Исключительная сохранность и структура стоп свидетельствуют об экологических переходах и образе жизни первых летающих теропод.

Jun 18, 2023

Nature Communications, том 13, номер статьи: 7684 (2022) Цитировать эту статью

12 тысяч доступов

1 Цитаты

637 Альтметрика

Подробности о метриках

Морфология ороговевших подушечек пальцев и чешуек стоп, шарнирное соединение суставов стопы, а также форма и размер когтей - все это влияет на хватательную способность, беглость и способ питания современных птиц. Здесь представлены морфологические свидетельства ископаемых ног ранних летающих теропод. Мягкие ткани стопы и суставные сочленения качественно оценивают с помощью лазер-стимулированной флуоресценции. Форма и размер когтей педали количественно анализируются с использованием традиционной морфометрии. Мы интерпретируем эти данные о ногах среди существующих данных, чтобы лучше понять эволюционную экологию первых летающих теропод. Летающие юрские виды, такие как Anchiornis и Archeopteryx, демонстрируют адаптации, напоминающие об относительно наземном образе жизни. Летуны раннего мела затем переходят к более воздушному образу жизни, включая универсалов, таких как Конфуциусорнис, и специалистов, таких как альпинист Фортунгуавис. Некоторые ранние птицы, такие как берлинский археоптерикс позднеюрского периода и сапеорнис раннего мела, демонстрируют сложную экологию, которая, по-видимому, уникальна среди отобранных современных птиц. Для человека, не летающего на птицах, обнаружение сходства микрораптора с более специализированным хищным образом жизни является неожиданным. Его ястребиные характеристики редко встречаются среди известных летающих теропод того времени, что позволяет предположить, что некоторые летающие люди, не относящиеся к птицам, выполняют специальные роли, которые сегодня выполняют птицы. Мы демонстрируем разнообразные экологические профили среди ранних летающих теропод, которые меняются по мере развития полета, а некоторые летающие люди, не относящиеся к птицам, выполняют более сложные экологические роли.

Экология ранних летающих теропод была частично раскрыта в ходе предыдущих исследований, касающихся их анатомии, диеты, двигательных способностей и среды обитания1,2,3,4,5,6,7,8. Анатомия стопы современных птиц сильно различается из-за разнообразных экологических ролей, которые они выполняют9,10,11,12. Эти экологические функции включают запуск ног летающих птиц, сидение, переход вброд и плавание, а также захват и расчленение добычи13,14. В контексте существующих экологических данных1,2,3,4,5,6,7,8 мы уточняем экологические профили ранних летающих теропод, сравнивая их подушечки пальцев, чешуйки стоп, когти и суставы с ныне живущими птицами. В частности, мы объединяем детали мягких тканей и суставов, видимые на наиболее сохранившихся образцах и при лазерно-стимулированной флуоресценции (LSF)15, а также количественный анализ формы и размера когтей с использованием традиционной морфометрии.

Ороговевший покров стопы, называемый подотекой, включает в себя различные типы чешуек, которые в совокупности покрывают мясистые подушечки пальцев на подошвенной поверхности стопы16, латеральные и дорсальные поверхности пальцев и части плюсны. У современных птиц морфологические различия в чешуе и подушечках пальцев коррелируют с двигательными и пищевыми предпочтениями10,11. В частности, уплощенные подушечки пальцев встречаются у сидящих и наземных птиц, а также у мирных птиц, которые используют свои ноги для добывания пищи (например, у попугаев)10. «Хорошо развитые» подушечки (т. е. с умеренно выпуклыми, полудвоячковыми очертаниями при виде сбоку) и/или «выступающие» подушечки (т. е. с сильно выпуклыми, полуовальными или полукруглыми очертаниями при виде сбоку) Встречается преимущественно у современных птиц, которые используют ноги для охоты, поскольку они обеспечивают дополнительный захват10. Сетчатая чешуя на подошвенной поверхности ног современных хищников также отражает предпочтения добычи. Острые сетчатые чешуйки (называемые «спикулами») чаще всего встречаются у скопы (Accipitriformes: Accipitridae: Pandion sp.), специализированного рыбоядного животного17, но широко распространены среди хищных хищников (например, соколов, ястребиных)11. Несколько заостренная сетчатая чешуя также встречается у тукановых лапок (рамфастид), которые используются для манипуляций с пищей, и у некоторых дятлов (пицидов)11, которые хорошо лазают по вертикали. Подобно выступающим подушечкам10, спикулы обеспечивают дополнительный захват18, что имеет решающее значение для хищных птиц, которые полагаются на свои ноги при захвате добычи.