Птерозаври — летящите влечуги на Мезозоя: видове, устройство и еволюция
Открийте птерозаврите — видове, анатомия и еволюция на гигантските летящи влечуги от Мезозоя, от Quetzalcoatlus до първите фосили и техните адаптации.
Птерозаврите са летящи влечуги, живели през мезозойската ера по същото време като динозаврите.
Много от птерозаврите са били сравнително малки, но през горната креда някои от тях са станали по-големи от всички други летящи животни. Птерозавърът Quetzalcoatlus е имал размах на крилата до 12 метра.
Първите вкаменелости се появяват през горния триас, а групата продължава до събитието на измиране К/Т в края на креда (преди 220 до 65,5 милиона години). Птерозаврите са най-ранните гръбначни животни, за които е известно, че са развили двигателен полет. Крилата им са били изработени от кожен пласт между телата им и голям четвърти пръст (понякога наричан "крилат пръст"). Птерозаврите се делят на две групи. По-ранните рамофорхинхоиди (напр. Rhamphorhynchus) са имали дълги опашки и назъбени челюсти; птеродактилоидите (напр. Pterodactylus) са имали къси опашки, а много от тях са имали човки без зъби.
Първата вкаменелост на птерозавър е открита през 1784 г. в късnouрската варовикова скала Солнхофен в Германия. Това е точно същото място, на което години по-късно е открит археоптериксът. Жорж Кювие за първи път изказва предположение, че птерозаврите са летящи същества през 1801 г. Откакто е открит първият фосил на птерозавър, само в тези находища са открити двадесет и девет вида птерозаври. Известна ранна находка в Обединеното кралство е екземпляр от вида Dimorphodon, открит от Мери Анинг през 1828 г. в Лайм Реджис, Дорсет, Англия. Името птерозаурия е въведено през 1834 г.
Птерозаврите са били истински летци, които са можели да махат или да се издигат. Телата им са били покрити с фини косми, така че са могли да регулират температурата си (били са топлокръвни). Те са близка сестринска група на динозаврите, част от Archosauria.
Анатомия и адаптации за полет
Крилото на птерозаврите не е подобно на крилото на птиците или прилепите — то е изградено основно от разтеглив кожен мембранен плат (патагиум), който е бил опънат главно от изключително удължения четвърти пръст. В предната част на крилото някои видове имали малка кост, наречена птероид, която вероятно е подпомагала предната част на мембраната (пропатагиума) и контрола при полет.
Скелетът е бил силно модифициран: кости, изпълнени с въздушни кухини (пневматизация), намален брой прешлени в някои части, голям делто-пекторален гребен за залавяне на мощна гръдната мускулатура при по-развитите форми, и често тънки, но здрави дълги кости на крайниците. Тези черти намалявали теглото и давали мощност за маховете на крилата.
Полетни техники и старт
Птерозаврите са владеели активен (действителен) полет — способни са да извършват махови движения и планеруване. Освен това много изследвания подкрепят идеята, че те са използвали квадрупедален старт: при излитане първо се подпират на предните крайници и с тях „натискат“ тялото нагоре, след което се включват задните крайници и крилата. При големите аждархиди (azhdarchids) вероятно е имало комбиниран старт, използващ силата на цялото тяло (катапултен тип излитане), за да може голямата тяло-крила комбинация да се отлепи от земята.
Разнообразие, класификация и размери
Птерозаврите включват голям набор форми — от дребни, насекомоядни видове до гигантски хищници/скитници. Традиционно групирани са в две (широко опростено) големи подразделения: ранните рамофорхинхоиди с дълги опашки и късите-опашни птеродактилоиди, които включват и по-напреднали групи като аждархидите и птерозавроиди. Вътре в тези групи се откриват специализации: филтриращи форми (напр. Pterodaustro), назъбени риболовни форми, късочелести всъщност по-адаптирани към прагматичното хранене, и гигантски наземни стълкове (аздхарходи).
- Размери: от няколко десетки сантиметра размах (дребни видове) до гиганти с размах 8–12 m (например Quetzalcoatlus). Различните оценки се основават на непълни скелети, но е ясно, че през горната креда някои птерозаври са били най-едрите летящи животни, които са съществували.
- Крестве и орнаментика: много видове са имали костни или мекотъканни крила и крила по главата, които вероятно са служели за полово селектиране, видово разпознаване и терморегулация.
