Почему птерозавры — не динозавры и не рептилии

В период около 230-65 миллионов лет назад, от верхнего триаса до конца мела, на протяжении всей мезозойской эры жил отряд летающих рептилий, называемый птерозаврами, что означает «крылатые ящерицы». Как в ботанике, зоологии, так и в биологии для классификации живых организмов используют различные уровни. Например, в системной организации отряд располагается ниже класса и выше семейства. Каждый класс включает в себя несколько отрядов, а отряды делятся на семейства.

Класс рептилий представляет собой позвоночных животных, которые первыми вышли из водной среды и в силу своих биологических функций приспособились к жизни в наземной среде. В первую очередь, они выработали особенности, направленные на предотвращение обезвоживания: ороговевшая чешуйчатая кожа, яйца, снабжённые скорлупой, более быстрое развитие организма при вылуплении и двойное кровообращение.

Более 300 миллионов лет назад, в верхнем карбоне, началась история рептилий, разделившихся в своем развитии на два подкласса: анапсиды и диапсиды, отличающиеся друг от друга особенностями черепа. Анапсиды имели небольшой череп без височных окон, к которым прикреплялись ротовые мышцы. К ним можно отнести водных мезозавров и парейазавров, от которых произошли черепахи, а в мезозое эти примитивные рептилии исчезли.

В каменноугольном периоде из анапсидов возникли диапсиды с черепом, снабженным большими окнами для прикрепления мышц. Их этих более развитых рептилий произошли многие другие формы, заселившие все среды обитания: сушу, море и даже небо. К основным большим группам относятся длинношеие водные плезиозавры и дельфиноподобные ихтиозавры, древесные авицефалы и лепидозавры, похожие на ящериц и змей, архозавры, похожие на крокодилов, и летающие птерозавры.

В отличие от амфибий, рептилии дышат через легкие, а не через кожу, но они такие же хладнокровные животные. Яйца рептилий содержат большие запасы питательных веществ, и благодаря этим веществам детеныши вылупляются на более продвинутой стадии развития, чем детеныши земноводных. Яйца очень похожи на яйца птиц, что также характерно для большинства динозавров, но у них отсутствует воздушная камера.

Третий и последний период мезозойской эры называется меловым, располагающимся в геологической временной шкале между 145 и 65 млн лет назад. За ним следовал палеоген, а предшествовал ему юрский период. Меловой период делят на нижний и верхний мел, который закончился иридиевой аномалией, предположительно связанной с ударом метеорита и вызвавшей массовое вымирание многочисленных морских и наземных организмов, таких как нептичьи динозавры.

Основной характеристикой мела явилось то, что положения доминирования, причем невиданного ранее, достигли позвоночные животные. Цератопсиды и тиранозавры специализировались до высочайшего уровня, многие рептилии создали самые гигантские формы, жившие когда-либо на Земле, достигнув своего апогея. Все ещё зубастые птицы, произошедшие от динозавров, распространились в этот же период, но они сильно отличались от своих современных потомков. Пингвины находились в процессе отделения от своих ближайших родственников, а также водные рептилии — мозазавры. Птиц мелового периода хоть и мало, но к ним можно отнести иберомезорниса или мелового голубя, окаменелость которого обнаружили в Китае. Среди млекопитающих мелового периода преобладали в основном мелкие сумчатые, первые плацентарные появились в верхнем мелу, а также предки нынешних насекомоядных.

Представителям некоторых семейств удалось дожить до сегодняшних дней, но в конце мела всё же произошли массовые вымирания. В геологической временной шкале этот период называется маастрихтским ярусом и представляет собой последний уровень всей мезозойской эры. Массовое вымирание произошло между периодом около 70 и 65 млн лет назад, после чего началась Кайнозойская эра. Из-за определенного разрушительного события вымерли динозавры, мозазавры, плезиозавры и птерозавры, а также другие формы жизни. Согласно наиболее распространенной и признанной гипотезе, вымирание произошло в результате падения крупного небесного тела в Мексиканском заливе, в районе Чиксулуб-Пуэрто.

Птерозавры стали первыми позвоночными, научившимися летать. Их прочные, жесткие и длинные крылья имели кожистые перепонки и мышечные ткани, соединяющие лодыжки и четыре пальца. Самые ранние виды обладали длинными зубастыми челюстями и крепкими хвостами, много позже их клювы стали беззубыми, а хвост сильно уменьшился, чтобы животное могло лучше контролировать полёт. Тела всех птерозавров и часть их крыльев покрывал слой пуха. Размер птерозавров сильно варьировался. Самые маленькие их представители образовали семейство анурогнатид, а крупнейшими известными сегодня летающими животными являлись арамбургианы, кетцалькоатли и хацегоптериксы.

