Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Археоптерикс
München

Эволюция птицы началась в юрском периоде, с ранними птицами , полученных из клада из тероподовых динозавров под названием Paraves . [1] Птицы классифицируются как биологический класс , Aves . На протяжении более столетия самой ранней птицей считался небольшой динозавр-теропод Archeopteryx lithographica из позднеюрского периода. Современные филогении помещают птиц в кладу динозавров Theropoda . Согласно текущему консенсусу, Авес и родственная группа, отряд Crocodilia, вместе являются единственными живыми членами не имеющей ранга клады « рептилий », Archosauria . Четыре различных направления птиц пережили вымирание мелового и палеогенового периода 66 миллионов лет назад, дав начало страусам и их родственникам ( Paleognathae ), уткам и их родственникам ( Anseriformes ), наземным птицам ( Galliformes ) и «современным птицам» ( Neoaves ). .

Филогенетический , Aves обычно определяются как все потомки самого последнего общего предка конкретных современными видов птиц (например, домовый воробей , Passer Domesticus ), и либо археоптерикс , [2] или некоторые доисторические виды ближе к Neornithes (чтобы избежать проблемы, вызванные неясными взаимоотношениями археоптерикса с другими тероподами). [3] Если используется последняя классификация, то большая группа называется Avialae. В настоящее время отношения между динозаврами, археоптериксами и современными птицами все еще обсуждаются.

Истоки [ править ]

-4500 -
-
-4000 -
-
-3500 -
-
-3000 -
-
-2500 -
-
-2000 -
-
-1500 -
-
-1000 -
-
-500 -
-
0 -
Растения
Динозавры    
Млекопитающие
Цветы
Птицы
Приматы
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
←
Самая ранняя Земля ( -4540 )
←
Самая ранняя вода
←
Самая ранняя жизнь
←
LHB метеориты
←
Самый ранний кислород
←
Атмосферный кислород
←
Кислородный кризис
←
Древнейшие грибы
←
Половое размножение
←
Самые ранние растения
←
Самые ранние животные
←
Эдиакарская биота
←
Кембрийский взрыв
←
Тетрапода
←
Самые ранние обезьяны
Р ч п е г о г о я гр
П р о т е р о з о и к
Т с ч е с п
H a d e a n
Понгола
Гуронский
Криогенный
Андский
Кару
Четвертичный
Ледниковые периоды
( миллион лет назад )
Основная статья: Происхождение птиц
См. Также: Пернатый динозавр , Паравес и Авеметатарсалия.

Существуют важные свидетельства того, что птицы появились среди динозавров- теропод , в частности, что птицы являются членами Maniraptora , группы теропод, в которую , среди прочего, входят дромеозавры и овирапториды . [4] По мере того, как обнаруживается все больше тероподов, не относящихся к птицам, которые тесно связаны с птицами, ранее четкое различие между нептицами и птицами становится все менее очевидным. Это было отмечено еще в XIX веке Томасом Хаксли :

Нам пришлось расширить определение класса птиц, включив в него птиц с зубами и птиц с лапообразными передними конечностями и длинным хвостом. Нет никаких свидетельств того, что Компсогнат обладал перьями; но если бы это было так, было бы действительно трудно сказать, следует ли называть ее рептильной птицей или птичьей рептилией. [5]

Установленный скелет велоцираптора , демонстрирующий очень похожее на птицу качество более мелких динозавров- теропод.