Начин на живот и хранене
Птерозаврите заемат разнообразни екологични ниши. Някои са били риболовци — с дълги назъбени човки, други са ловували насекоми или малки животни, а при някои (напр. Pterodaustro) се развива филтрираща адаптация за улавяне на дребни организми. Гигантските аздхархиди вероятно са били наземни „стълкери“, които са ловували дребни гръбначни и безгръбначни, като са се придвижвали уверено по сушата и са атакували плячка от близка дистанция.
Терморегулация и покривка
Открити са структури, наречени пинофибри (pycnofibers) — фини косъмоподобни нишки по тялото на птерозаврите. Тази покривка подсказва, че много птерозаври са имали възможност за регулиране на телесната температура и често се смятат за ендотермни (топлокръвни) или поне с по-висок метаболизъм от традиционните влечуги. Костната хистология също подкрепя бърз растеж и активен метаболизъм при много видове.
Размножаване и развитие
Има доказателства, че птерозаврите са полагали яйца. Открити са яйца и ембрионални находки, които подсказват, че яйцата често са били с мека или полутвърда обвивка (подобна на тази при някои съвременни влечуги), а младите поколения могат да са били сравнително развити и в състояние да летят скоро след излюпване при някои видове. Тези данни дават основание за предположения за родителска грижа в различни степени, както и за бърз растеж до възрастна възраст при повечето форми.
Фосили и важни находки
Знаменитите находища в Солнхофен (Германия) дават изключително добре запазени екземпляри, включително отпечатъци на меките тъкани и крилни мембрани. Планини тухли и лагуни в Китай и Аржентина също са дали много добре запазени материали — костен скелет, отпечатъци и ембриони. Важна ранна находка в Англия — Dimorphodon, открита от Мери Анинг, е сред класическите образци в изучаването на групата.
Еволюция и изчезване
Птерозаврите се появяват през късния Триас и през Мезозойската ера развиват широка морфологична и екологична диверсификация. В края на кредата (съвпадащо с масовото измиране К/Т, днес наричано K–Pg събитие) птерозаврите изчезват заедно с голяма част от динозаврите и други групи. Причините са свързани с комбинирани фактори — катастрофални екологични промени, загуба на местообитания и хранителни ресурси, както и последствия от ударно-свързани и вулканични събития в края на креда.
Какво още е предмет на изследване
- Точните механизми на старт и приземяване при най-големите видове;
- пълната палитра от функции на черепните и кожните крила/кресчета;
- детайлите около техния метаболизъм и степента на ендотермия;
- вътрешната анатомия на меките тъкани и крилния апарат при по-малко познати групи.
Птерозаврите остават една от най-интересните и разнообразни групи от мезозойските гръбначни — уникален пример за това как влечугоподобни линии са развили способността за активен полет и са окупирали широк спектър от екологични ниши.
Rhamphorhynchoids
Тази ранна група се развива добре от горен триас до долна креда. Когато ги виждаме за първи път във фосилните записи, те са разделени на три семейства, така че биолозите знаят, че ранната им еволюция все още не е разкрита.p240, 246 Тези три семейства са представени от трите рода Rhamphorhynchus, Dimorphodon и Eudimorphodon. В началото на юрския период се появява поне още едно семейство - Anurognathidae.
Групата имаше дълга опашка, обикновено скована от пръчковидни костни сухожилия, които я поддържаха изправена. Това показва, че полетът им е бил изключително стабилен, което означава, че са се придържали към курса, а не са хвърчали насам-натам. Тази особеност се среща и при археоптерикса, и при ранните прилепи, и при насекоми като водни кончета.
За да разберете това, трябва да знаете някои основни неща за аеродинамиката и стабилността на полета. Първите самолети са били много стабилни, както и самолетите. За да се хвърляш бързо, са необходими специални усъвършенствани мозъци и рефлекси, които по-късните птици и птерозаврите са имали, но ранните - не. Аналогията при самолетите би била при изтребителите, които се нуждаят от толкова бързи реакции, че подробностите се разработват от компютър, а пилотът посочва накъде да се движи. За контролирането на нестабилния полет са необходими повече мозъци, отколкото за стабилния полет.
Всички видове от групата имат зъби. Това отново има паралел с птиците: археоптериксът и много птици от кредата имат зъби, а съвременните птици нямат. Недостатъкът на зъбите е, че те са доста тежки; когато животното може да се справи без тях, те постепенно ще бъдат отстранени. Очевидно е, че без зъби храната не може да бъде сдъвкана, но има начини това да се избегне. При птиците смилането се извършва от камъни в стомаха.
