Как эволюционировали птицы? Ответ оказался гораздо более неожиданным, чем кто-либо предполагал

Примерно 150 миллионов лет назад Европа представляла собой тропический регион, почти полностью скрытый под водой. Континент находился значительно ближе к экватору, чем сейчас, а территория современной Германии и соседних стран была покрыта мелким внутренним морем с разбросанными по нему островами.

На одном из таких архипелагов обитали странные создания, которые резко выделялись на фоне остальной фауны. Это были одни из самых ранних птиц на планете: размером примерно с ворону, с чёрным оперением и, судя по всему, предпочитавшие насекомых в качестве пищи. Летать они умели неважно – большую часть времени проводили на земле, лишь изредка взмахивая крыльями, чтобы спастись от подкрадывающихся хищников. Внешне они мало напоминали современных птиц: в челюстях сохранялись зубы, а на концах крыльев торчали когти – признаки, полностью исчезнувшие у нынешних пернатых. Эти обитатели немецких островов носили имя Archaeopteryx> и сохраняли множество черт своих динозавровых предков.

Фоссилии Archaeopteryx входят в число самых знаменитых в истории палеонтологии, но это существо до сих пор остаётся загадкой. Более ста лет Archaeopteryx был единственным известным родом птиц из юрского периода – эпохи, когда птицы впервые появились. За последние десятилетия обнаружили множество других пернатых динозаврового времени, но все они относятся уже к следующему, меловому периоду, когда по миру обитало множество разнообразных типов птиц. Истоки же группы оставались скрыты во мгле времени.

Теперь у учёных наконец появился второй юрский род птиц. Baminornis, найденный в Китае и описанный в феврале 2025 года, в одночасье значительно расширил представления о самых ранних пернатых. Этот вид существенно отличается от Archaeopteryx, что намекает на гораздо более запутанную эволюционную картину. Параллельно подробное изучение недавно «раскрытого» исключительно хорошо сохранившегося экземпляра Archaeopteryx, который десятилетиями оставался незамеченным, дало беспрецедентно чёткое представление о первых птицах. Эти и подобные находки постепенно проясняют, как и почему возникли птицы и возникал ли полноценный активный полёт лишь однажды или неоднократно в эпоху динозавров.

Сегодня птицы – одна из наиболее успешных и разнообразных групп животных: известно около 10 000 видов. Среди них крошечные колибри, зависающие в воздухе, гигантские странники вроде блуждающего альбатроса, вершинные хищники вроде беркута и крупные нелетающие виды, такие как эму.

За последние полвека стало окончательно ясно: птицы произошли от динозавров – конкретно от теропод, группы, к которой относятся и размером с индейку велоцирапторы, и гигантские аллозавры.

Однако восстановить эволюционную историю птиц оказалось неожиданно сложно. «Птицы и птицеподобные динозавры чрезвычайно редки в летописи окаменелостей», – отмечает палеонтолог Джингмай О’Коннор из Field Museum в Чикаго, штат Иллинойс.

Причина – в особенностях строения. «Птицы обычно невелики, обладают тонкими полыми костями и очень лёгким скелетом», – объясняет Стивен Брусатт, палеонтолог из Эдинбургского университета (Великобритания). Такие кости легко ломаются и разрушаются в агрессивных условиях, например в быстрых реках, где массивный скелет тираннозавра мог бы уцелеть.

На этом фоне хорошая сохранность окаменелостей Archaeopteryx выглядит почти чудом. Первые образцы нашли в начале 1860-х: сначала одно-единственное перо (первая в мире ископаемая находка пера), затем скелет без черепа. Момент оказался идеальным: Чарльз Дарвин опубликовал «Происхождение видов» в 1859 году, изложив теорию естественного отбора и появления новых видов. Обнаруженный вскоре Archaeopteryx стал ярчайшим примером переходной формы – существа с признаками и птицы, и динозавра одновременно.

Десятилетиями шли жаркие споры по двум главным вопросам: умел ли Archaeopteryx летать и можно ли его считать настоящей птицей? У него были перья с упорядоченной структурой (pennaceous feathers), которые помогают современным птицам в полёте. Однако другие особенности анатомии плохо подходили для длительного полёта. «У Archaeopteryx длинный хвост, как у рапторов-динозавров», – говорит Брусатт. Такой хвост мешал бы в воздухе: у современных птиц хвостовые позвонки короткие и сращённые.

Кроме того, у Archaeopteryx, похоже, отсутствовал кил (грудина), к которому крепятся мощные грудные мышцы. «Это действительно ставит в тупик», – замечает Талия Лоуи-Мерри, эволюционный биолог из Гарвардского университета (Кембридж, Массачусетс), показавшая, что кил у птиц развивался постепенно и поэтапно.