Открытия на северо-востоке Китая ( провинция Ляонин ) демонстрируют, что у многих мелких динозавров-теропод действительно были перья , в том числе у compsognathid Sinosauropteryx и микрорапторианского дромеозаврида Sinornithosaurus . Это привело к неоднозначности того, где провести грань между птицами и рептилиями. [6] Cryptovolans , дромеозаврид, обнаруженный в 2002 году (который может быть младшим синонимом Microraptor ), был способен летать на двигателе, обладал грудным килем и ребрами с крючковатыми отростками . КриптоволаныКажется, это лучшая «птица», чем археоптерикс, у которого отсутствуют некоторые из этих современных птичьих особенностей. Из-за этого некоторые палеонтологи предположили, что дромеозавры на самом деле являются базальными птицами, более крупные члены которых вторично нелетают, то есть что дромеозавры произошли от птиц, а не наоборот. Доказательства этой теории в настоящее время неубедительны, но раскопки продолжают раскапывать окаменелости (особенно в Китае) пернатых дромеозавров. Во всяком случае, совершенно очевидно, что полет с использованием пернатых крыльев существовал у теропод средней юры. Меловой unenlagiine рахонавис также обладает особенностью предположить , что, по крайней мере частично способен активный полет.

Хотя орнитисхийские (птичьи бедра ) динозавры имеют ту же структуру бедра, что и птицы, на самом деле птицы произошли от заурисхических (ящеричных) динозавров, если теория происхождения динозавров верна. Таким образом, они самостоятельно пришли к состоянию структуры бедра . Фактически, птицеподобное строение бедра также в третий раз развилось среди своеобразной группы теропод, Therizinosauridae .

Альтернативная теория динозаврового происхождения птиц, поддерживаемая несколькими учеными, в частности Ларри Мартином и Аланом Федуччиа , утверждает, что птицы (включая манирапторанских «динозавров») произошли от ранних архозавров, таких как Лонгисквама . [7] Эта теория оспаривается большинством других палеонтологов и экспертов по развитию и эволюции перьев. [8]

Мезозойские птицы [ править ]

См. Также: Птичьи и Категория: Мезозойские птицы

Базальная птица археоптерикс из юрского периода хорошо известна как одно из первых « недостающих звеньев », обнаруженных в поддержку эволюции в конце 19 века. Хотя он не считается прямым предком современных птиц, он дает хорошее представление о том, как эволюционировал полет и как могла выглядеть самая первая птица. Это может быть предшественником Protoavis texensis , хотя фрагментарный характер этой окаменелости оставляет серьезные сомнения в том, был ли это предок птицы. Скелет всех кандидатов в ранние пташки в основном представляет собой скелет маленького тероподного динозавра с длинными когтистыми руками, хотя изысканная сохранность Зольнхофен Платтенкалк показывает археоптерикс.был покрыт перьями и имел крылья. [5] Хотя археоптерикс и его родственники, возможно, не были очень хорошими летчиками, они, по крайней мере, были бы хорошими планерами, создавая основу для эволюции жизни на крыле.

Реконструкция иберомезорнис romerali , зубчатое enantiornithe

Эволюционная тенденция среди птиц заключалась в сокращении анатомических элементов для снижения веса. Первым исчезнувшим элементом был костный хвост, который превратился в пигостиль, а функцию хвоста переняли перья. Конфуциусорнис - пример их тенденции. Сохраняя когтистые пальцы, возможно, для лазания, у него был пигостильный хвост, хотя и более длинный, чем у современных птиц. Большая группа птиц, Enantiornithes , превратилась в экологические ниши.подобны птицам современных и процветали на протяжении всего мезозоя. Хотя их крылья напоминали крылья многих современных групп птиц, они сохранили когтистые крылья и морду с зубами, а не клюв у большинства форм. За потерей длинного хвоста последовала быстрая эволюция их ног, которые превратились в универсальные и адаптируемые инструменты, открывшие новые экологические ниши. [9]

В меловом периоде появились более современные птицы с более жесткой грудной клеткой, килем и плечами, способными обеспечить мощный подъем вверх, необходимый для продолжительного полета на двигателе. Еще одним усовершенствованием стало появление alula , используемого для лучшего управления посадкой или полетом на малых скоростях. У них также был более производный пигостиль с концом в форме лемеха . Ранний пример - Янорнис . Многие из них были прибрежными птицами, поразительно напоминающими современных куликов , таких как Ихтиорнис , или уток, таких как Гансус . Некоторые из них превратились в плавучих охотников, например, Hesperornithiformes - группа нелетающих ныряльщиков, похожих на поганки и гагары . Будучи современными во многих отношениях, большинство этих птиц сохранило типичные зубы рептилий и острые когти на кисти.

