Динозавры, давшие начало птицам, перешли к размножению в юном возрасте и сохранили во взрослом состоянии детали строения черепа, характерные для детенышей, такие, как большой череп и крупные глазницы.
Исследователи пришли к выводу, что эволюция птиц протекала благодаря педоморфозу, сохранению во взрослом состоянии особенностей, свойственных первым стадиям индивидуального развития (онтогенеза). Статья с изложением этой гипотезы вышла в журнале Nature.
По сути, птицы являются «современными динозаврами», находясь в очень тесном родстве с этой группой вымерших рептилий. Однако эволюция птиц, которым удалось пережить своих сородичей-динозавров, до сих пор вызывает много вопросов. Чтобы пролить новый свет на эту проблему, ученые изучили черепа динозавров и их детенышей, а также черепа аллигаторов разного возраста, близких родственников птиц и динозавров, и сравнили их с черепами птиц.
Выяснилось, что черепа взрослых представителей клады Eumaniraptora, которая включает в себя современных птиц и их ближайших родственников, таких, как знаменитый археоптерикс, очень напоминают черепа эмбрионов аллигатора и молодых динозавров. Череп с коротким лицевым отделом, широкими глазницами и большим мозгом позволяет птицам ориентироваться в пространстве с помощью зрения и координировать полет. Этот же птичий тип черепа свойственен аллигаторам и динозаврам на первых стадиях развития, однако затем он удлиняется и меняет свои пропорции по мере созревания.
На основании этих данных ученые заключили, что птицы произошли от динозавров, перешедших к размножению в юном возрасте. Это было связано с укорачиванием жизненного цикла, так как, в отличие от динозавров, развивавшихся до взрослого состояния десятилетиями, срок жизни некоторых птиц составляет всего 12 недель, и за это время им надо достигнуть половой зрелости. Подобная гипотеза была выдвинута и относительно происхождения человека, строение черепа и волосяного покрова которого напоминает детенышей человекообразных обезьян.
Чтобы детально реконструировать процессы педоморфоза, ученые при помощи компьютерной программы сравнивали отсканированные черепа по 45 точкам, отмеченным с боковой стороны каждого черепа в определенных местах. Исследователи выявили в ходе эволюции, приведшей к возникновению птиц, четыре явления гетерохронии, при которых смещался жизненный цикл, и взрослые особи приобретали всё новые черты молодых особей. Так, при первой гетерохронии предки птиц уменьшились в размерах, а при третьей – у них удлинились предчелюстная и носовая кости, образующие у современных птиц клюв.
«Теперь мы понимаем связь между птицами и динозаврами гораздо лучше, чем раньше, и даже сказать, что когда мы смотрим на птиц, мы видим юных динозавров», -- пояснил профессор Архат Абжанов, один из авторов работы.
