц будут иметь большую массу, сосредоточенную к передней части животного ».

Передние конечности динозавров

Неожиданно исследователи обнаружили, что эволюция этого приседания была больше связана с их фронтами, чем с их спинами.

«Наши результаты показывают, что увеличение передних конечностей было более важным для смещения центра масс вперед, чем потеря хвоста», - сказал Аллен.

«Хвост является наиболее очевидным изменением, если вы посмотрите на тела динозавров», - сказал исследователь Джон Хатчинсон, эволюционный биомеханик из Королевского ветеринарного колледжа в Хэтфилде. «Но когда мы проанализировали и повторно проанализировали и тщательно изучили наши данные, мы постепенно поняли, что все забыли проверить, какое влияние оказывают передние конечности на равновесие и осанку, и что это влияние было больше, чем влияние хвоста или других частей тела». "

Поскольку передние конечности предков птиц в конечном итоге стали крыльями птиц, эти находки могут дать представление о происхождении птичьего полета.

«Одна из интересных вещей, которые показывает наша работа, заключается в том, что птицы не могли развить эти большие передние конечности, эти крылья, не внося при этом значительных изменений в анатомию и функции их задних конечностей», - сказал Аллен. «Что имеет смысл, когда вы думаете об этом - все привязано к одному и тому же телу, так почему бы не изменить одну вещь, повлиять на другую? Но, тем не менее, было круто найти это, и иметь некоторые реальные цифры и статистику чтобы поддержать это. "

Что касается того, когда и как быстро центр тяжести изменил положение у динозавров, исследователи нашли некоторые преимущества в обеих сторонах аргумента. «У динозавров на ранних этапах происходили постепенные изменения, но мы были поражены тем, насколько увеличение размера передних конечностей начало изменять центр масс как раз перед тем, как полет мог впервые развиться у ранних пташек и их ближайших родственников», - сказал Аллен.

Изменения в форме тела влияют на баланс животных, «а форма и баланс важны для полета», - сказал Хатчинсон в интервью WordsSideKick.com. Например, если центр тяжести находится близко к крыльям, «тогда теоретически возможен стабильный полет, такой как скольжение», сказал Хатчинсон.

По словам Хатчинсона, некоторые из них, по-видимому, начались немного раньше, когда полет, похоже, эволюционировал. «Но это действительно не взлетело, пока не развился полет».

Хатчинсон отметил, что предки птиц-динозавров могли развить расширенные передние конечности «по причинам, не связанным с полетом на лету, таким как захват добычи или переговоры по сложной местности». [На фотографиях: Удивительные хищные птицы]

Аллен отметил, что исследователи проанализировали лишь несколько родственников птиц. Затем исследователи планируют сканировать окаменелости большего количества образцов, чтобы построить компьютерные модели своих скелетов и «попытаться получить более четкую картину того, что происходит в этой действительно интересной последовательности анатомической эволюции», сказал Аллен.

Кроме того, вместо того, чтобы рассматривать один или несколько аспектов каждого образца в любой момент времени - таких как его масса, положение, скелетные пропорции и мышечная анатомия - ученые надеются проанализировать каждый аспект каждого образца одновременно в прогностическом компьютерном моделировании, которое оживить их тела. Такие модели помогли бы выявить, как эти вымершие животные стояли и двигались, и как это изменилось со временем

«Разработка методов одновременного просмотра множества сложных данных - компьютерное моделирование того, как вымершее животное работало как механизм, - это, безусловно, путь в будущее», - сказал Аллен.

«Это просто сложно», продолжила она. «Математика сложная, и требования к компьютерам очень высоки. Но мы добираемся до этого. Что с очень, очень быстрыми компьютерами, которые становятся все более дешевыми, и техническими навыками исследователей, которые становятся все более и более хорошими, безусловно, есть некоторые очень интересные возможности в ближайшее время вымерших животных изучает механику ".

Аллен, Хатчинсон и их коллеги, Карл Бейтс и Чжихен Ли, подробно изложили свои выводы онлайн 24 апреля в журнале Nature.

Следуйте за нами @wordssidekick, Facebook и Google+. Оригинальная статья на WordsSideKick.com.





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com