Пернатые динозавры научились летать раньше птиц

Такой вывод сделали ученые, попытавшиеся определить химический состав перьев анхиорниса — маленького пернатого ящера, жившего на территории, которая сейчас называется Китаем, примерно 160 миллионов лет назад — за десять миллионов лет до появления первых птиц. 

Группа исследователей из Нанкинского института геологии и палеонтологии, Университета штата Северная Каролина и Университета Южной Каролины проанализировали перья Anchiornis huxley, чтобы узнать, отличаются ли они по своему составу от птичьих. Это не праздный интерес — археорнис вполне может быть предком птиц или близким родственником предка.

Эта рептилия, размером примерно с нынешнюю ворону, при жизни являла довольно любопытное зрелище. Все ее четыре конечности были покрыты перьями, напоминающими маховые перья сегодняшних птиц. Едва ли на них можно было полноценно летать, но планировать между деревьями — вполне.

Перо современных птиц состоит, преимущественно, из бета-кератина (β-кератина), белка, также содержащегося в коже, когтях и клювах рептилий и птиц. Перья отличаются от этих других тканей, содержащих β-кератин, потому что белок пера изменен так, чтобы быть более гибким.

«В какой-то момент в ходе эволюции перьев один из генов β-кератина подвергся событию делеции, в результате длина его молекул несколько уменьшилось. Эта модификация сделала перо гибким, что, очевидно, является адаптацией к полету. Если мы сможем точно определить, когда и в каких организмах произошло это изменение, мы лучше поймем, когда они научились летать», — говорит Мэри Швейцер, профессор биологических наук в Университете штата Северная Каролина.

Исследователи под руководством Яньхона Пана, приглашенного исследователя из Института Нанкина, исследовали окаменелые перья анхиорниса, используя электронную микроскопию высокого разрешения, а также различные химические методы для определения молекулярного состава перьев. Они сделали то же самое с другими перьями мезозойской и кайнозойской эр, а также с другими образцами, в которых когда-то было много β-кератина.

Выяснилось, что перья Anchiornis состоят как из β-кератинов, так и из альфа-кератинов (α-кератинов), белка, который есть у всех наземных позвоночных, включая млекопитающих. Это было удивительно, потому что в современных перьях α-кератин присутствует только в небольших количествах. В дополнение к коэкспрессии обоих кератиновых белков перья Anchiornis уже подверглись событию делеции, которое отличает перья от других тканей.

Выражаясь чуть проще, в этих перьях «коротких» кератинов все-таки было больше, а значит перо было гибче, чем это нужно нелетающему животному. Т. е. анхиорнис таки умел летать, и было это за 10 миллионов лет до появления первых птиц.