Современные беззубые птицы произошли от зубатых предков в меловом периоде. [10] Между тем, ранее примитивные птицы, особенно энанциорнисовые птицы, продолжали процветать и диверсификации наряду с птерозавров через этот геологический период , пока они не вымерли в связи с событием K-T вымирание . Все, кроме нескольких групп беззубых неорнитов, также были сокращены. Уцелевшие линии птиц были сравнительно примитивными Paleognathae ( страус и его союзники), линия водной утки , наземная птица и очень летучие Neoaves .

Адаптивная радиация современных птиц [ править ]

Смотрите также: мезозойско-кайнозойское излучение

Современные птицы классифицируются как Neornithes , которые, как теперь известно, эволюционировали в некоторые основные линии к концу мелового периода (см. Vegavis ). Неорниты делятся на палеогнатов и неогнатов .

К палеогнатам относятся тинамы (встречаются только в Центральной и Южной Америке) и ратиты , которые в настоящее время встречаются почти исключительно в Южном полушарии. Ратиты - большие нелетающие птицы, в их число входят страусы , нанды , казуары , киви и эму . Некоторые ученые предполагают, что ратиты представляют собой искусственную группу птиц, которые независимо друг от друга утратили способность летать по ряду несвязанных линий. [11] В любом случае имеющиеся данные об их эволюции все еще очень сбивают с толку, отчасти потому, что нет никаких сомнительных окаменелостей из мезозоя.Филогенетический анализ подтверждает утверждение, что ратиты полифилетичны и не представляют собой действительную группировку птиц. [12]

Орел и моа Хааста в Новой Зеландии; орел - неогнат , моа - палеогнат .

Основное отличие от остальных Neognathes было у Galloanserae , надотряда, включающего Anseriformes ( утки , гуси и лебеди ) и Galliformes ( куры , индейки , фазаны и их союзники). Присутствие базальных окаменелостей гусеобразных в мезозое и, вероятно, некоторых окаменелостей галловидной формы предполагает одновременное присутствие палеогнатий, несмотря на отсутствие окаменелостей.

Даты расколов - предмет серьезных споров среди ученых. Она решила , что Neornithes эволюционировали в меловой и что раскол между Galloanserae и другими neognaths - в Neoaves - имели место до меловой-палеогеновой экстинкции события , но существуют различные мнения относительно того , произошла ли излучение оставшихся neognaths до или после вымирания других динозавров. [13] Это разногласие отчасти вызвано расхождением в доказательствах: молекулярное датирование указывает на излучение мелового периода, небольшую и сомнительную летопись окаменелостей неоавианского периода, а также появление большинства живых семей в палеогене.. Попытки примирить молекулярные и ископаемые свидетельства оказались противоречивыми. [13] [14]

С другой стороны, необходимо учитывать два фактора: во-первых, молекулярные часы нельзя считать надежными при отсутствии надежной калибровки по окаменелостям, тогда как летопись окаменелостей, естественно, неполна. Во-вторых, в реконструированных филогенетических деревьях время и модель разделения линий соответствуют эволюции изучаемых признаков (таких как последовательности ДНК, морфологические признаки и т. Д.), А не фактическому образцу эволюции линий; В идеале они не должны сильно различаться, но могут отличаться на практике. [ необходима цитата ]

Принимая во внимание это, легко увидеть, что данные по окаменелостям, по сравнению с молекулярными данными, имеют тенденцию быть более точными в целом, но также недооценивают время дивергенции: морфологические признаки, являющиеся продуктом целых генетических сетей развития , обычно начинают расходиться только в некоторых случаях. время после разделения клонов станет очевидным при сравнении последовательностей ДНК - особенно если используемые последовательности содержат много молчащих мутаций . [ необходима цитата ]