Возможно, у Archaeopteryx была хрящевая грудина, которая просто не сохранилась в окаменелостях, но она обеспечивала бы гораздо более слабое крепление мышц, чем костная. «Если полёт и был, то значительно слабее, чем у современных птиц», – считает Лоуи-Мерри. Поэтому многие учёные полагают, что Archaeopteryx летал плохо – примерно как современные куры.

Несмотря на накопленные данные об Archaeopteryx, он может рассказать лишь ограниченную часть истории. Все его окаменелости происходят из Германии – из лагун спокойных, часто солоноватых водоёмов на островах мелкого моря, куда тела падали и медленно погребались. «Это шанс один на триллион», – подчёркивает Брусатт.

Ещё хуже то, что это всего одна точка на огромной временной шкале. Все фоссилии Archaeopteryx датируются примерно 150 млн лет назад – концом юрского периода (201,4–143,1 млн лет назад). А после него птичьи окаменелости исчезают на миллионы лет.

В меловом периоде (143,1–66 млн лет назад) картина уже совсем другая. С 1980-х годов в Лас-Ойас (восточная Испания) находят множество птиц и птицеподобных динозавров. Позже в северо-восточном Китае открыли биоту Джехол (примерно 135–120 млн лет назад) – настоящий кладезь тонко сохранившихся окаменелостей, включая птиц.

«Меловых птиц невероятно много», – говорит Брусатт. Многие из них не являются предками современных видов, а принадлежат вымершим группам, например энантиорнитинам, которые исчезли вместе с не-птичьими динозаврами в массовом вымирании 66 млн лет назад из-за астероида.

В целом меловые птицы и птицеподобные формы известны из Восточной Азии, Северной и Южной Америки, Мадагаскара и Антарктиды. К началу мела птицы уже сильно диверсифицировались и распространились по всему миру.

А вот поздняя юра до недавнего времени оставалась почти пустой – только Archaeopteryx. Всё изменилось с открытием Baminornis.

С 2022 года палеонтолог Мин Ван из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии в Пекине вместе с коллегами изучал новую коллекцию – фауну Чжэнхэ в провинции Фуцзянь на юго-востоке Китая. Уже в первый год нашли Fujianvenator – птицеподобного динозавра, вероятно, ближе к птицам, чем к другим динозаврам. У него были очень длинные задние конечности – вероятно, он много времени проводил, бродя по воде. Возраст фауны Чжэнхэ – 148–150 млн лет назад, то есть почти одновременно с Archaeopteryx.

«Эта находка вселила большую надежду», – рассказывает Ван. «Может, в этом месте удастся найти ещё что-то интересное». Присутствие пресноводных животных (черепах, мелких рыб) указывало на заболоченную местность – идеальные условия для сохранности пернатых.

Вскоре учёные действительно сорвали джекпот: в феврале 2025 года описали Baminornis. Это была небольшая птица массой 140–300 граммов. Самое поразительное – пять нижних хвостовых позвонков срослись в короткую косточку, называемую пигостилем. Это стандарт для современных птиц и многих меловых, но полностью отсутствует у современника Baminornis – Archaeopteryx.

«Это было неожиданно», – признаётся Ван. Учитывая древность находки, логично было ожидать промежуточную стадию – «может, у каких-то птиц хвост уже короче, но пигостиля ещё нет». Вместо этого обнаружили юрскую птицу с полностью сформированным пигостилем. По мнению Вана, это означает, что первые птицы появились существенно раньше Archaeopteryx и Baminornis. «Это отодвигает момент возникновения птиц гораздо дальше в прошлое, чем мы думали. Возможно ли, что уже в средней или ранней юре существовали какие-то птицы?»

«Это говорит о том, что уже к концу юры птицы экспериментировали и развивали более сложные аэродинамические и полётные адаптации», – считает Брусатт. Сильные различия между Archaeopteryx и Baminornis указывают, что диверсификация уже шла полным ходом, а значит, эволюционная история птиц началась заметно раньше, чем предполагалось.

В то же время О’Коннор предостерегает от поспешных выводов: первые интерпретации новых окаменелостей нередко меняются при более детальном изучении. «Нам ещё нужно подождать, чтобы по-настоящему понять значение этих находок», – говорит она.

В любом случае даже с учётом Baminornis юрская летопись птиц остаётся крайне скудной, и вопросов по-прежнему намного больше, чем ответов. «Распространились ли птицы по всему миру сразу после появления?» – задаётся вопросом Брусатт. Птерозавры и летучие мыши – другие летающие позвоночные – расселились очень быстро. Но если юрские птицы сделали то же самое, их следы пока не найдены.