Анурогнатиды, название которых означает «бесхвостые челюсти», жили около 165-125 миллионов лет назад, в период от средней юры до нижнего мела, на территории сегодняшних Европы и Азии. Эти птерозавры обладали очень маленьким хвостом, у некоторых он вообще отсутствовал, короткой шеей и черепом, а сами они были сравнительно небольших размеров. Тело этих летающих существ покрывал пух, представляющий собой полые нити, похожие на мех или волосы, длиной от 3 до 13 миллиметров, называемый пикноволокнами. В шерсти животных содержался пигмент, придающий пикноволокнам красновато-коричневый цвет. У них обнаружены некоторые общие характеристики с птеродактилями, такие как сросшийся и короткий копчик. Анурогнатиды считаются ночными животными, как летучие мыши. Наличие больших глазниц подтверждает, что они могли хорошо видеть в темноте. Зубы анурогнатид говорят о том, что они питались насекомыми и мелкими животными, некоторые жили на деревьях и имели когти, помогающие им цепляться за кору и ветви. 

Птерозавров часто называют «летающими динозаврами», но с научной точки зрения это неверно. Термин «динозавр» больше относится к рептилиям, и эта группа исключает птерозавров, как и морских рептилий, таких как мозазавры, плезиозавры и ихтиозавры, а птерозавры больше связаны с птицами. Отличающаяся от их предков-рептилий анатомия птерозавров позволила им научиться летать. У них были полые кости, как у птиц, развитый киль, к которому крепились сильные летательные мышцы, и увеличенный мозг, чтобы управлять функциями, связанными с полетом.

Крыло птерозавра с мембраной из кожи представляло собой динамичную и сложную структуру из упругих элементов, мышц и кератина. Оно было очень жёстким, но обладающим уникальной системой кровообращения. Более крупные птерозавры в перепонке крыла имели систему дыхательных воздушных мешков. Если не все, то многие птерозавры имели перепончатые задние ноги и элегантно замысловатые гребни, целиком состоящие из кератина. Если пикноволокна, покрывающие тело птерозавра, имели красно-коричневого оттенок, то их гребень был чёрным.

Для взлёта птерозавры использовали механизм «катапульты». Создавая крыльями огромную силу, они с легкостью поднимались в воздух и развивали скорость до 120 километров в час, иногда преодолевая тысячи километров.

В конце мелового периода конкуренция с ранними птицами подавила более мелкие виды птерозавров, поэтому выжили только крупные. Они занимали широкий спектр территорий лесов, равнин и морских побережий в зависимости от их размеров. Самый маленький из птерозавров имел размах крыльев 2,5 м, а у некоторых крупных видов он мог достигать до 9 метров. Однако, они были достаточно тяжелые: самый крупный экземпляр весил до 250 килограммов. Это указывает на то, что птерозавры имели высокие нагрузки на крылья, оснащенные очень сильными мышцами. Но зато у них была хорошая система воздушных мешков и вентиляции легких, а также подкожная воздушная система, что снижало плотность животного в полете. Рентгеновское исследование показало, что у этих животных была наиболее развита область мозга, объединяющая сигналы от суставов и мышц с органами равновесия.

Ископаемые следы показывают, что птерозавры при ходьбе опирались всей ступней на землю, как люди и многие млекопитающие, а также передними крылатыми конечностями. Они ходили прямо, держа все четыре конечности почти вертикально под телом. Задние конечности хоть и не были приспособлены для бега, но всё же позволяли птерозаврам хорошо передвигаться. Почти все птерозавры считаются рыбоядными, лишь самые мелкие были насекомоядными.

Диета птерозавров сильно различалась в зависимости от их видов и среды обитания. Среди них было множество рыбоядных, таких как никтозавриды, орнитохейриды, птеранодонтиды и бореоптериды. Одни из них проводили всю жизнь в открытом море, другие предпочитали пресные воды. Некоторые были прибрежными птерозаврами, наземными плотоядными, другие совершали короткие подводные погружения или играли роль падальщиков. Тапеяриды являлись всеядными наземными животными, которые питались как растительностью, семенами и фруктами, так и рыбой или мелкими позвоночными и насекомыми. Джунгариптериды считаются птерозаврами, которые питались ракообразными и моллюсками, раскалывая их раковины своими мощными челюстями. Талассодромиды были почти неспособны к ловле рыбы, являясь наземными хищниками, охотившимися даже на очень крупную добычу.

Оно было раздавлено таким образом, что это говорило о мягкой скорлупе яйца, как у некоторых рептилий, но в отличие от яиц птиц, поражал довольно маленький его размер по сравнению с размером самки. Вероятно, птерозавры закапывали свои яйца, как черепахи и крокодилы. Исследование эмбрионов показало, что перепонки их крыльев были прекрасно развиты, поэтому молодые птерозавры могли летать уже вскоре после рождения. 

Неизвестно, обладали ли птерозавры какой-либо формой родительской заботы. Но способность летать новорожденных привела ученых к выводу, что молодые особи в течение очень короткого периода зависели от их родителей. В первые дни жизни, возможно, птенцы питались желтком собственного яйца, как современные рептилии. Более крупные виды птерозавров уже в первый год жизни вырастали до взрослых размеров. Различный образ жизни птерозавров указывает на то, что эти животные никогда не конкурировали за пищу, занимая слишком разные экологические ниши.