Идентификация запястной кости у динозавров может изменить взгляды учёных на эволюцию полёта.
Анализ двух ископаемых останков тероподов показал, что у них был тип запястной кости (гороховидная кость) в запястьях — кость, которая считается важной для полёта у птиц.
Это открытие, сделанное группой исследователей под руководством Джеймса Наполи из Университета Стони Брук, опровергает предыдущие исследования, в которых делался вывод, что у тероподов не было похожей на птичью гороховидной кости.
Их статья в журнале Nature открывает возможность того, что эволюция полёта у динозавров была «вся в запястье».
В течение многих лет идентификация одной из запястных костей у птиц была научной загадкой, пока исследователи не доказали, что это гороховидная кость.
Изначально эта кость была сесамовидной, как коленная чашечка, и переместилась из своего первоначального положения в запястье, чтобы заменить другую запястную кость — ульнаре. Её положение у современных птиц, по-видимому, устанавливает связи, которые позволяют птицам автоматически складывать крыло, когда локоть сгибается.
Форма кости с большой V-образной выемкой также позволяет гороховидной кости птиц фиксировать кости кисти, чтобы они не вывихивались во время полёта. Следовательно, эта кость является важной частью передней конечности птицы и имеет решающее значение для полёта.
Два проанализированных вида ископаемых динозавров — троодонтид, птицеподобный раптор, родственный велоцираптору, и овирапторид — необычная птицеподобная всеядная особь с длинной шеей и беззубым клювом.
Идентификация гороховидной кости у тероподов стала возможной благодаря исключительной сохранности динозавров в сочетании с использованием компьютерной томографии высокого разрешения, которая позволила им digitally изолировать кости запястья. Образцы динозавров для анализа были предоставлены в рамках сотрудничества с Американским музеем естественной истории и Монгольской академией наук.
Трёхмерные визуализации ясно показывают, что крошечные шаровидные кости запястья — это мигрировавшие гороховидные кости — первые, когда-либо идентифицированные у нептичьих динозавров, — запечатлённые в переходной стадии их эволюции.
«Мы считаем, что это первый случай, когда мигрировавшая гороховидная кость у нептичьих плотоядных динозавров была идентифицирована», — говорит ведущий автор Наполи, палеонтолог позвоночных и эволюционный биолог, преподаватель кафедры анатомических наук в Школе медицины Ренессанса при Университете Стони Брук.
«Хотя в настоящее время мы точно не знаем, сколько раз динозавры учились летать, интригует то, что эксперименты с полётом у этих существ появляются только после того, как гороховидная кость переместилась в лучезапястный сустав. Поэтому возможно, что это установило автоматизированные механизмы, обнаруженные у ныне живущих птиц, хотя нам потребуется проверить эту гипотезу с помощью дополнительных исследований и анализа костей запястья динозавров», — объясняет он.
Помещая свои выводы в эволюционный контекст, они определили, что гороховидная кость переместилась в своё птичье положение не у птиц, а у группы под названием Pennaraptora — группы тероподовых динозавров, в которую входят дромеозавриды, такие как велоцираптор, троодонтиды и овирапторозавры.
В целом, это группа динозавров, у которых начали появляться птичьи черты, такие как оперённые крылья, и в которой полёт эволюционировал как минимум дважды, а возможно, и до пяти раз.
Наполи и соавторы пишут, что их результаты «ясно показывают, что топологическое и функциональное замещение ульнаре гороховидной костью произошло гораздо глубже в истории тероподов, чем считалось ранее, и было поэтапным процессом… За последние несколько десятилетий наши знания об анатомии и эволюции тероподовых динозавров увеличились в геометрической прогрессии, и многое из этого показало, что классически «птичьи» черты, такие как тонкостенные кости, увеличенный мозг и перья, характеризуют более обширные группы тероподовых динозавров.
«Наши результаты предполагают, что строение птичьего запястья не является исключением и следует топологическим закономерностям, заложенным происхождением Pennaraptora».
Источник: Университет Стони Брук.