Главная / Наука и технологии / Палеонтологи обнаружили уникальные лёгкие птицы возрастом 120 миллионов лет

Палеонтологи обнаружили уникальные лёгкие птицы возрастом 120 миллионов лет

Палеонтологи обнаружили уникальные лёгкие птицы возрастом 120 миллионов лет

Палеонтологи, изучающие останки древних животных, опираются в основном на окаменелые кости, зубы или раковины, то есть на твёрдые составляющие организма. Между тем мягкие ткани, сохранившиеся в течение миллионов лет, – это ещё более редкая и, соответственно, ценная находка.

Именно о таком открытии рассказали учёные из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук. Команда под руководством Цзинмай О'Коннор (Jingmai O'Connor) признаётся, что была ошеломлена, обнаружив окаменелые лёгкие древней птицы.

Возраст находки оценивается в 120 миллионов лет, что делает её одним из древнейших подобных образцов, которые на сегодняшний день доступны для изучения.

Окаменелость была найдена в раннемеловой геологической формации Цзюфотан на северо-востоке Китая. Когда палеонтологи впервые её исследовали, то отметили прекрасно сохранившиеся перья и отдельно описали уникальное строение хвоста, которое ранее не наблюдалось ни у одной из известных птиц мелового периода, однако присуще современным пернатым.

Было установлено, что древняя птица по размеру походила на голубя и не имела зубов. По этим и другим признакам удалось определить её видовую принадлежность: это представитель Archaeorhynchus spathula, пятый из изученных специалистами.

Эти данные привели команду в восторг, однако при дальнейшем изучении останков была сделана ещё более любопытная находка, рассказывает О'Коннор. В грудной клетке окаменелой птицы учёными были обнаружены структуры, очень напоминавшие лёгкие. Они разделены на две части (то есть это был парный орган) и представляли собой светлые пятнистые области на более равномерно окрашенной окаменелости.

Эксперты поясняют: вряд ли эти останки могли быть содержимым желудка птицы, поскольку такие фрагменты обычно имеют чёрный цвет из-за карбонизации. А окаменелые ткани печени имеют красноватый оттенок из-за высокого содержания в них железа (также идентифицированы в данной окаменелости).

Таким образом, лёгкие – это наиболее вероятное объяснение, заключает О'Коннор и её команда.

Палеонтологи обнаружили уникальные лёгкие птицы возрастом 120 миллионов лет

Она отмечает, что "лёгочная структура" A. spathula весьма удивила исследователей ещё и тем, что очень напоминает лёгкие современных птиц.

Поясним, что для полёта птицам необходимо большое количество кислорода, поэтому у них сформировалась уникальная и, пожалуй, самая эффективная система, обеспечивающая непрерывное дыхание (кислород поступает в кровь как при вдохе, так и при выдохе).

Вентиляция лёгких происходит за счёт работы воздушных мешков, изменяющих свой объём при вдохе (увеличивается при подъёме крыльев) и при выдохе (снижается при опускании). Воздушные мешки сами по себе не насыщают кровь кислородом, но хранят воздух и действуют как своего рода меха, которые позволяют лёгким не менять объём, а грудной клетке птицы, соответственно, не подниматься и опускаться. Это важно, чтобы у двигающихся в полёте крыльев была постоянная точка опоры.

Чтобы при этом через лёгкие непрерывно протекало большое количество свежего воздуха, природа и придумала воздушные мешки. При вдохе только 25% воздуха остаётся непосредственно в лёгких, а 75% проходит через них и попадает в воздушные мешки. При выдохе накопленный в них воздух опять проходит через лёгкие, но уже наружу.

Напомним, что у млекопитающих дыхательная система двунаправленная, из-за чего происходит смешение богатого кислородом (вдыхаемого) и бедного кислородом (выдыхаемого) воздуха. Такая система недостаточно обогащает кровь кислородом и потому не подходит для полёта.

Палеонтологи обнаружили уникальные лёгкие птицы возрастом 120 миллионов лет

По всей видимости, дыхание A. spathula обеспечивалось за счёт такого же, как и у современных птиц, однонаправленного потока воздуха.

Примечательно, что современные крокодилы имеют похожую дыхательную систему, и потому палеонтологи полагали, что она досталась земноводным и птицам по наследству от их общих предков. Однако доказательств того, что подобная система присутствовала у древних птиц, ранее у специалистов не было.

В интервью порталу Live Science О'Коннор пояснила, что уникальные образцы её команда изучала, в том числе, при помощи растрового электронного микроскопа. Поскольку палеонтолог специализируется на изучении анатомических особенностей скелетов древних существ, то для экспертной оценки найденных фрагментов она пригласила в свою команду Джона Майну (John Maina), профессора зоологии Университета Йоханнесбурга в Южной Африке, который является экспертом в изучении лёгких живых птиц.

Он заключил, что ткани A. spathula содержат структуры, напоминающие тончайшие капилляры-парабронхи, которые поглощают кислород для обеспечения обмена веществ при полёте. Кроме того, им были обнаружены паренхимальные клетки – мельчайшие полости, составляющие ткань, которая является основой лёгких (в том числе у современных птиц).

Если учесть особенности строения хвоста (как уже упоминалось, оно оказалось близким к "современному"), то получается, что особи вида A. spathula, обитавшие на Земле более ста миллионов лет назад, имели много общего с ныне живущими пернатыми.

Исследователи полагают, что именно эти черты могут объяснить выживание некоторых птиц во время "астероидного апокалипсиса" 66 миллионов лет назад.

Эксперты заключают, что подобные редкие находки вкупе с изучением особенностей скелета дают более полное понимание того, как эволюционировали древние существа в течение миллионов лет. (К слову, авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее подробно рассказывали об исследовании мягких тканей динозавров и не только) .

Подробный отчёт о проделанной работе команда представила на ежегодном собрании Общества палеонтологии позвоночных. Научная статья по итогам исследования будет опубликована в журнале PNAS.

Добавим, что у исследователей появляется всё больше информации о древних пернатых. Они открывают новые необычные виды и изучают редкие останки новорожденных особей, узнают о том, как эволюционировал перьевой покров, строение клювов и даже пение птиц в эпоху динозавров.

Источник

Прокрутить до верха