Авторы отчета Current Biology за май 2018 г. [15] считают, что птицы, пережившие катастрофу конца мелового периода, были Neornithes, Neognathae (Galloanserae + Neoaves), а не древесными животными, и не могли летать далеко из-за всемирное уничтожение лесов и что лесам мира потребовалось много времени, чтобы вернуться должным образом. Практически к тем же выводам уже приходилось раньше, в книге 2016 года об эволюции птиц. [16]

В августе 2020 года ученые сообщили, что эволюция черепа птиц замедлилась по сравнению с эволюцией их предшественников динозавров после события вымирания в мелово-палеогеновый период, а не ускорилась, как это часто считается, что привело к разнообразию формы черепа современных птиц. [17] [18]

Классификация современных видов [ править ]

Разнообразие современных птиц
Смотрите также: Таксономия птиц Сибли – Алквиста и классификация динозавров

Филогенетическая классификация птиц является спорным вопросом. « Филогения и классификация птиц» Сибли и Алквиста (1990) - знаковая работа по классификации птиц (хотя она часто обсуждается и постоянно пересматривается). Большинство данных свидетельствует о том, что большинство современных отрядов птиц составляют хорошие клады . Однако ученые не пришли к единому мнению о точных отношениях между основными кладами. Доказательства современной анатомии птиц, окаменелостей и ДНК были задействованы в решении этой проблемы, но единого мнения так и не возникло.

Современные тенденции эволюции птиц [ править ]

См. Также: Сохранение птиц

Эволюция обычно происходит в слишком медленных масштабах, чтобы люди могли ее засвидетельствовать. Однако в настоящее время виды птиц вымирают гораздо быстрее, чем любое возможное видообразование или другое поколение новых видов. Исчезновение популяции, подвида или вида представляет собой безвозвратную утрату целого ряда генов.

Еще одна проблема, связанная с эволюционными последствиями, - это предполагаемое увеличение гибридизации . Это может происходить из-за изменения среды обитания человеком, что привело к перекрытию родственных аллопатрических видов. Фрагментация леса может создавать обширные открытые территории, соединяющие ранее изолированные участки открытой среды обитания. Популяции, которые были изолированы на время, достаточное для значительного расхождения, но недостаточное для того, чтобы не иметь возможности производить плодовитое потомство, теперь могут скрещиваться настолько широко, что может быть нарушена целостность первоначального вида. Например, многие гибридные колибри, обитающие на северо-западе Южной Америки, могут представлять угрозу для сохранения отдельных вовлеченных видов. [19]

В неволе разводили несколько видов птиц, чтобы создать вариации диких видов. У некоторых птиц это ограничивается вариациями окраски, в то время как других разводят для получения большего количества яиц или мяса, нелетающих или других характеристик.

В декабре 2019 года в журнале Ecology Letters были опубликованы результаты совместного исследования изменений морфологии птиц, проведенного Чикагским полевым музеем и Мичиганским университетом . В исследовании используются тела птиц, погибших в результате столкновения со зданиями в Чикаго, штат Иллинойс, с 1978 года. Выборка состоит из более чем 70 000 особей 52 видов и охватывает период с 1978 по 2016 годы. кости голени птиц (показатель размеров тела) укорочены в среднем на 2,4%, а их крылья удлинились на 1,3%. Результаты исследования предполагают, что морфологические изменения являются результатом изменения климата, демонстрируя пример эволюционных изменений в соответствии с правилом Бергмана . [20][21] [22]

См. Также [ править ]

  • Aurornis
  • Принцип недостатка
  • Происхождение птичьего полета
  • Происхождение птиц
  • Выживание сильнейших
  • Геномная эволюция птиц

Ссылки [ править ]

