Оперено динозавърно животно

Оперен динозавър, който и да е от група тероподи (месоядни) динозаври, включително птици, които еволюирали пера от обикновена нишковидна покривка поне от късния юрски период (преди около 161 милиона до 146 милиона години).

Подобни структури са докладвани по телата на някои орнитиски (или „птичи хип”) динозаври, а те са известни и от птерозаври (летящи влечуги). Следователно е възможно общият прародител на всички тези животни да е имал някакво влакнесто или космено покритие на тялото.

Еволюция на пера

Филогенетичният анализ (кладистика) показва, че предшествениците на перата са били прости прави, плътни нишковидни структури, направени предимно от кератин. В крайна сметка те се превърнаха в разклонени, а след това пухкави структури в няколко стъблови форми, които скоро изчезнаха. С течение на времето това разклонено състояние се разтворило в централно стъбло с лопатки от двете страни. По-късно тези лопатки еволюирали в структурите, известни като бодли, които се срещат в перата на живи птици. Въпреки че микроскопичните доказателства от изкопаеми форми са оскъдни, в един момент колата еволюирала барбули, малките кукички, които осигуряват механична структура на лопатките и им придават аеродинамична цялост. Първите такива пера бяха прости и симетрични в лопатките си, но по времето, когато Археоптериксът се разви, със силата си на полет, някои лопатки бяха приели асиметричен актьорски състав.

Доказателствата от биологията на развитието показват, че с разрастването на перото първо придобива проста форма на косъм. По-късно се появяват клони, които се развиват в централно стъбло, от което стърчат по-големи странични лопатки, съставени от по-малки отделни лопатовидни структури. Това доказателство е смайващо потвърждение на случай, в който „онтогенезата рекапитулира филогенезата“, понятие, популяризирано от германския зоолог и еволюционист Ернст Хекел, в което той постулира, че развитието на една функция изглежда успоредно на нейната еволюция. Доказателствата също фалшифицират отдавна поддържаната хипотеза, че перо е просто оградена скала; не е, както се доказва от различни молекулярни пътища на развитие между мащаб и перо.

Ранни открития

Английският биолог Томас Хенри Хъксли за първи път предложи през 1870-те години, че птиците може да са свързани с месоядни динозаври, но неговите аргументи не са общоприети; други учени, най-вече английският палеонтолог Хари Говиер Зели, предположиха, че приликите може би са се развили конвергентно. В началото на 1860-те години са открити първите скелети на Археоптерикс, пълни с пълен комплект от дълги пера. Вкаменелостите, които датират от късната юра, се считат от мнозина за представителни за първия вид птица. Въпреки това, тъй като никоя друга влечуга от мезозойската ера не е запазила покрития на тялото, като пера, произходът на птиците остава неясен.

През 70-те години американският палеонтолог Джон Х. Остром установява, че птиците наистина са се развили от дребни месоядни динозаври, откритие, което е валидирано през 80-те години чрез подробен филогенетичен анализ. Остром предположи, че перата може да са се развили като изработка на основни ресни от вежди на рептилии, идея, общоприета по онова време, и че естественият подбор може да има благоприятни люспи, подобни на пера, които първо са помогнали за побеждаването на летяща плячка от насекоми и по-късно са придобили аеродинамична функция. При роднините на динозаври от Археоптерикс обаче няма данни за всякакъв вид епидермално покритие.

Открития в находищата Ляонин

През 1996 г. китайският палеонтолог Чен Пей-джи направи снимки на забележителен вкаменелост на годишната среща на Палеонтологията на обществото на гръбначните животни в Ню Йорк. Беше скелет на малък месояден динозавър от леглата на Ляонин в Китай. Наричан Sinosauropteryx, изкопаемата е датирана в епохата на ранна креда (преди около 126 милиона години). Той беше изключителен, тъй като главата, шията, гърбът и опашката му бяха покрити с дебела къса пелаза от тъмни нишки. Тези нишки със сигурност са били епидермални и вероятно са съставени от кератин и други протеини, съдейки по тяхната правота и очевидна коравина. Някои изглеждаха разклонени, но нито една не беше сложна.