Дълго време се смяташе, че групата е изчезнала в края на юрския период, което е било незначително измиране. Дори към края на юра Rhamphorhynchus е бил най-често срещаният птерозавър, открит в известното находище на археоптерикс в Золнхофен, Бавария, Германия, а сега е известно, че групата е оцеляла до долна креда. "Доскоро се смяташе, че рамфорхинхоидите са изчезнали в края на юра, но новите находки в последователността Джехол в североизточен Китай [показват], че в тази част на света те са оцелели поне до средата на долна креда".
В Золнхофен е открит и един екземпляр от насекомоядния Anurognathus. Той е имал по-къса опашка от всеки друг рамофорхинхоид. Това подсказва, че е имал нужда да избягва, за да лови насекоми: "пъргав и много маневрен".p270
Rhamphorhynchus, Musée d'histoire naturelle de Bruxelles.
Птеродактилоиди
Изкопаеми птеродактилоиди се появяват през горна юра. Те са били късоопашати птерозаври, което предполага, че са имали по-усъвършенстван контрол върху полета си, което несъмнено им е давало някои предимства. В Золнхофен са открити 2-300 екземпляра от 17 различни вида птерозаври от осем различни рода.p263 Те включват най-ранните образци на Pterodactylus и Germanodactylus - род, който се среща и в Англия и Китай. Ctenochasma, също от Солнхофен, е имал гребен от 260 тънки зъба, което показва, че е бил филтърно животно, което може да е бродирало или плувало във водата. Имаше още няколко рода с подобен начин на живот.
През долната креда е имало много птеродактилоиди, предимно доста малки. Постепенно са се появили по-големи варианти и през горна креда повечето птерозаври са имали огромни крила и явно са преодолявали огромни разстояния, издигайки се по възходящите течения в топла среда. Известни примери за това са Pteranodon с размах на крилете над 7 м и Quetzalcoatlus с размах на крилете 40 м. Многото десетки частични скелети на Pteranodon са открити в райони, където през кредата в Северна Америка е имало гигантско вътрешно море - Западния вътрешен морски път. Това прави повече или по-малко сигурно, че Птеранодон е бил основно рибояден птерозавър. А на други места в Англия и Аржентина по онова време също е имало плитки, топли вътрешни морета. Общото заключение е, че повечето птерозаври са били рибоядни.
Все пак си струва да се помни, че животните от горските райони се вкаменяват слабо. Не можем да кажем много за районите, които не са вкаменени. Знаем обаче, че през юра и долна креда земята е била отчасти залесена с араукарийски иглолистни дървета като кипариси и с тисове. В горите е имало много насекоми.
Тъй като птиците вече са били разпространени през долна креда, те са се конкурирали силно с по-малките птеродактилоиди. Това може да обясни изчезването на по-малките видове птерозаври, въпреки че липсата на вкаменелости от гористите райони затруднява преценката. Огромните видове птерозаври от горна креда явно са водили различен начин на живот от по-малките видове, който все още не е бил достъпен за птиците. С промяната на климата през горната креда, който става по-студен и по-сезонен, броят на птерозаврите намалява. Последните публикации показват, че до края на кредата са оцелели повече птерозаври, отколкото се смяташе досега.
Подобно на повечето от по-големите видове на Земята, огромните птерозаври не са оцелели по време на К/Т измирането. Поне някои семейства птици са оцелели. Така приключило съревнованието между двата вида летящи влечуги през дългите 79 милиона години на периода Креда.p346
Pteranodon : монтиран скелет, изработен от копия на оригиналните изкопаеми кости. Малкият костен гребен в задната част на черепа показва, че този скелет е принадлежал на жена.
Начин на живот на птерозаврите
Храна
Главата и челюстите на птерозаврите са много приспособени, така че е напълно сигурно, че различните форми са използвали различни методи за хранене, както птиците. Като цяло повечето вкаменелости са открити в морски пластове, което предполага, че те са можели да летят добре над водата и че рибата е била в менюто на много видове. Челюстите на рибоядните са били дълги и често са имали насочени напред зъби, подходящи за улавяне на риба (вж. Anhanguera). Останки от последна рибна вечеря са открити при Pteranodon.