  1. Рианна Уилфорд, Джон Нобл (28 марта 2016 г.). « „ Динозавры среди нас“прослеживает эволюционный путь» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 28 марта 2016 .
  2. ^ Падиан, K; Chiappe, LM (1997). «Происхождение птиц». В Currie, PJ; Падиан, К. (ред.). Энциклопедия динозавров . Сан-Диего: Academic Press. стр.  41 -96.
  3. Перейти ↑ Gauthier, J (1986). «Заурисхийская монофилия и происхождение птиц». В Padian K (ред.). Происхождение птиц и эволюция полета. Mem. California Acad. Наука 8 . С. 1–55.
  4. ^ Hou, L; Мартин, М; Чжоу, Z; Федучча, А (1996). «Ранняя адаптивная радиация птиц: данные по окаменелостям из Северо-Восточного Китая». Наука . 274 (5290): 1164–1167. Bibcode : 1996Sci ... 274.1164H . DOI : 10.1126 / science.274.5290.1164 . PMID 8895459 . S2CID 30639866 .  
  5. ^ a b Хаксли, TH (1876): Лекции по эволюции. Нью-Йорк Трибьюн . Дополнительный. № 36. В Сборнике эссе IV: стр. 46-138 оригинальный текст с рисунками
  6. ^ Норелл, M & M Ellison (2005) Раскапывание дракона, Great Пернатый динозавр Discovery Pi Press, НьюЙорк, ISBN 0-13-186266-9 
  7. ^ Feduccia, A; Lingham-Soliar, T; Хинчлифф, младший (2005). «Существуют ли пернатые динозавры? Проверка гипотезы на неонтологических и палеонтологических данных». Журнал морфологии . 266 (2): 125–166. DOI : 10.1002 / jmor.10382 . PMID 16217748 . 
  8. Перейти ↑ Prum, R (2003). «Существуют ли текущие критические исследования тероподов в науке о птицах? Опровержение Feduccia 2002» . Аук . 120 (2): 550–561. DOI : 10.1642 / 0004-8038 (2003) 120 [0550: ACCOTT] 2.0.CO; 2 .
  9. ^ Укорочение хвоста помогло ранним птицам подняться на ноги
  10. ^ Надежда, Сильвия (2002). «Мезозойское излучение неорнитов». In Chiappe, Luis M .; Уитмер, Лоуренс М. (ред.). Мезозойские птицы: над головами динозавров . стр.  339 -388. ISBN 978-0-520-20094-4.
  11. ^ Филлипс, MJ; и другие. (2010). «Tinamous и Moa стекаются вместе: анализ последовательности митохондриального генома выявляет независимые потери полета среди Ratites» . Систематическая биология . 59 (1): 90–107. DOI : 10.1093 / sysbio / syp079 . PMID 20525622 . 
  12. ^ Харшман, Джон; Браун, Эдвард Л .; Браун, Майкл Дж .; Хаддлстон, Кристофер Дж .; Боуи, Раури СК; Chojnowski, Jena L .; Hackett, Shannon J .; Хан, Кин-Лан; Кимбалл, Ребекка Т. (9 сентября 2008 г.). «Филогеномное свидетельство множественных потерь полета у птиц-ратитов» . Труды Национальной академии наук . 105 (36): 13462–13467. Bibcode : 2008PNAS..10513462H . DOI : 10.1073 / pnas.0803242105 . ISSN 0027-8424 . PMC 2533212 . PMID 18765814 .   
  13. ^ а б Эриксон, PGP; Андерсон, К.Л .; Britton, T; Эльзановский, А; Йоханссон, США; Kallersjo, M; Ольсон, JI; Парсонс, Т.Дж.; Zuccon, D; и другие. (2006). «Диверсификация Neoaves: интеграция данных молекулярной последовательности и окаменелостей» . Письма о биологии . 2 (4): 543–547. DOI : 10.1098 / RSBL.2006.0523 . PMC 1834003 . PMID 17148284 .  
