Палеонтологи выяснили, что помогало ранним птерозаврам сохранять устойчивый полет

Первыми позвоночными животными, освоившими полет, были птерозавры. Они возникли примерно 220 миллионов лет назад в верхнем отделе триасового периода (251,9-201,3 миллиона лет назад) и за свою долгую эволюционную историю приобрели множество необычных особенностей. Одни летающие ящеры вырастали до колоссальных размеров — крупнейшими считаются хацегоптерикс и арамбургиана, чей размах крыльев достигал 10-11 метров, другие лазали по деревьям, третьи летали над океанами и питались рыбой.

Ранние птерозавры отличались длинными жесткими хвостами, которые часто кончались лопастью из мягких тканей. Существует несколько мнений, для чего она им понадобилась. Есть версия, что лопастью птерозавры привлекали партнеров, но многие исследователи сходятся в ее механической функции. Вероятнее всего, эта особенность помогала летающим ящерам маневрировать или сохранять устойчивость в полете. Но то, что форма хвостовой лопасти активно менялась у разных видов, указывает на важность такого устройства в эволюции животного.

Международная группа палеонтологов решила изучить внутреннее строение хвостовых лопастей у ранних птерозавров — рамфоринхов (Rhamphorhynchus). В предыдущем исследовании XIX века рассказывалось, что в этих тканях, предположительно, гибкие хрящевые дуги, которые могли помогать лопасти оставаться стабильной в полете. На этот раз ученые с помощью современных методов проанализировали строение сохранившихся лопастей и обнаружили внутри два разных набора структур. Детали исследования опубликованы на сайте препринтов bioRxiv.

Специалисты отобрали 100 окаменелых образцов мягких тканей хвоста Rhamphorhynchus muensteri, найденных в зольнхофенских известняках. Наличие лопастей палеонтологи изучили с помощью ультрафиолета — из них выбрали четыре исключительно хороших экземпляра, которые затем исследовали лазерно-индуцированной флуоресценцией (ЛИФ). Метод выбивает из материала фотоны, за счет чего светятся те участки, которые при ультрафиолетовом облучении оставались темными. Ранее, к примеру, он позволил определить тип полета у вымершей птицы Sapeornis.

Длина лопастей у отобранных рамфоринхов составляла 7-7,5 сантиметра, это чуть больше 20 процентов от общей длины хвоста. В этих ромбовидных отростках специалисты обнаружили больше десяти групп прямых структур, стоящих перпендикулярно хвосту (у одного образца их насчитали 17 штук).

Их толщина (0,6-1 миллиметр) и, вероятно, полое строение подсказали исследователям, что они были стержнями. У одного рамфоринха палеонтологи также выделили несколько почти горизонтальных тонких волокон, которые проходили через вертикальные и образовывали сшитую решетку.

Авторы статьи заключили, что два этих набора структур выстраивают сетку, препятствующую растяжению хвостовой лопасти при встречном потоке воздуха. При отклонении в сторону лопасти важно оставаться упругой и жесткой, чтобы сопротивляться растяжению. Благодаря этому она позволяла птерозаврам лучше управлять полетом с помощью хвоста — решетка выдерживала бы нагрузки при резких движениях.

Более поздние разновидности летающих ящеров вовсе отказались от хвостовых лопастей, сместив центр масс вперед к голове и передав управление на крылья и черепной гребень.