Вкаменелостите показват, че един от птерозаврите, Pterodaustro, открит в Аржентина, е имал подобни на гребени цедки в устата си. Вероятно птерозавърът се е хранел, като е пълнил долната си челюст с вода и е изтласквал водата от устата си през цедките. Цедките са улавяли планктон или други дребни същества, които са били във водата, и когато водата е изчезвала, животното е можело да изяде това, което е останало. Други видове са имали дълги, сгъстени долни челюсти, което предполага, че са били скимери в горната част на водата.
Другият основен елемент от храната бяха насекомите. Летящите насекоми са били в изобилие през мезозоя и много видове птерозаври дават ясни признаци, че това е била тяхната храна. Тези птерозаври имат широка уста, често с къси зъби, подобни на колчета.p339–341
Полет на птерозавър
Дълго време хората са смятали, че птерозаврите са можели само да плават и да се издигат, но не са били достатъчно силни, за да размахват криле. През XX век, след като са изобретени самолетите, разбирането ни за полета се развива. Английски палеонтолози доказаха, че птерозаврите са можели да летят, а Тили Едингер показа, че към края на юрския период мозъкът на птерозаврите е приличал повече на този на съвременните птици, отколкото на този на археоптерикса. В последната работа е използван работещ модел за симулиране на полета им.p218 Мембраната на крилата е била с дебелина около 1 мм, с твърда кожа и е имала дълги влакна, които са я подсилвали. Това може да се види ясно в някои от вкаменелостите.p332 Структурата е помагала на крилата да издържат на напрежението при полет. По-големите птерозаври са били предимно пасажери, какъвто е случаят с днешните птици.
Как птерозаврите са се придвижвали по земята е нещо като загадка. Най-вероятно те са ходили на четири крака, докато са били на земята, тъй като са открити фосилни следи, които показват, че са използвали както краката, така и ръцете си, за да се подпират.p210–222 Птерозаврите са имали и специални кости. Те са били изключително леки (дори повече от птичите крила - някои са били тънки почти колкото лист хартия), а някои са били почти кухи. Малките дупчици в костите свидетелстват за въздушни торбички, които са се простирали в прешлените и костите на крайниците, както е при птиците. Присъствали са и опорни подпори, които са правили тези кости по-здрави. С тези специални кости дори най-големият от птерозаврите, Quetzalcoatlus, вероятно е тежал по-малко от 200 килограма.
Размножаване и развитие
Птерозаврите вероятно са снасяли яйца и някои от тях са открити на местата, където е имало птерозаври. Има доказателства, че някои видове, като птеранодон, са имали полов диморфизъм (половете са изглеждали различно). Предполага се, че скелетите с големи черепни (главни) гребени и малки тазови канали са били мъжки. Когато няколко екземпляра се срещат на едно и също място, възрастните могат да бъдат разграничени от младите. Доказателствата за износване на зъбите при Eudimorphodon предполагат, че младите са били насекомоядни, докато възрастните са яли риба.p343 Развитието на тези топлокръвни влечуги е протичало бързо и голяма част от начина им на живот наподобява този на птиците. Високото ниво на енергия, необходимо за полета, обяснява защо и двете форми на влечугите (птерозаврите и птиците) са развили сходен метаболизъм. В много отношения птиците и птерозаврите са добри примери за конвергентна еволюция.
Quetzalcoatlus, Музей по естествена история Burpee в Рокфорд, Илинойс
Anhanguera
Свързани страници
- Списък на птерозаврите
Въпроси и отговори
В: В коя епоха са живели птерозаврите?
О: Птерозаврите са живели през мезозойската ера по същото време като динозаврите.
В: Колко големи са били някои от най-големите птерозаври?
О: Най-големите птерозаври са имали размах на крилата до 12 метра (~40 фута).
В: Кога са се появили първите фосили на птерозаври?
О: Първите вкаменелости на птерозаври се появяват през горния триас.
В: Как са летели?
О: Птерозаврите са можели да махат или да се издигат, а крилата им са били направени от кожен пласт между тялото и голям четвърти пръст (понякога наричан "крилат пръст").
В: Кой открива първия фосил на птерозавър?
О: Първият фосил на птерозавър е открит от Жорж Кювие през 1784 г. в Германия.
В: Коя е друга известна находка от Обединеното кралство?
О: Друга известна находка в Обединеното кралство е екземпляр от Dimorphodon на Мери Анинг, който тя открива през 1828 г. в Лайм Реджис, Дорсет, Англия.
В: С коя група птерозаври са тясно свързани?
О: Птерозаврите са близка сестринска група на динозаврите, част от Archosauria.
обискирам