  14. ^ Браун, JW; Пейн, РБ; Минделл, Д.П .; и другие. (2007). «Ядерная ДНК не согласовывает« камни »и« часы »в Neoaves: комментарий к Эриксону и др.» . Письма о биологии . 3 (3): 257–259. DOI : 10.1098 / RSBL.2006.0611 . PMC 2464679 . PMID 17389215 .  
  15. ^ Филд, Дэниел Дж .; Берковичи, Антуан; Берв, Джейкоб С .; Данн, Риган; Фастовский, Давид Э .; Lyson, Tyler R .; Вайда, Виви; Готье, Жак А. (2018). «Ранняя эволюция современных птиц, обусловленная глобальным обрушением лесов в конце мелового периода массового вымирания» . Текущая биология . 28 (11): 1825–1831.e2. DOI : 10.1016 / j.cub.2018.04.062 . PMID 29804807 . 
  16. ^ Майр, Джеральд (2016). Avian Evolution . Вайли. DOI : 10.1002 / 9781119020677 . ISBN 9781119020677.
  17. ^ Вонг, Кейт. «Как птицы развили свое невероятное разнообразие» . Scientific American . Дата обращения 6 сентября 2020 .
  18. ^ Феличе, Райан Н .; Ватанабэ, Акинобу; Манжета, Эндрю Р .; Хэнсон, Майкл; Bhullar, Bhart-Anjan S .; Рейфилд, Эмили Р .; Витмер, Лоуренс М .; Норелл, Марк А .; Госвами, Анджали (18 августа 2020 г.). «Замедление эволюции черепа динозавра с происхождением птиц» . PLOS Биология . 18 (8): e3000801. DOI : 10.1371 / journal.pbio.3000801 . ISSN 1545-7885 . PMC 7437466 . PMID 32810126 .    Текст и изображения доступны по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .
  19. ^ Fjeldså, Джон; Нильс Краббе. (1990). Птицы Высоких Анд: Руководство для птиц умеренной зоны Анд и Патагонии, Южная Америка . Книги Аполлона. ISBN 978-87-88757-16-3.
  20. ^ Vlamis, Келси (4 декабря 2019). «Птицы« съеживаются »по мере потепления климата» . BBC News . Проверено 5 декабря 2019 .
  21. ^ «Птицы Северной Америки сокращаются, вероятно, в результате потепления климата» . Одюбон . 4 декабря 2019 . Проверено 5 декабря 2019 .
  22. ^ Недели, Брайан С .; Уиллард, Дэвид Э .; Зимова, Маркета; Ellis, Aspen A .; Витинский, Макс Л .; Хеннен, Мэри; Вингер, Бенджамин М. (2019). «Общие морфологические последствия глобального потепления у перелетных птиц Северной Америки». Письма об экологии . н / д (н / д): 316–325. DOI : 10.1111 / ele.13434 . ISSN 1461-0248 . PMID 31800170 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Джарвис, Эрик Д. и др. «Полногеномный анализ позволяет выявить ранние ответвления на древе жизни современных птиц». Наука 346 . 12 декабря 2014 г., стр. 1320-1331.
  • Н. Адам Смит, Луис М. Чиаппе, Джулия А. Кларк, Скотт В. Эдвардс, Стерлинг Дж. Несбитт, Марк А. Норелл, Томас А. Стидхэм, Алан Тернер, Марсель ван Туйнен, Якоб Винтер и Син Сюй (2015 г. ). «Риторика против реальности: комментарий А. Федуччи к книге« Происхождение птиц заново »». Аук . 132 (2): 467–480. DOI : 10,1642 / AUK-14-203.1 . hdl : 2152/43319 . S2CID  85772056 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  • Син Сюй; Чжунхэ Чжоу; Роберт Дадли; Сьюзан Макем; Ченг-Мин Чыонг ; Грегори М. Эриксон; Дэвид Дж. Варриккио (12 декабря 2014 г.). «Интегративный подход к пониманию происхождения птиц» . Наука . 346 (6215): 1253293. DOI : 10.1126 / science.1253293 . PMID  25504729 . S2CID  24228777 .