Изглежда, Sinosauropteryx е свързан с Compsognathus, късно юрски колоерусаурски теропод, открит в същите находища като Archeopteryx, но без видимо покритие на тялото. (Отсъствието на това покритие в Compsognathus се дължи на липса на запазване, свръхподготовка на екземпляра и други причини.) Compsognathus и Sinosauropteryx изглежда представляват ранен клон на телоподите на coelurosaurian (който включва животни, разнообразни като Archeopteryx и Tyrannosaurus) чиито предци вече са имали гъста пелаза от къси нишки по цялото тяло. Подобно покритие показва, че тези динозаври са били топлокръвни, тъй като автоматично биха осигурили топлина, повишаване и стабилизиране на нормалната телесна температура на животното.

Находищата в Ляонин са част от по-голямата биола на Йехол, обширна сглобка от кредави вкаменелости от североизточен Китай, и те продължават да произвеждат пернати вкаменелости на динозаври, включително тези на ранни птици. От гледна точка на историческата еволюция, много от тези пернати динозаври бяха установени все по-близо до Археоптерикс и по-късни птици. Някои родове, като Confuciusornis, бяха птици по-напреднали от Archeopteryx в смисъл, че те бяха еволюционно по-близки до живите птици. Повечето птици притежават способността да летят. Тъй като археоптериксът е имал пълен набор от дълги пера и скелетът му предполага поне рудиментарна способност за летене, той е бил считан за първата известна птица, позиция, която е заемал от откриването си. Подобно на Archeopteryx, Confuciusornis имаше пълен комплект летателни пера. Много индивиди имат и две дълги опашни пера, разширени в краищата си, което може да е помогнало да се разграничат мъжете от женските, възрастните от младите или различни видове един от друг. Палеонтолозите смятат Archeopteryx и Confuciusornis за „птици“, доколкото притежават пера и други птичи черти, но не са членове на нито една жива група птици.

Други открития на Ляонин, като Protarchaeopteryx и oviraptorosaur Caudipteryx, показаха, че тези животни имат някои видове рудиментарни пера, които не са представени в Archeopteryx или по-късни птици. Някои отделни пера имат прости разклонени нишки, докато други имат силни слети основи и снопчета от нишки, малко подобни на пухени пера при днешните птици. Останалите групи от пера са събрани в лопатки с рудиментарно стъбло и здрава основа.

Няколко вида пера присъстват в Protarchaeopteryx и Caudipteryx, както и в други форми. В Каудиптерикс например дългите петна пера се излъчват от пръстите и китката. Caudipteryx е свързан с екземпляри от късната креда на Монголия, които са намерени да седят на гнезда на яйца с пръсти, разперени с кокошка върху яйцата им. Тази асоциация силно подсказва, че една ранна функция на тези дълги пера е била да подпомагат заплождането на яйцата, като ги поддържат топли и защитени от околната среда.

И така, изглежда, че първата функция на структурите, подобни на пера, е изолация и евентуално оцветяване за камуфлаж или показ. (Цветните остатъци са известни за някои от тези древни структури.) Поне в някои родове, включително яйцерапторозаври и птици, те също помогнаха за разплод на яйца. В една родова линия, сега наричана птици, перата се развиват в структури, които позволяват на техните носители да летят.

Microraptor, род, открит в находищата на Ляонин през 2000 г., притежава дълги пера и на ръцете, и на краката си, състояние, предложено за Archeopteryx. Някои палеонтолози твърдят, че подобна конфигурация с четири крила предполага, че полетът е еволюирал през етапа на плъзгане с четири крила. Филогенетичното положение на Microraptor обаче подсказва, че той се е отклонил от основната еволюционна линия, водеща към птици и полети, така че състоянието на четирикрилата на животното е необичайно, независимо еволюиращо състояние. Във всеки случай характеристиките на Microraptor не обясняват как еволюиращият полет се е развил или как конфигурация с четири крила в крайна сметка би била намалена до две. Освен това не е ясно дали Microraptor е успял изобщо да лети или да се плъзга.

Ютираннус, най-големият известен пернат динозавър, също е открит в находищата Ляонин. Описани през 2012 г., данни от трите изкопаеми скелета, които са били възстановени, предполагат, че минимум, този раннокредатен тиранозавриден динозавър е притежавал на тялото си снопчета дълги нишковидни пера; тези структури обаче може да са обхванали цялото животно. Ютираннус, чието тегло на възрастен е оценено на 1400 кг (почти 3100 паунда), е най-голямото известно пернато животно в историята на Земята.